Oxigenul 17

Oxigenul 17

masa

General
Numele de familie Oxigenul 17
Simbol 17
8O
Neutroni 9
Protoni 8
Date fizice
Prezență naturală 0,0373% SMOW
0,0377421% (atmosferă)
Jumătate de viață grajd
Masă atomică 16.9991315 u
A învârti 5/2 -
Exces de energie -809 keV
Energie de legătură 131.763 keV

Oxigen 17 este un izotop al oxigenului rare (0,0373% în apa de mare, aproximativ de două ori abundența de deuteriu ), și unul dintre cei trei izotopi stabili de oxigen. Este singurul izotop stabil al acestui element care are un spin nuclear (-5/2) și o relaxare caracteristică independentă de câmpul din apa lichidă, ceea ce îi permite să fie utilizat în studiile RMN ale căii metabolice.

Problemă în centralele nucleare

Apa utilizată în circuitele de răcire a centralelor nucleare este supusă unui flux intens de neutroni în timpul funcționării lor.
Apa naturală are un titru inițial de oxigen de 17 373 ppm; apa grea are o capacitate inițială de aproximativ 550 ppm de oxigen 17, ușor îmbogățit cu izotopului îmbogățire prin același procedeu ca și deuteriu. Fluxul de neutroni convertește încet oxigenul 16 din apa folosită în oxigen 17 prin captarea neutronilor , crescând concentrația acestuia. În același timp, fluxul de neutroni convertește încet oxigenul 17 din apă în carbon 14 , prin reacție: 17 O ( n , alfa ) 14 C. Carbonul 14 este un produs nedorit care scapă în mediu.
Procesele utilizate în extracția tritiului oferă, de asemenea, o oportunitate de a înlocui oxigenul din apă utilizat de fracția naturală de oxigen din apă (în esență oxigenul 16), care are avantajul suplimentar de a reduce producția de carbon 14.

Istorie

Acest izotop a fost imaginat pentru prima dată de Patrick Blackett în laboratorul lui Rutherford în 1924:

„Despre natura nucleului integrat se poate spune puțin, fără alte date. Cu toate acestea, trebuie să aibă o masă 17 și, cu condiția să nu se câștige sau să se piardă alți electroni nucleari în proces, un număr atomic 8. Prin urmare, ar trebui să fie un izotop al oxigenului. Dacă este stabil, ar trebui să existe pe Pământ. "

A fost un produs al primei transmutații nucleare artificiale, a acțiunii razelor α ( 4 He 2+ ) asupra azotului 14, condusă de Frederick Soddy și Ernest Rutherford în 1917-1919.

Ecuația acestei reacții: 14 N ( alfa , p ) 17 O

În cele din urmă, abundența sa naturală în atmosfera Pământului a fost detectată în 1929 de Giauque și Johnson în spectrele de absorbție.

Note și referințe

  1. (în) Jochen Hoefs , Geochimie stabilă a izotopilor: cu 18 tabele , Springer Verlag,1997, 244  p. ( ISBN  978-3-540-40227-5 , citit online )
  2. (în) Thomas Blunier , „  Productivitatea biologică a oxigenului în ultimii 60.000 de ani de la măsurarea izotopului triplu al oxigenului  ” , Global Biogeochemical Cycles , vol.  16, n o  3,2002, p.  1029 ( DOI  10.1029 / 2001GB001460 , Bibcode  2002GBioC..16c ... 3B )
  3. T. Arai , „  UTILIZAREA OXIGENULUI CEREBRAL ANALIZAT DE UTILIZAREA OXIGENULUI 17 ȘI A REZONANȚEI sale MAGNETICE NUCLEARE  ” , Biochem. Biofizi. Rez. Com. , vol.  169, nr .  1,31 mai 1990, p.  153–158 ( PMID  2350339 , DOI  10.1016 / 0006-291X (90) 91447-Z )
  4. [PDF] Estimarea carbonului-14 în efluenții gazoși ai centralei nucleare ; EPRI; 10 iunie 2010.
  5. O instalație compactă, ieftină, de îndepărtare a tritiului pentru reactoarele Candu-6; SK Sood, C. Fong și KM Kalyanam; Ontario Hydro.
  6. P. MS Blackett , „  Ejection of Protons from Azot Nuclei, Photographed by the Wilson Method  ”, Proceedings of the Royal Society of London , vol.  107, nr .  742,1925, p.  349–360 ( DOI  10.1098 / rspa.1925.0029 , Bibcode  1925RSPSA.107..349B )
  7. Ernest Rutherford , „  Coliziunea particulelor alfa cu atomii de lumină IV. Un efect anormal în azot.  ”, Revista filozofică , vol.  37,1919, p.  581-587 ( DOI  10.1080 / 14786440608635919 )
  8. WF Giauque și HL Johnston , „  Un izotop de oxigen, masa 17, în atmosfera Pământului  ”, J. Am. Chem. Soc. , vol.  51, nr .  12,1929, p.  3528–3534 ( DOI  10.1021 / ja01387a004 )