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示蹤物濃度變化特點

示蹤物濃度變化特點

示蹤物濃度變化特點:物料中示蹤濃度隨時間的變化,不同示蹤物的效果不一樣。示蹤物原指為闡明生物體內物質的運行情況而添加的某種物質。在法醫學上常作為標記物,如同位素、熒光素、生物素、酶、膠體金、鐵蛋白等。根據標記物的特性可標記在抗原或抗體上,以提高免疫反應的靈敏度。雖然也包括便於追蹤的色素、熒光物質等,但一般多指各種同位素。也有時裝在個體上,以作為提供行為學或生態學研究的遙測計。

示蹤物濃度變化特點:物料中示蹤濃度隨時間的變化,不同示蹤物的效果不一樣。示蹤物原指為闡明生物體內物質的運行情況而添加的某種物質。在法醫學上常作為標記物,如同位素、熒光素、生物素、酶、膠體金、鐵蛋白等。根據標記物的特性可標記在抗原或抗體上,以提高免疫反應的靈敏度。雖然也包括便於追蹤的色素、熒光物質等,但一般多指各種同位素。也有時裝在個體上,以作為提供行為學或生態學研究的遙測計。

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單釜與多釜的示蹤物濃度變化特點

隨時間的變化。單釜與多釜的示蹤物濃度變化特點是物料中示蹤濃度隨時間的變化。單釜式改質瀝青生產技術應用研究是由昆明市西山區長勝能源開發燃料油廠完成的科技成果,登記於2003年9月11日。

元素(組份)進入地下水後的遷移

(一)彌散遷移

首先通過兩個實驗模型,説明彌散遷移現象。

模型1:在一口井中瞬時注入某濃度的示蹤劑,則在附近觀測孔中,可以觀察到示蹤物質不僅隨地下水一起運移,而且逐漸擴散開來,超出了僅按平均實際流速預計到達的範圍。示蹤劑不僅沿水流方向縱向擴散,還有垂直於水流方向的橫向擴展,不同時刻示蹤劑的濃度分佈(圖3-3)不存在陡峻的突變界面。這種現象稱為彌散。

圖3-3 示蹤劑的縱向、橫向擴展(據J.Bear,1979)

模型2:裝滿均質砂的圓柱形管,用水飽和,在某時刻(t=0)開始注入含有示蹤劑濃度為c0的水去驅替砂柱中不含示蹤劑的水(原狀水),在砂柱末端測量示蹤劑的濃度變化〔如圖3-4(a)〕。這是一維穩定流動。繪製示蹤劑相對濃度

對時間t的曲線(稱穿透曲線或傳播曲線)〔圖3-4(b)〕,曲線呈S形而不是圖中虛線所示形狀。以上事實也説明彌散現象的存在。因為如果沒有彌散,示蹤劑應該按水流的平均流速移動,含示蹤劑的水和原狀水的接觸界面應該是陡峻的、突變的,即有一個以平均實際流速移動的直立峯面,曲線呈圖3-4(b)中虛線所示形狀。實際上,由於水動力彌散的結果,曲線呈“S”形。

圖3-4 砂柱中一維穩定流的穿透曲線(據R.A.弗裏澤J.A.徹裏)

上述兩個模型説明,在多孔介質中,兩種不同成分的可以混溶的液體之間,存在一個不斷加寬、濃度由高至低的過渡混合帶,這種現象稱為(水動力)彌散。形成彌散現象的作用,稱為彌散作用。這是一個非穩定不可逆過程。由彌散作用引起的地下水中元素(組份)的遷移,稱為彌散遷移。

彌散遷移主要是分子擴散遷移和機械彌散遷移。現分述如下:

1.分子擴散遷移

分子擴散是由於液體中所含溶質的濃度不均一,在濃度梯度的作用下,引起的溶質從高濃度向低濃度的定向擴散,以求濃度趨於均一的現象。分子擴散也可由温度差或壓力差而產生。

當温度、壓力一定時,由濃度梯度引起的純分子擴散,可用斐克(Fick)線性定律描述:

水文地球化學基礎

式中:

Im——溶質在單位時間內通過單位面積的擴散量,量綱〔ML-2T-1〕,

gradc——溶質在溶液中的濃度梯度,量綱〔ML-4〕;

Dm——分子擴散係數,表徵該溶質在靜止介質中擴散遷移的能力,其值相當於gradc=1時的擴散數量,量綱〔L2T-1〕。

式中右邊的負號,説明溶質向濃度減少的方向擴散。

不同溶質的擴散係數各不相同,其值取決於擴散介質的物理狀態和性質、擴散溶質及存在於系統中的其它溶質的性質和濃度、温度和壓力。據C.P.克拉依諾夫的資料,Dm的取值如表3-1。

温度對擴散的影響在於隨温度增高,擴散係數增大。

分子擴散不僅在液體靜止時有,在液體運動狀態下也有。不但有沿運動方向的縱向擴散,還有垂直於運動方向的橫向擴散(見圖3-5)。

表3-1 物態與擴散係數的關係

分子擴散遷移在地層中進行得很緩慢,特別在粘性土層或濃度梯度很小的情況下更為緩慢。據Φ.M.鮑切維爾等的資料,在粘土或搗實的亞粘土組成的防護幕上做試驗,其分子擴散引起的溶質遷移為:當防護幕的厚度為1—2m時,相對濃度

時,要經過5—25年,

時,也要經過4—14年(c0為防護幕上面液體中某溶質的濃度;c為防護幕滲出的水中同一溶質的濃度)。

圖3-5 分子擴散作用示意圖

(a)縱向分子擴散效應;(b)橫向分子擴散效應;(c)縱、橫向同時存在的分子擴散效應

由此可見,元素在地下水中,由於分子擴散作用使溶質遷移的速度是很緩慢的,遷移的距離也是有限的。因此,如果研究近期(小於100a)的元素遷移問題時,分子擴散所起的作用是不大的,甚至可以忽略。但當研究的過程延續的時間以地質歷史時期來衡量時,則分子擴散對地下水中元素的遷移,將起到重要作用。

2.機械彌散遷移

由於地下水在多孔介質中的滲流速度很不均勻,流速大的將溶質遷移得遠,流速小的則遷移得近,這種由於實際流速(u)和平均流速

的差異而引起的溶質擴散遷移現象稱為機械彌散(見圖3-6)。由圖可見,由於機械彌散作用,使示蹤劑質點羣不斷向周圍擴展,超出達西定律所表達的按平均流速預計的擴散範圍。

圖3-6 在粒狀多孔介質中由機械彌散引起的稀釋作用圖解(據J.A.徹裏等,1975)

通過對多孔介質中溶質遷移的理想模型研究,證實機械彌散也服從斐克(Fick)線性定律:

水文地球化學基礎

式中:If——溶質在單位時間通過單位面積的彌散量,量綱〔ML-2T-1〕;

c——溶質在地下水中的濃度,mol;

——實際流速和平均實際流速,量綱〔LT-1〕;]]

其它符號意義同前。

機械彌散遷移可分為微觀機械彌散遷移和宏觀機械彌散遷移。

(1)微觀機械彌散遷移

從微觀上看,機械彌散的機制可有以下三種情況:

a.在多孔介質的單個孔管中,由於水溶液具有粘性,受介質孔壁的摩擦阻力的影響,使得靠近孔隙壁部分的水流速度趨近於零,向軸部流速逐漸增大,形成拋物面的實際流速分佈〔圖3-7(a)〕。管的中軸線處流速最大,溶質遷移得遠。

圖3-7 機械彌散的幾種情況

b.由於空隙體積的大小不同,造成不同孔隙沿孔軸的最大流速各不相同,使溶質遷移的距離發生差異〔圖3-7(b)〕。

c.由於空隙本身的彎曲,使質點的流線在沿水流方向上彎曲起伏的情況不同,從而造成溶質在流向上速度和遷移距離的差異〔圖3-7(c)〕。

實際上這三種情況是同時發生的,綜合起來形成微觀機械彌散的機制。在引起橫向機械彌散遷移時,除上述三種情況外,還與流線繞過巖石顆粒時,分支-合併有關(圖3-8)。

圖3-8的模型説明,隨着水的流動,由於點狀物質源的分支-合併作用,水中所含溶質的濃度有規律地持續降低(圖中用數字清楚的表明了這一點),在峯面上各流束所含溶質的總和不變,形成中間濃度高,邊緣濃度低的橫向彌散。如果有幾個流束或部分斷面上含有溶質的流束進入時,同樣可以形成分支-合併的橫向彌散。

微觀機械彌散遷移主要發生在均質巖石中。

(2)宏觀機械彌散

在非均質巖層中,由於各部分的滲透速度不同,而引起的溶質遷移距離的差異,稱為宏觀機械彌散遷移。宏觀機械彌散遷移的機制,原則上與微觀機械彌散一樣,仍是流速不均一所致,只不過研究的單元更大而已。

宏觀機械彌散遷移的現象在自然界常見,例如,在滲透性不同的層狀含水層中,溶質便沿滲透性好的巖層遷移得更快更遠;在裂隙或溶隙寬度大小不等的巖層中,溶質沿寬大裂隙或溶隙遷移很快,而且遷移的距離也很遠。

圖3-8 分支-合併橫向彌散示意圖(據B.A.格拉鮑夫尼科夫等)

(a)一個流束物質進入時;(b)相對濃度的分佈(以邊緣最小濃度為1)圖中的相對濃度

箭頭表示流束的流向

事實上,多孔介質中液體流動時,分子擴散和機械彌散常是同時出現,是不可分的。以上的劃分,帶有某種人為性。由分子擴散遷移和機械彌散遷移造成的溶質在單位時間通過單位面積的彌散通量可用下式表示:

水文地球化學基礎

式中D=Dm+Df,稱為彌散係數,量綱〔L2T-1〕。

(二)滲流(或對流)遷移

物質隨運動介質(地下水)一起的遷移稱為滲流(或對流)遷移。在這裏地下水起載體的作用。在運動的地下水中,物質可以隨着水流一起遷移到很遠的距離,故滲(對)流遷移常常是自然界引起物質遷移的主要方式。但在靜止的地下水中,只有分子擴散遷移,沒有滲流遷移和機械彌散遷移。

物質滲(對)流遷移的數量與物質的濃度和介質(地下水)的運動速度有關,可用下式表示:

水文地球化學基礎

式中:Ik——溶質在單位時間內通過單位面積的滲流遷移量,量綱〔ML-2T-1〕;

c——溶質在地下水中的濃度,mol;

V——運動介質(地下水)的滲透速度,量綱〔LT-1〕。

(三)遷移方式判別

以上分析了元素(組份)在地下水中的三種遷移方式,在運動的地下水中均同時存在以上三種遷移方式,只是在不同的條件下,各種遷移方式所佔的比重不一,各種遷移方式在遷移中所起的作用可用貝克萊特(Peclet)數來判別:

水文地球化學基礎

式中:Pe——貝克萊特數;

V——滲透速度,量綱〔LT-1〕;

d——表示多孔介質特徵的參數,可取介質顆粒的平均粒徑,量綱〔L〕;

Dm——分子擴散係數,量綱〔L2T-1〕。

在一定的水-巖系統中,Dm一般近於常數,介質一定時,d也近於常數,此時貝克萊特數Pe與滲透速度V近於成正比。當V很小時,Pe也很小,説明以分子擴散遷移為主,機械彌散遷移可忽略不計;當V很大時,Pe也大,則以機械彌散遷移為主,分子擴散遷移相對來説很小,可忽略不計。1963年帕金斯(Perkins)和約斯頓(Johnston)通過試驗得出:

當Pe<n·10-2(n<5)時,以分子擴散為主。

當n·10-2<Pe<10時,混合遷移,即分子擴散遷移和機械彌散遷移均起作用。

當Pe>10時,機械彌散遷移佔優勢。

J.J.弗裏德在實驗室做了鬆散多孔介質縱向彌散試驗,根據試驗資料,把遷移方式劃分為五種彌散狀態(圖3-9)。

彌散係數(D)可通過室內試驗或野外試驗測定。室內試驗一般藉助於示蹤劑溶液在砂柱或槽中進行。野外測定一般藉助於示蹤劑注入試驗來實現。具體測定方法在此不作詳細論述。另外,也可根據多孔介質特徵,選用經驗數據。

圖3-9 示蹤情況下縱向彌散試驗實例(據J.J.弗裏德)

(a):Dl/DM—Pe曲線圖(b):DL/V·d—Pe曲線圖(DL——縱向彌散係數)a—純分子擴散;b—分子擴散為主也有滲流彌散;c—分子擴散不能省略,滲流彌散比重較大;d—純滲流彌散;e—紊流狀態的滲流彌散

放射性示蹤法詳細資料大全

放射性示蹤法(radioactive tracer method)是將可探測的放射性核素添入化學、生物或物理系統中,標記研究材料,以便追蹤發生的過程、運行狀況或研究物質結構等的科學手段。這種放射性示蹤物稱為示蹤原子或標記原子。詞條介紹了方法的原理、特點、示蹤劑的特性、以及放射性示蹤法在化學、生物學、生物化學等方面的套用。

基本介紹

中文名 :放射性示蹤法 外文名 :radioactive tracer method 套用領域 :化學、生物學、生物化學等方面 涉及學科 :核化學、生物學、生物化學 過程 :標記、追蹤 關鍵 :示蹤原子或標記原子 定義介紹,原理,特點,特性,套用範圍,發展展望,

定義介紹

放射性示蹤法(radioactive tracer method) 由於放射性核素不斷髮出輻射,無論它運動到哪裏,都很容易用探測器探知它的下落,因此可以用作示蹤物來辨別其他物質的運動情況和變化規律。這種放射性示蹤物稱為示蹤原子或標記原子。

原理

放射性一種帶有特殊標記的物質,當它加入到被研究對象中後,人們可根據其運動和變化來洞悉原來不易或不能辨認的被研究對象的運動和變化規律。 示蹤的套用,隱含着兩個假定:一是放射性核素和它的穩定同位素化學性質相同;二是研究對象的化學特性不受放射性衰變的影響。第一個假定僅當同位素的質量效應很重要時才是不正確的,。第二個假定,只要示蹤物的濃度很小就是正確的。

特點

1、靈敏度高 可探測<1 nCi, 10-14~10-13 g ;化學分析只能達到10-9 g。 2、測量簡便、易分辨 不受非放雜質干擾,活體研究,體外測量。 3、提供原子、分子水平的研究手段 微觀作用機理、動態變化過程。 4、合乎生理條件 不擾亂體內生理過程的平衡狀態 。 5、能定位 核顯像技術,組織器官、細胞、亞細胞水平定量定位。

特性

化學性質完全相同,但同位素化學性質相同,可正確反映研究對象在物理、化學和生物過程中的性質和行為,而且核素的放射特性不改變物質的物理和化學性質。 放射性示蹤劑的選擇 1、放射性半衰期 2、輻射類型和能量 β探測效率高,易於防護; 32P; 14C, 3H γ穿透性好, 100-600 keV; 99mTc, 111In, 201Tl 3、放射性比活度 原始比活度足夠高; 4、放射性核素的純度 檢驗放射性純度和放射化學純度;提純 5、放射性核素的毒性 儘量選擇低毒組核素; 90Sr 高毒 , 89Sr 中毒 6、示蹤劑的生物半衰期 選擇生物半衰期短的示蹤劑,減少輻射劑量

套用範圍

放射性示蹤法在化學中的套用 1、分子結構的研究: 同位素交換反應 2、化學反應機理研究 (1)化學鍵的形成方式 (2)反應中發生的分子重排、異構、裂解、水解過程 (3)催化反應中吸附催化機理、吸附分子壽命 3、同位素稀釋法 原理:放射示蹤劑與待測物混合→分離→測量 實例:P&G公司測定洗衣粉中主要成分的殘留量 4、放射分析法 原理:泛指用放射示蹤劑測定濃度的各種方法 實例:50萬年前北京猿人會不會用火 5、活化分析法 原理:中子輻照樣品,通過活化生成的放射性核素的半衰期、衰變類型與能量等衰變特性進行鑑定。 套用:定性和定量地測定複雜樣品原子組成的一種高靈敏度無損檢驗方法,套用於空氣、水、土壤樣品、地質樣品、海洋系統和生物系統中痕量組分的分析。 實例:利用古畫顏料礦物含量鑑別年代。 放射性示蹤法在生物學中的套用 17世紀:光學顯微鏡發明標誌着生物醫學發展中的里程碑 20世紀:放射性示蹤技術的誕生對生物學推進同樣重要 1、研究植物的營養生理、對營養元素以及農藥的吸附、轉運、分配和積累規律 2、研究人和動物體內物質的吸收、分佈、代謝和排泄情況 3、為分子生物學提供原子和分子水平的研究手段 4、套用於基因工程 放射自顯影技術 原理: 放射性核素的電離輻射使照相乳膠感光,顯示樣品中的放射性分佈,從而給出定位和定量信息 放射自顯影技術 放射性示蹤法研究光合作用 套用在光合作用 放射性示蹤法在生物化學研究的套用 1、生物體內的物質代謝 2、確定代謝途徑或中間代謝環節 3、找出代謝物在體內發生變化之後的產物 4、找出體記憶體在的各種生化物質的前身 1、傳統實驗方法 整體實驗 離體實驗 2、同位素示蹤法 示蹤量,不破壞體內生理過程的平衡 3H(T1/2=12.3 y), 14C(T1/2=5730 y), 液體閃爍測量; 加速器質譜法(AMS) 放射示蹤法在醫學上的套用 目前全世界80%的同位素用於醫學主要核藥物的分類 與診斷核藥物: 進入體內的示蹤劑,產生γ射線,通過體外監測裝置記錄示蹤劑在體內的位置、不同器官濃度及隨時間的變化。 如:掃描機、 γ相機、SPECT(單光子發射計算機斷層 技術)、PET (正電子發射計算機斷層技術) 顯象:平面顯象、三維斷層顯象、動態顯象 治療核藥物: 利用放射性核素衰變時產生射線的輻照效應達到治療的目的。 多為α、β衰變 劑量定位在體內某特定部位 如:131I-NaI:治療甲抗、甲狀腺癌

發展展望

1、核醫學發展更加普及 2、形成相關高科技產業 3、社會效益顯著:心血管病和腫瘤 今後的發展方向 珠聯璧合: 核輻射探測技術的高靈敏度+現代計算機技術

放射性示蹤劑的原理

使用放射性示蹤物的原理是,一個在化學化合物中的原子被另一個相同化學元素的原子所取代。然而,這個取代原子其實是放射性同位素。這個過程通常被稱為放射性標記。這個反應──放射性衰變與一般化學反應相互比較起來,可以產生更多的能量。因此,放射性同位素可存在於低濃度,它的存在也可由靈敏度高的輻射探測器檢測,如蓋革計數器(Geiger counter)和閃爍計數器 (scintillation counters)。喬治·查爾斯·德海韋西(George de Hevesy)獲1943 諾貝爾化學獎:“在化學過程研究中使用同位素作為示蹤物”(” for his work on the use of isotopes as tracers in the study of chemical processes”)。 其中放射性示蹤劑主要被用於兩種方式:

1. 當一個標記的化學化合物發生化學反應,其中一個或多個產物會含有放射性標記。藉由分析放射性同位素的狀態可以得知欲瞭解之化學反應其機制的詳細資訊。

2. 將某種放射性化合物引入生物體且放射性同位素提供了一個圖像示出該化合物和它的反應產物分佈在生物體的方式。

測定反應速率的物理方法有何特點?採用物理方法的條件是什麼?

簡易,直觀,便於比較.

有參照物.相同時間,相同條件,來比較速率

放射性同位素示蹤法誰提出的

放射性同位素示蹤法1910年英國化學家F.索迪提出的。他提出化學元素存在着相對原子質量和放射性不同而其他物理化學性質相同的變種,這些變種應處於週期表的同一位置上,稱做同位素。

放射性示蹤法由於放射性核素不斷髮出輻射,無論它運動到哪裏,都很容易用探測器探知它的下落,因此可以用作示蹤物來辨別其他物質的運動情況和變化規律。這種放射性示蹤物稱為示蹤原子或標記原子。

放射性一種帶有特殊標記的物質,當它加入到被研究對象中後,人們可根據其運動和變化來洞悉原來不易或不能辨認的被研究對象的運動和變化規律。

示蹤的應用,隱含着兩個假定。一是放射性核素和它的穩定同位素化學性質相同;二是研究對象的化學特性不受放射性衰變的影響。

第一個假定僅當同位素的質量效應很重要時才是不正確的。第二個假定,只要示蹤物的濃度很小就是正確的。

化學性質完全相同,但同位素化學性質相同,可正確反映研究對象在物理、化學和生物過程中的性質和行為,而且核素的放射特性不改變物質的物理和化學性質。

以上內容參考:百度百科-放射性示蹤法

有機示蹤物的條件、作用

有機示蹤化合物是大氣污染源排放的特徵化合物,是各類污染源排放的指示物種,在污染源識別和利用受體模型進行源解析中起着關鍵作用.本文研究採用衍生化預處理和GC/MS分析技術,對北京2002~2003年夏、秋、冬3個季節大氣PM2.5樣品中幾類有機示蹤化合物進行了定量檢測,其中包括生物質燃燒源示蹤物--左旋葡聚糖和β-谷甾醇,肉類烹飪等餐飲源示蹤物--膽甾醇、化石燃料燃燒源示蹤物--17α(H),21β(H)-藿烷類化合物,它們在北京各季大氣中平均濃度分別為33.9 ng·m-3~116.7 ng·m-3,1.8 ng·m-3~10.7 ng·m-3,0.17 ng·m-3~2.9 ng·m-3,5.0 ng·m-3~13.8 ng·m-3.它們的季節變化規律還表明,生物質燃燒源和燃煤源分別在秋季和冬季對北京大氣PM2.5污染有突出貢獻.同時,還定性地檢測到其它一些可能作為源示蹤物的有機化合物,如甾烷類化合物,脱氫松香酸和鄰苯二甲酸,值得今後深入研究.

測定停留時間分佈的方法有哪些?

實驗測定方法有兩種,分為:脈衝法和階躍法。

脈衝法,是當反應器中流體達到定態流動後,在某個極短的時間內,將示蹤物脈衝注入進料中,然後分析出口流體中示蹤物濃度隨時間的變化,以確定停留時間分佈。

階躍法,是當設備內流體達到定態流動後,自某瞬間起連續加入示蹤物流,然後分析出口流體中示蹤物濃度隨時間的變化,以確定停留時間分佈。

同位素示蹤的基本原理和特點

同位素示蹤所利用的放射性核素(或穩定性核素)及它們的化合物,與自然界存在的相應普通元素及其化合物之間的化學性質和生物學性質是相同的,只是具有不同的核物理性質。因此,就可以用同位素作為一種標記,製成含有同位素的標記化合物(如標記食物,藥物和代謝物質等)代替相應的非標記化合物。利用放射性同位素不斷地放出特徵射線的核物理性質,就可以用核探測器隨時追蹤它在體內或體外的位置、數量及其轉變等,穩定性同位素雖然不釋放射線,但可以利用它與普通相應同位素的質量之差,通過質譜儀,氣相層析儀,核磁共振等質量分析儀器來測定。放射性同位素和穩定性同位素都可作為示蹤劑(tracer),但是,穩定性同位素作為示蹤劑其靈敏度較低,可獲得的種類少,價格較昂貴,其應用範圍受到;而用放射性同位素作為示蹤劑不僅靈敏度,測量方法簡便易行,能準確地定量,準確地定位及符合所研究對象的生理條件等特點: 在工業生產中,示蹤原子為使用多種高效能的檢驗方法及生產過程自動控制的方法提供了可能性,解決了不少技術上和理論上的問題。下面列舉幾種主要應用。 確定擴散速度  金屬間擴散的速度隨温度而變。如用電鍍的方法將Ag、 Cu或 Zn沉積在另一種金屬片的表面上,在特定温度中處理一定時間後,再從該金屬片依序切下許多薄層,用探測儀器或放射自顯影法測定每層的放射性,便可確定銀、銅或鋅在上述金屬片內擴散的速度,以及温度對各種金屬穿透深度的影響。

測定機械磨損  用中子照射使易磨損部位的材料活化,通過測定磨下的碎屑的放射性,即可測定磨損量。

測定流體流速  某一時刻在流管上端某處注入少量示蹤劑,在流管下端另一處測定示蹤劑的到達時間,再根據兩處的距離即可測定流體的流速。如測定石油在輸中的流速等。

合金結構分析  在一定比例的鎳、鉻、鎢混合物中,加入少量放射性W,經熔鍊後,將合金表面磨光,上面覆蓋底片,進行放射自顯影。所得圖譜顯示,鎢在合金中分佈成樹枝狀的斑紋。用這種方法,可以研究金屬在不同冶煉過程中(或合金在熱處理前後)的結構變化。 在物理、化學等自然科學和日益受到重視的環境科學中,示蹤方法也得到廣泛應用。下面是一些主要的應用例子。 超薄厚度的測定  例如在用暗視野檢查的電子顯微鏡標本上,常用真空蒸發的方法塗一層鎘的薄膜。加微量具有放射性的Cr到鎘中,測定一定面積薄膜的放射性。另外把含有不同重量的同一標記物的溶液在相同面積上蒸乾並計數,作為標準。比較薄膜樣品和標準的放射性,就可測出薄膜的重量,從而求出其厚度。此法可測出厚度薄至2.5×10m的量級。

溶解度的測定  把已知放射性比活度(見放射性)的Ba標記的硫酸鋇溶於水中;當溶液達到飽和以後,取出一小部分來測量其放射性比活度。從測得的放射性比活度,就可算出單位體積內硫酸鋇的含量或硫酸鋇的溶解度。

化學反應的歷程  例如在酯類的水解過程中,究竟是酰基-氧鍵(a)斷裂,還是烷基-氧鍵(b)斷裂呢,用含有的氫氧化鈉水溶液進行皂化後發現,標記原子進入到水後生成酸分子,而不進入到醇分子中去。這充分證明了,反應中被打開的是酰基-氧鍵,即是在a處斷開的。

環境污染的檢查  例如在製造熒光燈等接觸汞的工業,需要探測空氣中汞的濃度,以保證工人不會發生汞中毒。很方便的方法,就是用Hg來標記汞,然後用探測儀器測量車間空氣中的放射性,檢查汞有否超過最高允許濃度。

放射性核素也可用作監測沿海污染的手段。例如,以Br標記的溴化銨作為示蹤劑,模擬釋放到海洋中去的污水。將此示蹤劑被注入到污水出口處,它的擴散和途徑,反映了污水在大海中的稀釋和運輸。在不同水路測出的放射性位置及強度,代表特定情況下的水流圖案。最後,依靠稀釋曲線、水流方向及速度以及污染指示劑的消失率等數據,編成海岸不同位置的污染統計資料。

水利學考察  海洋湍流和大風對水流泥沙遷徙的影響是水利學工作經常需要考察的對象之一。有一種方法是將 Sc吸附在離子交換樹脂,其大小接近於天然砂粒,然後將其投入河口或海岸附近水中,用放射性探測儀器追蹤,便可研究各種自然條件的變化(如颳風)對砂流的影響,乃至泥砂淤積的地點和速度等。

放射性碳紀年法  見碳-14測定年代。

放射性核素示蹤技術的定義和基本原理是什麼?有何優缺點?

定義:放射性核素示蹤技術(radionuclidetracertechnique)是以放射性核素或其標記化合物作為示蹤劑(tracer),應用射線探測儀器設備來檢測其行蹤,以研究示蹤物在生物體系中的分佈及其變化規律的一門技術。示蹤原理:放射性核素示蹤技術主要是基於放射性核素示蹤物與被研究物質的同一性和可測量性這兩個基本性質。  

⑴同一性放射性核素及其標記化合物和相應的非標記化合物具有相同的化學及生物學性質。

⑵可測性放射性核素及其標記化合物與相應的未標記化合物儘管具有相同的化學性質和生物學行為,但是它們的物理學性能卻不同,放射性核素及其標記化合物可發出各種不同的射線,且能夠被放射性探測儀器所測定或被感光材料所記錄。

基本類型:放射性核素示蹤技術按其被研究的對象不同,分為體內(invivo)示蹤實驗和體外(invitro)示蹤實驗。與其他類型的示蹤方法(如酶標、熒光標記等)相比,放射性核素示蹤技術具有以下特點:

優點:

(1)靈敏度高。

(2)方法簡便、準確性好。

(3)合乎生理條件。

(4)定性、定量與定位研究相結合。

缺點與侷限性:

(1)需要專用的實驗條件;

(2)需要具有一定專業訓練的技術人員;

(3)有時需要必要的防護。

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