带壳JH-14C传爆药烤燃实验及响应特性数值模拟

为了探究受外部不同温度影响下带壳JH-14C传爆药的响应特性,设计了一套慢速烤燃下可测量JH-14C传爆药温度变化和壳体应变的实验装置,获取了不同升温速率下弹体内部温度随时间变化曲线、慢烤响应过程中装药壳体径向应变历程曲线,揭示了带壳JH-14C传爆药的慢速烤燃响应特性,将烤燃实验中弹体径向应变测试结果和炸药反应烈度相关联,提出了一种弹药烤燃实验反应等级的判定方法;基于热力学和装药化学反应,建立了带壳装药烤燃热传导模型和Arrhenius模型,采用BP神经网络反演了JH-14C传爆药热的热反应参数,对不同升温速率下弹体内部的温度场进行了研究。结果表明:升温速率越低,装药的响应温度越高,响应越剧烈;随着升温速率的降低,炸药的点火区域从炸药两端外缘逐渐向炸药内部转移。

用一年生植物研究大气△14C分布与化石源CO2排放

利用加速器质谱(AMS)技术,通过测量北京地区一年生植物放射性碳同位素(14C),系统分析了2009年5～9月北京地区大气△14C水平和化石源CO2浓度分布.研究结果表明,北京地区大气△14C最高值为29.6‰±2.2‰,最低值为-28.2‰±2.5‰,表现出远郊-近郊-市区依次递减趋势,这与由人类活动(人口密度、交通流量等)引起的化石源CO2排放增加呈相反的变化趋势,即人类活动频繁地区大气△14C值较低.2009年5～9月北京地区大气化石源CO2浓度变化范围为(3.9±1.0)～(25.4±1.0)ppm,每排放1ppm化石源CO2可使大气△14C水平下降～2.70‰.用AMS测量一年生植物14C这一方法,为快速示踪大气化石源CO2浓度提供了有效手段.

新型除草剂丙酯草醚A环^(14)C均标记合成和鉴定

以U-14C-对氨基苯甲酸为前体,通过酯化、缩合、还原和取代四步反应获得了A环14C均标记的丙酯草醚,用PHPLC对其进行纯化.采用HPLC-MS(ESI),MS(EI)和1HNMR验证了其结构,通过HPLC(外标法)确定其化学纯度大于98%;HPLC-LSC和TLC-IIA两种方法分析表明,其放射化学纯度大于98%,其比活度为1.089±0.011mCi/mmol.合成的化学收率和放化收率均为53%.

桂林甑皮岩洞穴遗址钙华板^(14)C年代学研究

甑皮岩遗址是新石器时代保存较完整的一个人类洞穴遗址,距今有8.0~12.0ka的历史。本文通过对洞穴遗址钙华板14C年代的测定,并对比了遗址内贝壳和木炭的14C年代。初步论证了钙华板14C年代的可靠性,并探讨甑皮岩古人类活动及穴居的最后年代为6.6kaBP。通过对钙华板14C年代研究为遗址洞穴地层的划分提供了新的年代依据。

含水量对^(14)C标记秸秆和土壤原有有机碳矿化的影响

【目的】研究土壤含水量与土壤有机碳矿化的关系。【方法】标准培养条件(25℃,100%空气湿度)下,应用14C示踪技术研究了6个水分梯度下(30%、45%、60%、75%、90%和105%WHC,WHC为最大田间持水量)添加物料和旱地土壤有机碳的矿化特征。【结果】在100d的培养期内,添加物料和土壤原有有机碳的累积矿化量随含水量的提高而增加,且与含水量呈极显著正线性相关关系。在105%WHC的处理中,添加物料和土壤有机碳的累积矿化量均最大,为146μg·g-1和0.76mg·g-1,是其它处理中添加物料和土壤有机碳矿化量的1.24～1.68和1.33～3.01倍。100d内,添加物料的矿化率约20%～33%,土壤有机碳的矿化率约1.0%～3.1%。【结论】在30%～105%WHC的范围内,含水量对土壤原有有机碳矿化量的影响更明显,且渍水促进添加物料和旱地土壤有机碳的矿化。

湖泊沉积物^(14)C年龄硬水效应校正初探——以青海湖为例

在深入探讨湖泊硬水效应成因和变化规律的基础上,借鉴海洋碳库效应校正方法,首次利用湖水和大气^(14)C放射性比度之间关系的方法对青海湖沉积物^(14)C年龄进行硬水效应校正,并重建了青海湖硬水效应在过去8 ka中的变化过程.笔者认为,青海湖表层沉积物有机质^(14)C年龄不老于1549 aBP,青海湖硬水效应在7000-1000 aBP期间是逐渐增强的.

岱海^(14)C测年的现代碳库效应研究

碳库效应的复杂性是影响建立湖泊沉积物高精度年代序列的一大障碍。本项研究通过我国内蒙古半干旱区封闭湖泊表层沉积物、湖水、现生沉水植物狐尾藻、现生鲤鱼鱼骨和湖岸表层土壤等一系列样品的14C年代测定,表明现代岱海确实存在碳库效应。碳库效应年龄因湖水盐度在湖区的不均而有所变化,岱海西部湖区弓坝河径流补给量大,湖水盐度较东部稍低,碳库效应年龄也略小于东部湖区。表层沉积物中有机质包含浮游生物和沉水植物的混合信息,因而其碳库效应年龄较沉水植物年龄轻,岱海湖心表层沉积物碳库效应年龄在2000a左右。这一碳库效应年龄较通过沉积钻孔14C年龄线性回归获得的年龄偏大,可能的原因是在时间序列上碳库效应并非恒定。

覆膜对小麦^(14)C-储备物在灌浆期转运分配的影响

【目的】阐明覆膜对西北旱地小麦花前同化的14C-储备物在灌浆期转运分配的影响。【方法】在小麦花前大约1周进行14CO2饲喂,在扬花和灌浆期对植株各部位的14C进行放射性测定。【结果】花前同化的14C在开花时约90%已储存在茎鞘和穗轴中,10%存留在叶片中;开花后两者都向籽粒转运。成熟时叶片的14C几乎都外运了,茎鞘和穗轴中还有大约65%的14C,籽粒中的14C分配率占30%～35%。覆膜小麦的14C向籽粒的转运比对照慢。另外,覆膜小麦的叶面积大,叶片衰老慢,同化能力强,干物质多,籽粒产量高。【结论】覆膜使小麦增产的原因在于使小麦中前期生长加快,后期衰老延缓,因而绿叶面积大,同化能力增强,最终使得同化的干物质总量大大增加,所以产量增加;但并不促进同化物向籽粒的转运分配。

黑龙江镜泊湖地区全新世火山岩^(14)C测年及其源区特点探讨

黑龙江镜泊湖地区全新世火山位于镜泊湖西北侧的“火山口森林”和蛤蟆塘两个地区。本次研究分别在“火山口森林”地区的Ⅰ号火山口、Ⅴ号火山口(大干泡)的一、二旋回层和蛤蟆塘地区的Ⅻ号火山口外围的第一旋回层的火山渣中取了3个碳化木进行^(14)C测年,其结果分别为3430±60a、2470±120a、2470±110a和3490±140a(其中Ⅴ号火山口的碳化木进行了两次测试)。根据本区存在3个火山旋回和其他地质特征以及树木的最老年龄推测,该区最后一次火山活动可能在1000～2000a之间,并且两次火山喷发间隔大约在1000a左右,由此证明镜泊湖火山是东北地区最危险的火山之一。另外,由于“火山口森林”地区和蛤模塘地区的玄武质岩石在岩石学、地球化学以及所含的包体特征存在着巨大的差异性,表明该区在3490a BP前地幔存在着强烈的不均一性,其原因可能与地幔柱的三级构造活动有关。

AMS ^(14)C测年揭示的渤海湾沿海低地第Ⅱ海相层年龄

在渤海湾沿海低地地区获得4个机械钻孔,结合AMS14C测年方法,对Ⅱ海的年龄进行了研究。结果显示,在Ⅱ海所在层位获得的14C样品年龄均大于43.5ka BP,说明渤海湾沿海低地地区Ⅱ海形成于MIS 3早期或MIS 5,而不是前人认为的23~39ka。建议在前人地层结构研究成果的基础上,系统开展Ⅱ海年龄研究。

银川平原深层地下水^(14)C年龄校正

地下水14C年龄的校正精度取决于对地下水溶解无机碳演化过程中影响地下水14C活度主要因素的准确识别及其影响程度的定量评价。以银川平原为例,在进行银川平原承压水反向地球化学反应路径模拟的基础上,识别出影响区内深层地下水碳酸演化的主要作用并进行深层地下水14C年龄的校正。研究认为,控制银川平原深层地下水化学演化的主要反应路径为碳酸盐矿物的沉淀和长石、角闪石、石膏等矿物的溶解以及Ca-Na离子交换。地下水流路径上所发生的水文地球化学反应对路径上14C的浓度变化影响较小。地下水14C年龄校正结果表明,除补给区和承压水水位漏斗区外,银川平原承压水年龄均在2000a以上,属“古水”,天然条件下径流缓慢、地下水更新速度小。在承压水水位漏斗区外,沿地下水流方向,地下水年龄逐渐增大;而在承压水集中开采区,承压水的年龄明显小于路径上游地下水,潜水与承压水之间的垂向水力联系比较密切。

应用^(14)C示踪技术测定大豆光合速率

应用^(14)C放射性同位素示踪方法测定大豆的光合速率。结果表明,复叶的3个小叶间和小叶各部位间的光合速率差异不显著;叶正面的光合速率比叶背面的光合速率高24—29％;大豆没有发现午睡现象;盛花期至结荚期的光合速率高,大豆光合速率与根瘤固N之间有密切相关,并对籽实产量有重要影响。

反向地球化学模拟技术在地下水^(14)C年龄校正中应用的进展与思考

地下水14C年龄校正一直是地下水年代学研究中的一个热点问题,将反向地球化学路径模型与同位素质量传输模型耦合起来,在综合考虑不同碳源、不同水文地球化学反应对14C质量传输影响的基础上,提出了一种新的综合性的校正方法,从而使地下水14C定年技术得到了进一步发展。识别深层地下水演化过程中影响14C浓度变化的主要因素并定量确定其对地下水14C浓度的影响程度是地下水14C校正的精度和可信度的重要考虑因素;在应用水文地球化学路径模拟技术进行地下水14C年龄校正时,必须要充分考虑地下水补给环境特点以及反向地球化学模拟模型中的非可行解的排除。

土壤中^(14)C-甲磺隆存在形态的动态研究

利用同位素示踪技术 ,在实验室条件下研究了1 4 C -甲磺隆在 1 5种不同土壤中存在形态的动态变化。结果表明 ,土壤pH值与甲磺隆1 4 C残留物的降解半衰期、残留量及可提取态残留量呈显著的正相关 ,而与结合态残留量呈显著负相关 ;土壤微生物的活性越强 ,甲磺隆降解速率越快 ,但结合态残留量也越高 ;土壤中各腐殖质组分和粘粒的含量也影响甲磺隆在土壤中的降解速率和存在形态。土壤中甲磺隆的残留符合一级反应动力学指数方程C =C0 e-kt,拟合方程的复相关系数达到极显著水平。甲磺隆残留与土壤性质之间经逐步回归分析可得到拟合效果较好的方程 ,由各自变量的决定系数可知 ,土壤pH值。

外源GA_3对枣树^(14)C-光合产物向果实分配的影响

为探明外源GA3 对枣树1 4 C -光合产物向果实分配的影响 ,应用1 4 C示踪技术 ,就GA3 的作用机理进行了研究。结果表明 :枣果实发育期施用外源GA3 ,施用GA3 的方法不同 ,其效果亦不相同。赞皇大枣多年生二次枝喷 5 0mg LGA3 后 ,标记叶片光合产物输出量较对照增加 5 6 4% ,花 (果实 )获得的1 4 C ,光合产物量增加了 4 48% ;GA3 涂抹冬枣果实 ,可提高果实的库活性 ,其中 5 0mg LGA3 涂果效果明显好于 2 0mg LGA3 涂果 ;5 0mg LGA3 涂抹冬枣果实同节位叶片 ,可阻止该叶片的1 4 C -光合产物外运 。

添加^(14)C标记稻草对喀斯特典型土壤有机碳矿化的影响

为了研究有机物质对喀斯特地区典型土壤有机碳积累与转化的影响,采集两种喀斯特典型土壤(棕色石灰土、黑色石灰土)和一种对照土壤(红壤)的表层土壤(0～15cm),设置不添加外源物质(CK)和添加14C标记的稻草(T1)的处理,进行为期100d的土壤培养试验及矿化试验。测定并分析了这3种典型土壤类型的微生物生物量碳(MBC)表观周转时间和田间周转时间、外源有机物质对土壤原有有机碳的激发效应以及CO2释放量。结果表明:MBC表观周转时间和田间周转时间依次分别为(71±2)d、(243±20)d、(254±45)d和0.29、1.0、1.04a。添加标记的14C有机物质后,土壤原有有机质的激发效应大小依次为红壤>棕色石灰土>黑色石灰土。在相同条件下,红壤不利于土壤有机质的累积,而棕色石灰土和黑色石灰土有利于土壤有机质的累积。

[A环-U-^14C]丙酯草醚在土壤中的吸附与解吸特性研究

丙酯草醚(ZJ0273)是我国拥有自主知识产权的新型高效油菜田除草剂。本文以[A环-U-14C]丙酯草醚为示踪剂,在实验室模拟条件下,采用液体闪烁测量技术对其在7种土壤中的吸附和解吸特性进行了研究。结果表明:(1)丙酯草醚在7种土壤中的吸附等温线均能极显著符合Freundlich、Langmuir和线性模型,相对而言,前两种模型的相关系数R2(0.9883~0.9998)明显高于线性模型(R2=0.9173~0.9593);(2)丙酯草醚在7种土壤中的解吸等温线能被Freundlich模型和线性模型很好地描述;(3)丙酯草醚极易被土壤吸附,不同类型的土壤对其吸附的差异较大,吸附常数KF与土壤有机质含量呈显著正相关,与之对应的解吸率极低。丙酯草醚吸附解吸过程存在明显的滞后现象,应科学合理地在有机质丰富的土壤中使用。

AMS^(14)C测年揭示的渤海湾沿海低地第Ⅱ海相层年龄(Ⅱ)

在初步获得渤海湾海河南部沿海低地第Ⅱ海相层年龄大于43.5ka BP的基础上,在沧州北部和海河北部的沿海低地又利用6个新的机械钻孔岩心,建立了2条垂直于现代岸线的长剖面。根据沉积物岩性和有孔虫查明了第Ⅱ海侵层在剖面中的空间分布,并获得一组新的AMS^(14)C年龄数据。结果显示,在第Ⅱ海相层中新获得的9个AMS^(14)C年龄同样均大于43.5ka BP。至此,渤海湾3条垂直现代岸线剖面10个钻孔的第Ⅱ海相层的21个AMS^(14)C年龄均大于43.5ka BP,进一步证实了普遍发育于渤海湾沿海低地的第Ⅱ海相层形成于MIS 3阶段早期或MIS 5阶段,而不是前人认为的23~39ka BP。

银川平原承压水氢氧同位素组成与^14C年龄分布特征

利用地下水氢氧同位素(2H、3H和18O)和碳同位素(14C)方法,分析银川平原承压水的补给更新能力。在平原区采集承压水氢、氧、碳同位素样品45组,测试其氢氧同位素含量和14C年龄。据测试结果分析,地下水氢、氧、碳环境同位素分布特征存在较好的一致性,揭示了该区承压水的补给、流动的区域规律和局部变化特征。地下水14C测年结果显示,承压水年龄大多介于3000~22290 a之间,同时采用Tamers和Gonfiantinie模型对14C年龄校正进行了对比分析。沿同位素水文地质剖面计算得出:银川以北贺兰山前向平原中部地下水的流动速率为2.22~0.63 m/a,呈现由南向北递减的特征;从青铜峡冲洪积区向平原中部地下水由每年流动十余米减少至2 m。综合分析认为,银川平原承压水流动缓慢,水交替循环时间长,局部与潜水水力联系较密切,在承压水开采区,潜水越流补给量可达45%,适量开采存在一定程度的可更新性。

库-源关系对枣树^(14)C-光合产物分配的影响

运用1 4C示踪技术对赞皇大枣果实发育期库 -源比例和相对位置对1 4C -光合产物在不同器官中的分配进行了研究。结果表明 :果实缓慢生长期间 ,与单果枣吊相比 ,双果枣吊果实的放射比活性下降 ,但是果实获得的1 4C -光合产物量增加了 6 6 8% ;枣吊去叶处理 (均匀去掉一半叶片 )后 ,剩余叶片的光合产物输出率增加了 17 0 6 % ,果实获得的标记光合产物增加了 15 2 6 % ;当果实一侧叶片去除时 ,其异侧叶片也能提供一定量的光合产物供果实生长发育所需 ;并且 ,同一枣股不同枣吊之间也存在着光合产物的相互交换。本文从营养学角度对枣树低坐果率的原因进行了探讨。