Кислород-18

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Найти источники: «Кислород-18» - новости · газеты · книги · ученый · JSTOR ( декабрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Кислород-18, ¹⁸ O
Общий
Условное обозначение	¹⁸ O
Имена	кислород-18, О-18, Ом Тяжелый кислород
Протоны	8
Нейтронов	10
Данные о нуклидах
Природное изобилие	0,2%
Период полураспада	стабильный
Изотопная масса	17.9991610 ед.
Вращение	0
Изотопы кислорода Полная таблица нуклидов

Кислород-18 (¹⁸
O , Ω ^[1] ) является естественным, устойчивым изотопом из кислорода и один из экологических изотопов .

¹⁸
О является важным прекурсором для производства фтордезоксиглюкозы (ФДГ), используемой в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Обычно в радиофармацевтической промышленности обогащенная вода ( H
₂¹⁸
O ) бомбардируют ионами водорода либо в циклотроне, либо в линейном ускорителе , образуя фтор-18 . Затем он синтезируется в ФДГ и вводится пациенту. Его также можно использовать для получения чрезвычайно тяжелой версии воды в сочетании с тритием ( водород -3):³
ЧАС
₂¹⁸
O или T
₂¹⁸
O . Это соединение имеет плотность почти на 30% больше, чем у природной воды. ^[2]

Точные измерения ¹⁸
O полагаться на надлежащие процедуры анализа, подготовки и хранения проб. ^[3]

Палеоклиматология [ править ]

В кернах льда, преимущественно Арктического и Антарктического , соотношение¹⁸
О, чтобы¹⁶
O (известный как δ¹⁸
O ) можно использовать для определения температуры осадков во времени. Предполагая, что атмосферная циркуляция и высота над полюсами существенно не изменились, температуру образования льда можно рассчитать как равновесное фракционирование между фазами воды, которое известно для различных температур. Молекулы воды также подвергаются рэлеевскому фракционированию ^[4], поскольку атмосферная вода движется от полюса экватора к полюсу, что приводит к постепенному истощению¹⁸
O или меньшее δ¹⁸
O значения. В 1950-х годах Гарольд Юри провел эксперимент, в котором он смешал в бочке обычную воду и воду с кислородом-18, а затем частично заморозил содержимое бочки.
Соотношение¹⁸
O /¹⁶
O (δ¹⁸
O ) также можно использовать для определения палеотермометрии в определенных типах окаменелостей. Рассматриваемые окаменелости должны демонстрировать прогрессивный рост животного или растения, которое они представляют. Используемый ископаемый материал, как правило, представляет собой кальцит или арагонит , однако палеотермометрия изотопов кислорода также была сделана для фосфатных ископаемых с использованием SHRIMP . ^[5] Например, сезонные колебания температуры можно определить по одной морской раковине морского гребешка.. По мере роста гребешка на поверхности раковины видно расширение. Каждую полосу роста можно измерить, и расчет используется для определения вероятной температуры морской воды по сравнению с каждым ростом. Уравнение для этого:

{\ displaystyle T = A + B \ cdot \ left (\ left (\ delta {\ ce {^ {18} O}} \ right) \ overbrace {{\ ce {CaCO3}}} ^ {\ text {кальцит} } - \ left (\ delta {\ ce {^ {18} O}} \ right) \ overbrace {{\ ce {H2O}}} ^ {\ text {water}} \ right)}

Где T - температура в градусах Цельсия, а A и B - константы.

Для определения температуры океана в течение геологического времени необходимо измерить несколько окаменелостей одного и того же вида в разных стратиграфических слоях , и разница между ними будет указывать на долгосрочные изменения. ^[6]

Физиология растений [ править ]

При изучении фотодыхания растений маркировка атмосферы кислородом-18 позволяет нам измерить поглощение кислорода путем фотодыхания. Маркировка¹⁸
О
₂дает однонаправленный поток O
₂ поглощение, пока есть чистый фотосинтетический ¹⁶
О
₂эволюция. Было продемонстрировано, что в доиндустриальной атмосфере большинство растений реабсорбируют посредством фотодыхания половину кислорода, производимого фотосинтезом . Затем выход фотосинтеза уменьшался вдвое из-за присутствия кислорода в атмосфере. ^[7]^[8]

Производство ¹⁸ F [ править ]

Фтор-18 обычно получают путем облучения воды, обогащенной ¹⁸ O (H ₂¹⁸ O ), протонами с высокой энергией (около 18 МэВ ), полученными на циклотроне или линейном ускорителе , с получением водного раствора фторида ¹⁸ F. Этот раствор затем используется для быстрого синтеза меченой молекулы, часто с атомом фтора, заменяющим гидроксильную группу. Меченые молекулы или радиофармацевтические препараты должны быть синтезированы после получения радиофтора, так как протонное излучение высокой энергии может разрушить молекулы.

Большие количества воды, обогащенной кислородом-18, используются в центрах позитронно-эмиссионной томографии для производства на месте ¹⁸ F-меченой флудезоксиглюкозы (ФДГ).

Примером производственного цикла является 90-минутное облучение 2 миллилитров воды, обогащенной ¹⁸ O, в титановой ячейке через окно толщиной 25 мкм из фольги Havar ( кобальтовый сплав ) пучком протонов с энергией 17,5 МэВ и ток пучка 30 мкА .

Облученная вода должна быть очищена перед повторным облучением, чтобы удалить органические загрязнения, следы трития, образующегося в результате реакции ¹⁸ O (p, t) ¹⁶ O, и ионы, выщелоченные из ячейки-мишени и распыленные из фольги Havar. ^[9]

См. Также [ править ]

Вилли Дансгаард - палеоклиматолог
Изотопы кислорода
Палеотермометрия
Паштет из фуа-гра (рассказ)
Δ18O
Глобальная линия метеорной воды

Ссылки [ править ]

^ Capilla, José E .; Аревало, Хавьер Родригес; Кастаньо, Сильвино Кастаньо; Тейейро, Мария Фе Диас; дель Мораль, Рут Санчес; Диас, Хавьер Эредиа (19 сентября 2012 г.). «Картографирование кислорода-18 в метеорных осадках над полуостровом Испания с использованием геостатистических инструментов» (PDF) . cedex.es . Валенсия, Испания: Девятая конференция по геостатистике для применения в окружающей среде . Проверено 8 мая 2017 года .
^ Полинг, Линус (1988). «12-7. Тяжелая вода» . Общая химия (3-е изд.). Дувр. п. 438 . ISBN 978-0-486-65622-9.
^ Цанг, Ман-Инь; Яо, Вэйци; Це, Кевин (2020). Ким, Иль-Нам (ред.). «Чашки из оксидированного серебра могут исказить результаты измерения изотопов кислорода малых образцов» . Результаты экспериментов . 1 : e12. DOI : 10.1017 / exp.2020.15 . ISSN 2516-712X .
^ Кендалл, C .; Колдуэлл, EA (1998). «Глава 2: Основы геохимии изотопов» . Изотопные индикаторы в гидрологии водосбора . Elsevier Science BV, Амстердам.
^ Троттер, JA; Уильямс, IS; Барнс, CR; Lécuyer, C .; Николл, RS (2008). «Спровоцировало ли охлаждение океанов биоразнообразие ордовика? Данные конодонтовой термометрии». Наука . 321 (5888): 550–4. Bibcode : 2008Sci ... 321..550T . DOI : 10.1126 / science.1155814 . PMID 18653889 . S2CID 28224399 .
^ Кендалл, C .; Макдоннелл, Дж. Дж. (1998). Изотопные индикаторы в гидрологии водосбора . Elsevier Science BV, Амстердам.
^ Gerbaud А, Андре M (ноябрь 1979). «Фотосинтез и фотодыхание у цельных растений пшеницы» . Plant Physiol . 64 (5): 735–8. DOI : 10.1104 / pp.64.5.735 . PMC 543347 . PMID 16661044 .
^ Canvin DT, Berry JA, барсук MR, Фока H, Осмонд CB (август 1980). «Кислородный обмен в листьях на свету» . Plant Physiol . 66 (2): 302–7. DOI : 10.1104 / pp.66.2.302 . PMC 440587 . PMID 16661426 .
^ http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/46/048/46048804.pdf

Зажигалка: кислород-17	Кислород-18 представляет собой изотоп из кислорода	Тяжелее: кислород-19
Продукт распада : азот-18 , азот-19 , фтор-18.	Цепочка распада кислорода-18	Распадается на: стабильный

[geoENV2012-1] Capilla, José E .; Аревало, Хавьер Родригес; Кастаньо, Сильвино Кастаньо; Тейейро, Мария Фе Диас; дель Мораль, Рут Санчес; Диас, Хавьер Эредиа (19 сентября 2012 г.). «Картографирование кислорода-18 в метеорных осадках над полуостровом Испания с использованием геостатистических инструментов» (PDF) . cedex.es . Валенсия, Испания: Девятая конференция по геостатистике для применения в окружающей среде . Проверено 8 мая 2017 года .

[2] Полинг, Линус (1988). «12-7. Тяжелая вода» . Общая химия (3-е изд.). Дувр. п. 438 . ISBN 978-0-486-65622-9.

[3] Цанг, Ман-Инь; Яо, Вэйци; Це, Кевин (2020). Ким, Иль-Нам (ред.). «Чашки из оксидированного серебра могут исказить результаты измерения изотопов кислорода малых образцов» . Результаты экспериментов . 1 : e12. DOI : 10.1017 / exp.2020.15 . ISSN 2516-712X .

[4] Кендалл, C .; Колдуэлл, EA (1998). «Глава 2: Основы геохимии изотопов» . Изотопные индикаторы в гидрологии водосбора . Elsevier Science BV, Амстердам.

[5] Троттер, JA; Уильямс, IS; Барнс, CR; Lécuyer, C .; Николл, RS (2008). «Спровоцировало ли охлаждение океанов биоразнообразие ордовика? Данные конодонтовой термометрии». Наука . 321 (5888): 550–4. Bibcode : 2008Sci ... 321..550T . DOI : 10.1126 / science.1155814 . PMID 18653889 . S2CID 28224399 .

[6] Кендалл, C .; Макдоннелл, Дж. Дж. (1998). Изотопные индикаторы в гидрологии водосбора . Elsevier Science BV, Амстердам.

[7] Gerbaud А, Андре M (ноябрь 1979). «Фотосинтез и фотодыхание у цельных растений пшеницы» . Plant Physiol . 64 (5): 735–8. DOI : 10.1104 / pp.64.5.735 . PMC 543347 . PMID 16661044 .

[8] Canvin DT, Berry JA, барсук MR, Фока H, Осмонд CB (август 1980). «Кислородный обмен в листьях на свету» . Plant Physiol . 66 (2): 302–7. DOI : 10.1104 / pp.66.2.302 . PMC 440587 . PMID 16661426 .

[9] ttp://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/46/048/46048804.pdf

[1]