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揭秘稳定性同位素的奥秘

更新时间:2023-05-25      点击次数:224
  稳定性同位素是指在自然界中存在的具有相同原子序数但不同质量数的同位素,其核内结构稳定、不放射性衰变,并能够长期存在于地球上。稳定性同位素的研究不仅对于地质学、化学、生物学等学科有着重要的意义,而且在医学和环境科学等领域也有广泛应用。
  稳定性同位素的发现可追溯到20世纪初,当时人们已经发现了一些同位素会放射性衰变,如氢的放射性同位素氚和锕系元素的放射性同位素钍、镤等。直到1934年,英国化学家乌里·福格才成功地用同位素分离技术制备出铅的两种稳定同位素铅-204和铅-206,开创了稳定性同位素的研究之路。
  稳定性同位素在地球科学和环境科学中的应用广泛。例如,通过测量大气CO2中碳-13同位素的比例,可以了解植物吸收二氧化碳的过程,从而研究全球碳循环和气候变化的规律;利用氢、氧稳定同位素技术可以追踪地下水、河流和冰川水等水体来源和演化过程;通过测量土壤中氮同位素比例,可以了解植物对不同类型氮素的吸收和利用过程,从而研究土壤养分循环和生态系统稳定性等问题。
  稳定性同位素在医学领域也有广泛应用。例如,利用碳-13和氮-15稳定同位素标记技术可以研究人体蛋白质代谢和营养状态,诊断肝功能异常、胃肠道疾病和肿瘤等疾病;利用氧-18稳定同位素标记技术可以研究心血管、神经系统和肾脏等器官的功能和代谢状况。
  稳定性同位素的应用还有很多其他领域,如环境监测、食品安全、古气候研究、考古学、文化遗产保护等。
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