基于氢氧同位素的洞庭湖枯水期蒸发研究

【目的】通过探讨洞庭湖枯水期不同水体的蒸发特征,揭示湖区水文循环规律,为湖区水资源管理提供参考。【方法】采用氢氧同位素示踪方法比较枯水期湖区河流、湖泊和地下水氢氧同位素组成及蒸发特征,并利用水量平衡方程和同位素质量守恒方程初步估算了湖水蒸发量。【结果】河水中湘江氧同位素千分偏差值δ_(^(18)O)和氢同位素千分偏差值δ_(D)平均值最大,松滋河的最小,沅江、资江和澧水的与湘江的差别不大;资水的氘过量参数d_(excess)平均值最大,松滋河的最小,其他河流的相差较小。河水、湖水、地下水的δ_(^(18)O)和δ_(D)变化范围分别为-10.66‰~-2.84‰和-76.27‰~-21.69‰、-6.59‰~-4.66‰和-40.65‰~-28.56‰、-8.33‰~-4.60‰和-57.12‰~-27.50‰。采用最小二乘法拟合的三类水体的蒸发线分别为δ_(D)=8.04δ_(^(18)O)+10.17,δ_(D)=5.02δ_(^(18)O)-6.58和δ_(D)=8.08δ_(^(18)O)+11.32。经比较认为,湖水蒸发作用最强烈,其次为河水蒸发作用和地下水蒸发作用,河水中蒸发作用强度由大到小依次为松滋河、城陵矶、沅江、湘江、澧水、资水。采用水量平衡法和同位素质量守恒法估算湖水枯水期蒸发量为0.173×10^(8)m^(3)/d,占湖水水量损失的4.1%。【结论】枯水期洞庭湖区不同水体、不同河流氢氧同位素组成和蒸发差异是水汽条件、地形和水文特征的差异所致,由蒸发导致的湖水水量损失较小。

多孔有机框架材料吸附与分离同位素的研究进展

综述了近年来以金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)为代表的多孔有机框架材料,作为新型吸附剂在分离气相同位素和液相同位素的研究进展,并对目前的研究中存在的困难和未来的发展趋势进行了梳理和展望,为进一步探索MOFs/COFs在同位素吸附分离中的应用提供参考。

牛组织中稳定性同位素碳、氮随饲料变化的研究

研究了饲料组成不同时,牛不同组织中δ13C和δ15N值的变化规律。将9头12～14月龄的青年牛随机分为3组,分别饲喂C4植物含量为100%、50%、0%的饲料,132d后屠宰。利用同位素比率质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,饲喂同种饲料的牛个体间碳、氮同位素组成随着时间的延长差异减小;牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值呈极显著相关性(P<0.01),并均与C4植物含量呈极显著的相关性(P<0.01);牛组织中的δ15N值并未随饲料呈现规律性变化。用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C4植物所占的比例,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪均可作为牛肉溯源的材料。

Re-Os同位素分析测试技术进展

评述了在ReOs同位素化学前处理和质谱测定方法上取得的一些重要发展和进步。简要介绍和评价了酸溶法、碱熔法、NiS火试金法、Carius管溶样法以及HPAS高温高压釜溶样法等常用的ReOs同位素样品分离方法。Os的分离纯化方法有蒸馏法和Br2或CCl4萃取法以及微蒸馏法,它们是分离和纯化Os的有效方法,也是目前国内外大多数实验室所采用的方法。Re的分离方法仍然是离子交换和溶剂萃取法。本文还介绍了ReOs同位素的质谱测定方法,主要有负离子热电离质谱(NTIMS)和多接收器电感耦合等离子体质谱(MCICPMS),其中NTIMS是ReOs同位素质谱测定中最成功的方法之一,MCICPMS在ReOs同位素质谱测定中具有很大的发展潜力和前景。

低温制备气相色谱法分离氢同位素

介绍了采用低温制备气相色谱法以 Al_2O_3 装填分离柱进行氢同位素分离的装置。研究了氢同位素分离色谱柱(Al_2O_3 分离柱)的制备和操作步骤,并对其分离效果进行了讨论。实验结果表明:经分离、净化后,氘纯度可达99.9％以上。该装置具有结构简单、操作费用低、一次性投资少等优点,在那些对氢同位素纯度要求高,用量小的部门或实验室有良好的应用前景。该装置不仅可用于氢氘分离,还可用于氘氚分离。

黄河源区湿地、草地土壤理化性质和碳氮组成及其稳定同位素特征分析

为探究黄河源区湿地和相邻草地土壤的有机碳和全氮状况,采用野外调查与室内分析相结合,对其理化性质和碳氮组成及其稳定同位素特征进行测定和分析。结果表明,湿地土壤含水量为21.08%~48.95%,容重为0.57~1.46g/cm3,pH为6.4~9.0,全磷含量为34.6~123.44mg/kg,有效磷含量为7.8~71.48mg/kg,有机碳含量为0.53%~16.57%,全氮含量为0.05%~1.47%,δ13 C丰富度介于(-26.65‰)^(-22.10‰)之间,δ15 N丰富度介于1.15‰~5.49‰之间,Corg/N在8.20~11.53之间变化。与湿地邻近的草地土壤含水量变化为13.97%~48.47%,容重变化为0.68~1.42g/cm3,pH为6.1~8.9之间,全磷含量为57.84~143.62mg/kg,有效磷含量为9.74~60.19mg/kg,有机碳含量为0.88%~9.79%,全氮含量为0.09%~0.88%,δ13 C丰富度介于(-25.80‰)^(-21.42‰),δ15 N丰富度介于2.64‰~6.81‰之间,Corg/N在8.60~12.00之间变化。无论是湿地还是草地土壤含水量均<50%,但草地土壤的含水量变异范围大于湿地;源区土壤绝大多数呈弱碱性,少部分近中性或呈弱酸性;有机碳和全氮随湿地类型和采样点的不同也存在很大的差异。总体上,湿地土壤的容重、全磷、有效磷、δ13 C、δ15 N、Corg/N低于草地土壤。土壤有机碳氮及其稳定同位素相互间有显著的相关性,土壤有机质的δ13 C表明源区没有C4植物。

金属氢化物柱内氢同位素的快速排代

为寻找能实现快速排代的金属氢化物,对ZrCo、LaNi_5、LaNi_(4.7)Al_(0.3)和Pd材料的填充柱进行了氢氘间的一维排代实验研究,结果表明:排代速率与温度、固相比表面积及分离因子等因素有关;室温下Pd氢化物具有最快的排代速率,其次是LaNi_5,LaNi_(4.7)Al_(0.3),ZrCo。通过微观的气-固交换过程分析,定性揭示了影响排代速率的因素和条件。高流速排代实验证明,用Pd作柱填充材料,可以实现氢同位素的快速排代。

纳米金刚石的STM观测及其导电机理

用IPC-205B型扫描隧道显微镜(STM)获得了纳米金刚石的三维表面形貌图和扫描隧道谱(STS).把绝缘体金刚石纳米化处理后,在一定的偏压下,获得了纳米金刚石的STM三维形貌图,观测了纳米金刚石表面形貌微观结构,测得了纳米金刚石的扫描隧道谱,估算出纳米金刚石的能隙宽度,并对纳米金刚石隧道谱和导电机理进行了分析.STM/STS实验不仅较好地解释了纳米金刚石导电性能的谱学机理,拓展了STM的应用领域,而且还可以作为绝缘材料纳米化处理后纳米晶粒结构及其能谱特征分析的重要研究手段.

P同位素的质子滴线核研究

研究了在相对论平均场近似下P同位素的滴线核的性质,首先在理论上探讨了25P作为P的滴线核存在的可能性及其可能具有的质子晕结构,然后给出了在兰州放射性束流装置上25P的实验鉴别结果.

鄂尔多斯沙区大气降水同位素特征及其来源

在分析鄂尔多斯沙区2010—2011水文年大气降水同位素组成的基础上,结合该沙区已有的降水同位素数据,提出了最新的当地降水线方程,探讨了沙区大气降水同位素的季节变化规律。结果表明:1与全球降水线方程相比,最新的当地降水线方程δD=7.00δ18O-3.02斜率偏低,表明该地区大气降水经历了一定蒸发作用;2鄂尔多斯沙区降水同位素组成具有明显的季节性变化特征,夏季偏正而冬季偏负;3鄂尔多斯沙区冬季大气降水主要来源于西北方向,而夏季降水主要来自于东南方向。

一种同位素标记压裂支撑剂的制备及性能研究

本文以铝矾土为主要原料,以Gd_2O_3为标记物质,在国内首次合成了Gd同位素标记陶粒压裂支撑剂,研究了0%、1%、5%和10%Gd_2O_3加入量对其物相形貌、物理性能的影响,结果表明:烧成温度在1320℃时,主要物相为刚玉和含Gd晶体;当加入的Gd_2O_3小于5%时,标记物质全部进入了晶相中,且在压裂支撑剂载体内均匀分布;69MPa闭合压力下的破碎率低于3.5%;各项技术指标符合国家标准要求,适用于中深油气井压裂裂缝形态及支撑剂位置监测。

陕西省山阳县王闫镇暖水川低温热水矿泉水化学特征及同位素分析

陕西省山阳县王闫镇暖水川低温热水矿泉,沿近东西向的铁炉瓦-口头坪断层近南侧分布,赋存的热储层是断裂的下盘震旦系灯影组白云岩、白云质灰岩、灰岩、大理岩、砂岩,热盖层是断裂上盘震旦系陡山沱组千枚岩;矿泉水温29.5~30.5℃,属低温热水。低温热水矿泉主要接受大气降水补给,地下水沿裂隙溶隙运移,受阻水断裂的控制后,泉水由地下深部向上运移,在地形相对较低的沟谷部位以泉的形式排泄(溢出)地表成泉,热水流体属重碳酸钙镁型水。

激光激活化学反应分离同位素反应池参数确定及其影响

在气体分子运动论、碰撞理论、流体力学和光化学反应、热化学反应及高斯光束理论基础上建立了位于激光器腔内外的反应池的设计尺寸同各相关参量和同位素产物产率、同位素分离系数间的关系 。

环境同位素硫在大同南寒武-奥陶系地下水资源研究中的应用

对山西大同口泉沟南寒武 -奥陶系碳酸盐岩地下水 (岩溶水 )资源的开发研究中 ,利用不同价态硫富集 3 4S的不同以及硫同位素分馏 ,主要是硫酸盐和硫化物中 δ3 4S(SO2 -4 )、δ3 4S(HS-)的变化 ,分析了岩溶水的来源 ,区分出表征循环交替和补给条件的三种地下水类型和环境 ,识别出口泉南水文地质区内各个地下水子系统及其相互关系。对岩溶水开发中泉域划分问题 ,使用硫同位素之间的关系 ,并结合硫酸盐中氧同位素 δ18O(SO2 -4 )以及 14 C关系 ,表明本区与相邻的两泉域相互独立。岩溶水中δ3 4S(SO2 -4 )、δ3 4S(HS-)和δ18O(SO2 -4 )有很大变幅 ,神头泉 Z1岩溶水有罕见的异常值。

从地球化学角度看“核用硼矿”

国内核用硼需求日益增大,面对严峻形势,部分企业提出西藏阿里地区发现"核用硼矿"。针对"核用硼矿"的提出及其意义,本文依据已取得的丰富的硼同位素地球化学研究成果,从地球科学角度入手解析我国硼矿同位素特征,通过将硼同位素地球化学参数换算为核用硼的硼-10丰度指标,进而对全球主要硼矿硼-10丰度特征进行分析。在世界硼-10资源总体认识的基础上,我们发现"核用硼矿"概念的错误根源,即其借用同位素地球化学指标的相对丰度概念对硼矿中硼-10的绝对丰度状况进行评价。本文认为,面对日益增大的核用硼需求,研发高效低耗环保的硼同位素分离工艺才是解决问题的关键,而非寻找异常富集10B的"核用硼矿"床。

民用同位素电池的研究及其发展前景

介绍了同位素电池的种类、工作原理、发展历史及应用现状,分析了不同核素的同位素电池功率输出与使用时间的关系,对适用于同位素电池的核素进行了对比,选出了适合民用同位素电池的核素.研究了增加同位素电池使用寿命的方法,并给出了实用的复合民用同位素电池模型,展现了未来同位素电池的广阔发展前景.

Ti^(21+)和Ti^(20+)离子双电子复合过程的理论研究

利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法和密度矩阵理论,系统计算了类氢Ti^(21+)(1s)和类氦Ti^(20+)(1s^2)离子KLL双电子复合过程中所有共振双激发态的能级、辐射和Auger跃迁的几率,以及双电子伴线的强度、角分布和极化度.研究了Breit相互作用对Auger几率、双电子伴线强度和辐射X射线极化度的影响.计算结果与已有文献和EBIT实验测量结果符合较好.

Ni^26＋离子态分辨光复合过程的R矩阵理论研究

利用基于相对论R矩阵理论的DARC程序系统计算了Ni 25+离子基态1s22s(2S1/2)和激发态1s22p(2P1/2,2P3/2)的光电离截面,并通过细致平衡原理获得了统一的光复合过程(即辐射复合和双电子复合)态分辨的截面,计算结果给出了辐射复合与双电子复合过程间的干涉效应.为了标识和分析KLL共振能区所有的共振峰,基于相对论组态相互作用理论(RCI)的FAC程序被用来计算共振峰的能量、强度及其相关的双激发态的辐射、俄歇跃迁几率以及共振宽度等.利用统一的光复合截面进一步得到了KLL双电子复合过程的伴线强度,并与孤立共振近似下FAC的计算结果以及以前的理论和实验结果进行了比较,对存在的一致性和偏差进行了分析和讨论.

采用相对论多组态Dirac-Hartree-Fock方法对Mg原子同位素位移的理论研究

利用相对论多组态Dirac-Hartree-Fock方法研究了Mg原子基态到低激发态~1S_0-~1P_1和~1S_0-~3P_1两条跃迁谱线的同位素位移参数,包括正常质量位移系数,特殊质量位移系数和场位移因子,并计算了^(24)Mg,^(25)Mg和^(26)Mg三个稳定同位素的同位素位移.在计算中采用了一种受限制的双电子激发模式,并将同位素位移计算结果与已有的实验测量和理论计算结果进行了对比.结果表明,用本文的研究方法计算的Mg原子同位素位移与其他理论结果和实验测量值十分符合.本文的计算结果可以为^(20-40)Mg同位素位移测量实验提供必要的参考,所用的计算方法也可以应用到其他类Mg体系(核外电子数等于12的离子)等多电子离子的光谱结构计算和同位素位移的研究中.

新核素^(202)Pt

化学元素周期表上的元素都有众多的同位素(统称为核素),其中不稳定的同位素即放射性同位素只有极少数在自然界存在。目前知道的放射性同位素绝大部分都是人工制造的。发现新的同位素,开拓其应用途径在理论上、实际应用上都有重要意义。不同的同位素用不同的方法产生。我们利用上海原子核研究所的1.4米回旋加速器合成了新核素^(202)Pt。本文对其生成途径和鉴别作一简短报道。