Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Изотопы элемента азота
Isotopes of the element nitrogen
Природный азот (7N) состоит из двух стабильных изотопов: подавляющее большинство (99,6%) природного азота – это азот-14, а остальное – азот-15. Также известно тринадцать радиоизотопов с атомными массами от 9 до 23, а также три ядерных изомера. Все эти радиоизотопы недолговечны, самым долгоживущим из которых является азот-13 с периодом полураспада 9,965. Все остальные имеют период полураспада менее 7,15 секунд, причём большинство из них – менее 620 миллисекунд. Большинство изотопов с атомным массовым числом меньше 14 распадаются до изотопов углерода, а большинство изотопов с массой больше 15 распадаются до изотопов кислорода. Самый короткоживущий известный изотоп – азот-10 с периодом полураспада 143, хотя период полураспада азота-9 не был измерен точно.
Natural nitrogen (7N) consists of two stable isotopes: the vast majority (99.6%) of naturally occurring nitrogen is nitrogen 14, with the remainder being nitrogen 15. Thirteen radioisotopes are also known, with atomic masses ranging from 9 to 23, along with three nuclear isomers. All of these radioisotopes are short lived, the longest lived being nitrogen 13 with a half life of 9.965. All of the others have half lives below 7.15 seconds, with most of these being below 620 milliseconds. Most of the isotopes with atomic mass numbers below 14 decay to isotopes of carbon, while most of the isotopes with masses above 15 decay to isotopes of oxygen. The shortest lived known isotope is nitrogen 10, with a half life of 143, though the half life of nitrogen 9 has not been measured exactly.
Азот-14
Азот-14 является одним из двух стабильных (нерадиоактивных) изотопов химического элемента азот, составляющим приблизительно 99,636% природного азота. Азот-14 – один из очень немногих стабильных нуклидов с нечетным числом протонов и нейтронов (по семь каждого) и единственный, который составляет основную часть своего элемента. Каждый протон или нейтрон вносит вклад в ядерный спин, равный плюс или минус 1/2, что обеспечивает ядру общий магнитный спин, равный единице. Считается, что первоначальным источником азота-14 и азота-15 во Вселенной является звездный нуклеосинтез, в ходе которого они образуются как часть CNO-цикла. Азот-14 является источником природного радиоактивного углерода-14. Определенные виды космического излучения вызывают ядерную реакцию с азотом-14 в верхних слоях атмосферы Земли, в результате чего образуется углерод-14, который распадается обратно в азот-14 с периодом полураспада в 5700 лет.
Nitrogen 14 is one of two stable (non radioactive) isotopes of the chemical element nitrogen, which makes about 99.636% of natural nitrogen. Nitrogen 14 is one of the very few stable nuclides with both an odd number of protons and of neutrons (seven each) and is the only one to make up a majority of its element. Each proton or neutron contributes a nuclear spin of plus or minus spin 1/2, giving the nucleus a total magnetic spin of one. The original source of nitrogen 14 and nitrogen 15 in the Universe is believed to be stellar nucleosynthesis, where they are produced as part of the CNO cycle. Nitrogen 14 is the source of naturally occurring, radioactive, carbon 14. Some kinds of cosmic radiation cause a nuclear reaction with nitrogen 14 in the upper atmosphere of the Earth, creating carbon 14, which decays back to nitrogen 14 with a half life of 5700.
Азот-15
Азот-15 — редкий стабильный изотоп азота. Два источника азота-15 — позитронный распад кислорода-15 и бета-распад углерода-15. Азот-15 обладает одним из самых низких сечений захвата тепловых нейтронов среди всех изотопов. Азот-15 часто используется в ЯМР-спектроскопии (ЯМР-спектроскопия азота-15). В отличие от более распространенного азота-14, который имеет целое ядерное спиновое число и, следовательно, квадрупольный момент, азот-15 имеет полуцелое ядерное спиновое число, равное половине, что дает преимущества для ЯМР, такие как меньшая ширина линии. Трассировка азотом-15 — это метод, используемый для изучения круговорота азота.
Nitrogen 15 is a rare stable isotope of nitrogen. Two sources of nitrogen 15 are the positron emission of oxygen 15 and the beta decay of carbon 15. Nitrogen 15 presents one of the lowest thermal neutron capture cross sections of all isotopes. Nitrogen 15 is frequently used in NMR (Nitrogen 15 NMR spectroscopy). Unlike the more abundant nitrogen 14, which has an integer nuclear spin and thus a quadrupole moment, 15N has a fractional nuclear spin of one half, which offers advantages for NMR such as narrower line width. Nitrogen 15 tracing is a technique used to study the nitrogen cycle.
Азот-16
Радиоизотоп 16N является доминирующим радионуклидом в теплоносителе реакторов с водой под давлением или кипящих реакторов во время нормальной эксплуатации. Он образуется из 16O (в воде) в результате (n,p)-реакции, при которой атом 16O захватывает нейтрон и испускает протон. Он имеет короткий период полураспада, около 7,1 с. В связи с этим, доступ к трубопроводам первого контура теплоносителя реактора с водой под давлением должен быть ограничен при работающей мощности реактора. Он служит чувствительным и немедленным индикатором утечек из первого контура теплоносителя во второй паровой контур и является основным способом обнаружения таких утечек.
The radioisotope 16N is the dominant radionuclide in the coolant of pressurised water reactors or boiling water reactors during normal operation. It is produced from 16O (in water) via an (n,p) reaction, in which the 16O atom captures a neutron and expels a proton. It has a short half life of about 7.1 s, Because of this, access to the primary coolant piping in a pressurised water reactor must be restricted during reactor power operation. It is a sensitive and immediate indicator of leaks from the primary coolant system to the secondary steam cycle and is the primary means of detection for such leaks.