你好,欢迎光临纽瑞德气体 注册 |

高纯气体供应商

纽瑞德气体/高纯气体供应商电话
您所在的位置:首页 > 新闻资讯

纽瑞德新闻资讯展示图


通过捕获原子认识全球的地下水


利用放射性氪同位素进行定年的梦想始于 1969年,瑞士伯尔尼大学的Loosli和Oeschger首先发现了空气中存在 81Kr。这种半衰期为23万年的核素由宇宙射线产生,在大气中分布十分均匀,同位素丰度约6×10-13。小部分氪气会溶于水或被冻在冰里,其中的 81Kr由于衰变将简单地随着时间而减少,因此它对测定 10万到 100万年间水或冰的年代十分理想。而此年代范围超出了 14C(半衰期为 5700年)所能应用的范围。

四十多年来,物理学家们曾经尝试了各种办法来实现 81Kr测年。一种全新的方法——“原子阱痕量分析方法(ATTA)”,从 15年前起就在美国阿贡国家实验室逐渐发展起来,并建成了 ATTA-3装置 。它目前每个月测量约 10 个氪气样品,而每个样品提取自约 200 升的地下水或 100 公斤的冰。它的应用开扩了研究方向,并将带来许多全新的认识,尤其是在气候变化研究以及水资源管理方面。

ATTA 方法利用激光原子阱来捕获特定的同位素原子,进行原子计数。激光的频率准确地匹配目标同位素原子的跃迁频率,使得激光仅和该同位素原子强烈地作用,并实现捕获。一个被捕获的原子将不断地散射光子,成为一个明亮的光点,从而被相机记录下来,其特征又如此明显,使得绝不可能发生误报。

除了 81Kr,地球大气中还包含另外两种长寿命的惰性气体同位素:85Kr,半衰期为10.8年,同位素丰度约2×10-11,产生于核裂变反应,主要在核燃料再处理时进入大气;39Ar,半衰期为 269 年,丰度约 8×10-16,由宇宙射线在大气中产生。这两种核素也可用于地质分析,并覆盖不同的年代应用范围。ATTA 实验装置可以准确无误地挑出同位素丰度仅 10-16的 39Ar原子,而不受其他任何原子或分子的干扰。然而为了达到实际应用的要求,还需通过样品预富集等方法,将39Ar探测效率再提高10—100倍。

ATTA 方法将为从冰川到火山研究的诸多领域提供全新的机会:

极地冰芯研究,可以帮助地质学家们重现早至 80 万年前地球的气候以及大气成分。古冰不仅存在于冰层深处,还有很多因剥蚀作用而暴露在冰层表面。这些表面的古冰可以像深层冰芯一样,用于古气候研究。在2012年,由冰川学家和物理学家组成的一个联合小组,用 ATTA-3 分析了南极泰勒冰川的样品,证实了对古冰81Kr测年的可能性和准确性。

洋流循环是地球气候动态系统的主要组成之一,其典型的区域性循环周期恰好和 39Ar的半衰期相当。因此,39Ar测年能让科学家们做出更高分辨率的洋流分布图。系统性地测量溶解在洋流中的 39Ar,并和 14C数据结合在一起,能填补在深层洋流循环和混合认识上的一大空白,它还可以帮助海洋学家更好地预测海洋中封存的二氧化碳

放射性稀有气体同位素测年在水文学领域已经取得了很大进步。通过对大量水井所提取的样品进行测年,水文学家可以绘制出整个水系的地下补给图,从而更好地理解、甚至预测自然和人类活动(如抽取地下水)对地下含水层的影响。这将有助于更好地管理和利用水资源。利用 ATTA 测81Kr的方法,已经先后测量了非洲努比亚含水层、澳大利亚大自流盆地和南美瓜拉尼含水层,所得数据成为建立水流模型的基础。水文学家们正计划对世界主要水系进行采样和 81Kr测量。此外,在美国新墨西哥州的核废料封存区,81Kr测量还帮助检验了其地下水的隔离性。科学家们还能利用半衰期较短的 85Kr,评价年龄在 60年以内的浅层“年轻”地下水的流动和受化学污染的影响。进一步发展ATTA方法,将使得 39Ar测年也成为地下水研究的标准工具。对于100—1000年这个十分重要年代范围,39Ar是目前唯一可用的示踪剂,因此其意义不言而喻。


纽瑞德新闻资讯展示图2


   24小时 贴心服务:如果您对以上纽瑞德气体感兴趣或有疑问,请点击和我联系网页右侧的在线客服,或致电:400-6277-838,纽瑞德气体——您全程贴心的采购顾问。



网友评论

<%Response.Write(rs("S_MemberName"))%>

<%Response.Write(rs("S_Content"))%>

[<%Response.Write(rs("S_AddTime"))%>]

回复:  <%Response.Write(rs("S_Restore"))%>

网友友网友评论网友评论

网友友网友评论网友评论

网友友网友评论网友评论

网友友网友评论网友评论

我要评论
用户名: 快速注册
密  码: 登录
   已登录 退出
验证码: