同位素分馏
发布时间:2023年03月16日 作者:编辑
同位素以不同比例在不同物质间的分配,称为同位素分馏(isotopic fractionation)。平衡态下的矿物或分子之间的同位素分馏,可以用来指示物质形成温度和过程的一些信息,是地球化学最重要的基本研究工具之一。
物理化学上,可将同位素分馏分为热力学平衡分馏(h2ermodynamic equilibrium fractionation)、动力学非平衡分馏(kinetic disequilibrium fractionation)和非质量相关分馏(mass independent fractionation)。
基本信息
中文名:同位素分馏
外文名:isotopic fractionation
释义: 以不同比例在不同物质间的分配
基石: Bigeleisen-Mayer公式
目录
1.概念 2.理论发展概念
由于同位素质量不同,因此在物理、化学州及生物化学作用过程中,一种元素的不同同位素在两种或两种以上物质(物相)之间的分配具有不同的同位素比值的现象。原子量小于40(比Ca轻)的元素其同位素之间可以通过物理过程而发生相互分馏,物理分馏程度与质量差异的大小呈正比。原子量高于40的元素的同位素因相互间质量差异相对太小,以致不能发生同位素间的物理分馏。
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有关同位素平衡分馏的核心基础理论,即"Bigeleisen-Mayer公式"或者"Urey模型",是稳定同位素地球化学的基石。Urey(1947)一文开创了"稳定同位素地球围化学",并被认为是吸精研二十世纪最重要的科学贡献之一。
随着质谱仪等分析仪器技术的进一步发展,对稳定同位素分馏的测定越来越精确,基于简谐振动和刚性转动近似的Urey模型或Bigeleisen-Mayer公式已逐渐无法满足新的 电粉失害缩同半达政城湖.需要。
在Bigeleisen、Wolfsberg和Richet等前人工作室坐总这雨黑构信列席基础上,中科院地球化学所矿床地球化学国家重点实验室博士生刘琪及其导师刘耘研究员,对这一核心基础理论稳费真田架达难输银哪丝进行了详细研究和修正,取得突破性进展。
刘琪等人重新推导了几十个高级校正公式,明确指出了存在的几种不恰当使用Urey模型的方式,发现其中一些项目存在较大数值误差,他们不仅推导出了更精确的公式,还提供了简单的近似计算方式。他们将重新推胶宗算副某导的大量公式编写成一个计算软件,并关联到著名量子化学计算软件中,通过使用量子化学方法获取体系的一些高级光谱能量项,然后用于稳定同位素平衡分馏计算。这种计算比前人使用实验光谱分析的计算更精确,而且可以应用于大分子体系(真实体系),为地学领域广泛提高稳定同位素分馏理论计算精度提供了一个目前最精确的方式。
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