Kyslík 17

Kyslík 17

stůl

Všeobecné
Příjmení Kyslík 17
Symbol 17
8Ó
Neutrony 9
Protony 8
Fyzická data
Přirozená přítomnost 0,0373% SMOW
0,0377421% (atmosféra)
Poločas rozpadu stabilní
Atomová hmotnost 16,9991315 u
Roztočit 5/2 -
Přebytečná energie -809 keV
Vazebná energie 131 763 keV

Kyslíku 17 je izotop kyslíku omezené (0,0373% v mořské vodě, přibližně dvakrát hojnost deuteria ), a jedna ze tří stabilních izotopů kyslíku. Je to jediný stabilní izotop tohoto prvku, který má jaderný spin (-5/2) a charakteristickou relaxaci nezávislou na poli v kapalné vodě, což umožňuje jeho použití při NMR studiích metabolické dráhy.

Problém v jaderných elektrárnách

Voda používaná v chladicích okruzích jaderných elektráren je během provozu vystavena intenzivnímu toku neutronů. Přírodní voda má počáteční titr kyslíku 17 373 ppm; těžká voda má počáteční kapacitu asi 550 ppm kyslíku 17, nepatrně obohacené o tento izotopu obohacení stejném procesu jako deuterium. Tok neutronů pomalu přeměňuje kyslík 16 v použité vodě na kyslík 17 zachycením neutronů , čímž zvyšuje jeho koncentraci. Současně tok neutronů také pomalu přeměňuje kyslík 17 ve vodě na uhlík 14 , reakcí: 17 O ( n , alfa ) 14 C. Uhlík 14 je nežádoucím produktem, který uniká do životního prostředí. Procesy používané při extrakci tritia také poskytují příležitost nahradit kyslík ve vodě použitou přirozenou frakcí kyslíku ve vodě (v podstatě kyslík 16), což má další výhodu spočívající ve snížení produkce uhlíku 14.

Dějiny

Tento izotop si poprvé představil Patrick Blackett v Rutherfordově laboratoři v roce 1924:

„O povaze integrovaného jádra lze bez dalších údajů říci jen málo. Musí však mít hmotnost 17 a za předpokladu, že v procesu nebudou získány nebo ztraceny žádné další jaderné elektrony, atomové číslo 8. Mělo by tedy jít o izotop kyslíku. Pokud je stabilní, měl by existovat na Zemi. "

Byl to produkt první umělé jaderné transmutace , působení paprsků α ( 4 He 2+ ) na dusík-14, které provedli Frederick Soddy a Ernest Rutherford v letech 1917-1919.

Rovnice této reakce: 14 N ( alfa , p ) 17 O

Nakonec jeho přirozenou hojnost v zemské atmosféře zjistili v roce 1929 Giauque a Johnson v absorpčních spektrech.

Poznámky a odkazy

  1. (in) Jochen Hoefs , Stabilní izotopová geochemie: S 18 stoly , Springer Verlag,1997, 244  s. ( ISBN  978-3-540-40227-5 , číst online )
  2. (in) Thomas Blunier , „  Produktivita biologického kyslíku během posledních 60 000 let z měření trojitých izotopů kyslíku  “ , Global Biogeochemical Cycles , sv.  16, n o  3,2002, str.  1029 ( DOI  10.1029 / 2001GB001460 , Bibcode  2002GBioC..16c ... 3B )
  3. T. Arai , „  VYUŽITÍ CEREBRÁLNÍHO KYSLÍKU ANALYZOVANÉ POUŽITÍM KYSLÍKU-17 A JEJÍ JADERNÉ MAGNETICKÉ REZONANCE,  “ Biochem. Biophys. Res. Comm. , sv.  169, n o  1,31. května 1990, str.  153–158 ( PMID  2350339 , DOI  10.1016 / 0006-291X (90) 91447-Z )
  4. [PDF] Odhad uhlíku-14 v plynných odpadech z jaderné elektrárny ; EPRI; 10. června 2010.
  5. Kompaktní, levné zařízení na odstraňování tritia pro reaktory Candu-6; SK Sood, C. Fong a KM Kalyanam; Ontario Hydro.
  6. P. MS Blackett , „  Ejection of Protons from Nitrogen Nuclei, Photographed by the Wilson Method  “, Proceedings of the Royal Society of London , vol.  107, n o  742,1925, str.  349–360 ( DOI  10.1098 / rspa.1925.0029 , Bibcode  1925RSPSA.107..349B )
  7. Ernest Rutherford , „  Srážka alfa částic s lehkými atomy IV. Anomální účinek v dusíku.  ”, Philosophical Magazine , roč.  37,1919, str.  581-587 ( DOI  10.1080 / 14786440608635919 )
  8. WF Giauque a HL Johnston , „  Izotop kyslíku, mše 17, v zemské atmosféře  “, J. Am. Chem. Soc. , sv.  51, N O  121929, str.  3528–3534 ( DOI  10.1021 / ja01387a004 )