同位素分析

同位素分析是對元素同位素的組成和原子量測量的一種分析方法。

基本介紹

• 中文名：同位素分析
• 外文名：isotope analysis
• 領域：環境工程
• 學科：環境工程學

簡介

對元素同位素的組成和原子量測量的一種分析方法。主要有:同位素稀釋法、同位素標記法、極低或高豐度分析、極微樣品分析等。通過峰高的測量能準確地表征樣品的同位素組成，通常用質譜進行測定。由於涉及的質量範圍較窄，峰很易辨認。故易於分析。20世紀60年代以來，通過同位素稀釋法和穩定同位素標記技術，使此分析方法擴展到環境科學、生物學、臨床醫學、藥學和農學等領域。

同位素稀釋法

同位素稀釋法是一種套用放射性同位素（或穩定同位素）進行化學分析的一種方法。將一定量已知放射性比度（穩定同位素則用比豐度）的同位素或標記化合物加入試樣中，與被測物質均勻混和，待交換完全後，再用化學力一法分離出被測元素或化合物，提純並測定其放射性比度（或比豐度），按其放射性比度（或比豐度）的改變，根據一定的關係式，可計算該元素在試樣中的含量。此法優點是不需定量地分離出被測元素或化合物，適用於成分複雜、分離困難的樣品分析。同位素稀釋法發展到現在，基本上可分為三個階段:測定放射性比度的同位素稀釋；亞計量同位素稀釋；亞一超當量通用同位素稀釋。

同位素標記法

同位素標記法：同位素可用於追蹤物質的運行和變化規律。藉助同位素原子以研究有機反應歷程的方法。即同位素用於追蹤物質運行和變化過程時，叫做示蹤元素。用示蹤元素標記的化合物，其化學性質不變。科學家通過追蹤示蹤元素標記的化合物，可以弄清化學反應的詳細過程。這種科學研究方法叫做同位素標記法。同位素標記法也叫同位素示蹤法。

同位素基本性質

同位素是具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化學行為幾乎相同，但原子量或質量數不同，從而其質譜行為、放射性轉變和物理性質(例如在氣態下的擴散本領)有所差異。同位素的表示是在該元素符號的左上角註明質量數（質子數+中子數），左下角註明質子數。 例如碳14，一般用14C而不用C-14。自然界中許多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工製造的，有的有放射性，有的沒有放射性。同一元素的同位素雖然質量數不同，但他們的化學性質基本相同（如：化學反應和離子的形成），物理性質有差異[主要表現在質量上（如：熔點和沸點）。自然界中，各種同位素的原子個數百分比一定。同位素是指具有相同核電荷但不同原子質量的原子（核素）。在19世紀末先發現了放射性同位素，隨後又發現了天然存在的穩定同位素，並測定了同位素的豐度。大多數天然元素都存在幾種穩定的同位素。同種元素的各種同位素質量不同，但化學性質幾乎相同。自19世紀末發現了放射性以後，到20世紀初，人們發現的放射性元素已有30多種，而且證明，有些放射性元素雖然放射性顯著不同，但化學性質卻完全一樣。

同位素開發套用

許多同位素有重要的用途，例如C-12是作為確定原子量標準的原子； 兩種H原子是製造氫彈的材料； U-235是製造核子彈的材料和核反應堆的原料。同位素示蹤法廣泛套用於科學研究（如國防）、工農業生產和醫療技術方面，例如用O標記化合物確證了酯化反應的歷程， I 用於甲狀腺吸碘機能的實驗等。