放射性碳同位素在土壤碳循环中的应用解析
$9 地理科学进展 !" 卷易于损失表层碳 ! 然而 " 干扰土壤中表层之下的土壤#$% 值却很高 " 表明在这些层中累积的碳较多 ! 自然草地中 " 表层根系丰富 "在表层以下至"&’( 根系大量减少 ! 在耕作土壤中 "根系大部分分布在层 "* 层几乎无肉眼可见的根分布 ! 所以浅根至深根的转换把碳输入到土壤的不同深度 ! 采伐迹地中"&’( 以下 #$% 值的明显增加可能是富含 #$% 值的死树根的分解而造成 " 也可能是由于表层年轻碳以溶解碳形式渗入到下层 ! 利用 # 活动态 $ 土壤有机质 #$ % 年龄的测定 "+,-./!0推算出自然土壤表层碳的周转非常快 " 自然草地为 12$ 年 " 森林土壤小于 !& 年 %土壤表层有机质的快速周转表明表层土壤对土地利用变化和气候变化等干扰的响应较敏感! 34’5678/"90则从相反的角度 " 研究了造林后土壤中有机质的周转变化 ! 他利用美国南部一个 $& 年的森林试验地 " 该地从 #:;1 年开始在农田中造林 " 在不同时间段采用相同的方法在相同位置取样 "分析时间序列上土壤有机质周转的变化 ! 森林凋落物的 !#$% 值在大气 #$% 达到极值的一年后 &#:<; 年’ 达到 =1&&! " 到 #::& 年 " 其 !#$% 值小于 ="&&! " 滞后于大气 #$%>! 的下降 " 这是由于凋落物中吸收了一些 #$% 含量较高的难分解的腐殖质 % 矿质土壤虽然 #$% 值变化平稳 "但在大气 !#$% 值达到极值后 " 其 !#$% 值都有所上升 " 到 #:1! 年 "
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放射性同位素应用与发展
放射性同位素应用与发展 一百年前天然放射性的发现，引起了人类对宇宙认识和知识更新的一场伟大变革。正是由于这场科学思想上的革命，在经历了半个世纪的探索和奋斗后，终于打开了核能的巨大宝库。当今全世界有４３７座核电站在运行，另有３０座核电站在建造，核电已占世界总发电量的１７％。 放射性元素及放射性同位素的应用业已遍及医学、工业、农业和科学研究等各个领域。在很多应用场合，放射性同位素至今尚无代用品；在很多其它应用场合，它要比现有可替代的技术或流程更有效、更便宜。目前，世界上总共有３２个国家拥有核电。与此相比，放射性同位素几乎已在全球所有国家使用。其中有５０个国家拥有进行同位素生产或分离的设施。其中一些国家的同位素生产部门已成为经济活动中一个相当重要的组成部分。 放射性同位素（以下简称同位素）主要由研究反应堆和回旋加速器生产。同位素生产设施还包括了核动力厂、同位素分离装置和非专门从事同位素生产的普通加速器。 全球有将近３００台放射性同位素生产装置或设备。重要的同位素生产设施大约只有５０个国家拥有。大量共享的生产设施属于经济合作和发展组织（ＯＥＣＤ）。此外，主要的同位素生产国家还有中国、印度、俄罗斯和南非。 正在运行的研究堆在全世界有３００个，但只有将近１００个堆用作同位素生产（占运行时间的５％或更多一些）。其中包括６个高通量堆，主要生产６０Ｃｏ和２５２Ｃｆ。俄罗斯的２个快中子堆生产８９Ｓｒ。大多数同位素由研究堆生产，主要有９９Ｍｏ、６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ和１３１Ｉ等。亚洲正在建造或计划建造新的研究堆，同位素生产能力期望会迅速增加。而欧洲和北美，现有的反应堆在老化，一旦关闭，还没有计划用新的装置来取代他们。目前有几个核电厂，如加拿大、阿根廷的压管式重水堆和俄国的ＲＢＭＫＳ堆正在生产６０Ｃｏ。另一些国家包括法国、俄国、英国和美国在用一些研究堆生产民用氚。 全世界有１８０多台加速器在生产放射性同位素。其中约有５０台回旋加速器致力于放射性药物生产。他们生产的主要同位素是２０１Ｔｌ以及少量的１２３Ｉ、６７Ｇａ和１１１Ｉｎ。还有大约１２５台回旋加速器致力于ＰＥＴ工作。由于这类应用正在扩展，全球估计每年要建造２５台。由ＰＥＴ回旋加速器生产的主要同位素有１８Ｆ、１１Ｃ、１３Ｎ和１５Ｏ。此外，还有一些非专门从事同位素生产的普通加速器。 同位素分离设施包括工厂，车间和热室。在这里放射性同位素从裂变产物或放射性废料中提取出来。４家具有工业规模的设施（在比利时、加拿大、荷兰和南非运行）和几个小的车间（在阿根廷、澳大利亚、挪威、俄罗斯和中国运行）正在从事由裂变产物中提取９９Ｍｏ。 另一些设施（包括热室）正在生产１３７Ｃｓ和８５Ｋｒ。这些设施的大多数在印度、俄罗斯和美国运行。大约１０个热室（在法国、德国、俄罗斯、英国和美国）采用很成熟的流程，从乏燃料中分离出超铀元素和α发射体。 在科学研究中，同位素的应用已深入到了生物医学、遗传工程、材料科学和地球科学。医学应用在同位素诸多有益应用领域里最为活跃。广泛而又多样的工业应用覆盖了众多的工业部门。辐射育种、昆虫不育和食品保藏等技术促进了农业的可持续发展。另一些应用还包括环境污染的监测与去除以及正在扩大的安全检查体系等。
放射性同位素C
放射性同位素C 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C 和放射性同位素14C，14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。一、14C测年法自然界中的14C 是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。碳-14不仅存在于大气中，随着生物体的吸收代谢，经过食物链进入活的动物或人体等一切生物体中。由于碳-14一面在生成，一面又以一定的速率在衰变，致使碳-14在自然界中（包括一切生物体内）的含量与稳定同位素碳-12的含量的相对比值基本保持不变。当生物体死亡后，新陈代谢停止，由于碳-14的不断衰变减少，因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。通过对生物体出土化石中碳-14和碳-12含量的测定，就可以准确算出生物体死亡（即生存）的年代。例如某一生物体出土化石，经测定含碳量为M克（或碳-12的质量），按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出，生物体活着时，体内碳-14的质量应为 m克。但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一，根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了，即已死亡了一万七千二百九十年了。美国放射化学家W．F．利比因发明了放射性测年代的方法，为考古学做出了杰出贡献而荣获1960年诺贝
尔化学奖。由于碳-14含量极低，而且半衰期很长，所以用碳-14只能准确测出5～6万年以内的出土文物，对于年代更久远的出土文物，如生活在五十万年以前的周口店北京猿人，利用碳-14测年法是无法测定出来的。二、碳-14标记化合物的应用碳-14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中它的稳定同位素碳-12，并以碳-14作为标记的放射性标记化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质，不同的只是它们带有放射性，可以利用放射性探测技术来追踪。自 20世纪 40年代，就开始了碳-14标记化合物的研制、生产和应用。由于碳是构成有机物三大重要元素之一，碳-14半衰期长，β期线能量较低，空气中最大射程 22cm，属于低毒核素，所以碳-14标记化合物产品应用范围广。至80年代，国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物，包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等，品种已达近千种，约占所有放射性标记化合物的一半。以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究。用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。应用这种技术只要取很少量的体液（血液或尿液）在化验室分析后，即可进行疾病诊断。由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强，灵敏度高，准确性和精密性好，许多疾病就可能在早期发现，为有
《放射性同位素——核辐射的主角》阅读附答案
《放射性同位素——核辐射的主角》阅读附答案 阅读短文，回答问题。 放射性同位素——核辐射的主角 ①同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子。由于质子数相同，所以它们的核电荷和核外电子数都是相同的，并具有相同核外电子排布。由于最外层电子数相同，因此原子核的某些物理性质也有所不同，例如放射性，并不是所以同位素都具有放射性，有放射性的同位素称为“放射性同位素”，没有放射性的则成为“稳定同位素”。大多数的天然元素都是由几种同位素组成，目前已知的稳定同位素约300多种，而放射性同位素竟达1500种以上。 ②一般来说，原子质量很大金属，像鈈、铀、镭等，都具有较强的放射性，在化学元素周期表中，锕系元素和镧系元素以及铀元素全部带有放射性。另外某些原子质量小的同位素也带有放射性，如碳14、钴60。 ③放射性同位素的原子核很不稳定，全不间断地，自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“衰变”，放射性同位素在进行衰变的时候，可放射α射线、β射线、γ射线对人体危害不大，而γ射线对人体有较大的伤害，会诱发人体基因突变。 ④放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期。换言之，半衰期是指某个样品中一半的原子核发生衰变所需的时间，不同放射性同位素的半衰期差异很大，短的只有几天、几个小时、几分钟，甚至不到1秒钟，长的却达几千年、几万年，甚至是几亿年，几十亿年，例如，日本“3.11”地震及海啸引发的核辐射中的碘131的半衰期约为8天，铯137为30年，鈈239为24000年，铀238则为44.7亿年。半衰期越短，其原子越不稳定。 ⑤经过连接的几个半衰期后，放射性同位素的活度会因衰变而减至初始活度的1/2、1/4、1/8，等等。这意味着我们可以预测任何时候的剩余活度。随着放射性同位素数量的减少，所发出的辐射也相应的减少。 ⑥放射性同位素释放的放射性能够破坏活的细胞，对人体造成巨大的伤害，但在医疗上，可以用来杀菌消灭微生物，并且可以用来杀灭癌细胞等。放射线也具有很强的贯穿能力，它可以用来观察固体内部的目标，就像x射线那样用于病灶的检查。在工业上，放射性也很多应用，例如用β射线来测量纸的厚度，用γ射线照片来检查机器内部结构等。 ⑦当然，如果应用不当，核辐射也会造成难以估计的损失。 （选自《中学科技》2011年第5期，有删改） 1.选文说明了哪几个方面的问题？请用简洁的语言概括。 2.选文主要运用了哪几种说明方法？请选择一种举例说明其作用。 3.第一段画线句中的“大多数”“目前”两个词语是否可以删去？为什么？ 4.下面表述和推断与原文意思相符的一项是（） A.人体基因突变是受放射性同位素进行衰变时放射出的γ射线影响造成的。 B.原子质量大和原子质量小的金属都可能带有放射性，一般来说原子量大的金属放射性更强。 C.医学上，可以用放射性同位素释放的放射线来杀灭癌细胞，但不会对人体
放射性同位素
示踪技术 示踪方法是引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法。例如在肥料中掺入少量的放射性磷-32（半衰期为14.28天，发射1.7兆电子伏的β粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其在植物中的位置，就能得到磷的摄入率和累积率的准确资料。同样，给人体注射无害的放射性钠-24（半衰期15.03小时）溶液，可以进行人体血液循环的示踪实验。为了医学诊断的目的，希望引入足够的放射性物质以便提供所需要的数据，但是放射性物质不能达到有害于人体的程度。 再如，监视掺合了放射性同位素流体的行踪可以确定许多种物质的流速，如人体中的血液，输油管中的石油或排入江河中的污水等。利用示踪技术还可以对生物体内的农药形式进行分析，研究农药施用后发生的变化及其在生态系统中运动的规律。 有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能--在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的。 利用示踪剂二氧化碳-14还可以研究有关植物呼吸的详细情况。例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等此外，由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体内是怎么样运动、转移的？又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的？这些“仓库”包括果实（像稻米、小麦）、茎（像土豆）、根块（像甘薯）等。所有这些自然界的巧妙安排和行为，也都是在利用示踪剂--二氧化碳-14进行研究之后才得以解释清楚。目前，除了碳-14以外，还可配合使用其它的放射性同位素，如磷-32、氢-3等作示踪剂，从而使一些研究工作能够做得更加细致周密。 还有一些工作，如除草剂的研究、家畜或鸡饲料中养分的传送方式的研究以及各种昆虫的生态方面的研究等等，都离不开使用示踪剂的方法。正是因为有了示踪剂技术，才为各种精密的研究开辟了新的道路，促进了各方面研究工作的开展。 中子活化分析 活化分析是一种揭示微量杂质的存在及其数量的分析方法。用中子（如反应堆中子）辐照可能含有某种痕量元素的材料样品，不同的原子核吃掉慢中子后产生的放射性同位素会进行完全不同的核衰变，通过测量其发射的β或γ射线的特有能量和强度，就能得到有关杂质的含量。即使是肉眼看不见的像尘埃那么大小的物料，只要放到反应堆里照射一下，就能定量地测定出其中所包含的许多种微量元素。 这种测定方法用途广泛。例如，调查直升飞机喷洒农药的分散效果。农药散布到稻田以后，从各个不同部位采集稻秧，放到反应堆中照射，经过活化分析，便可测出微量农药的放射性。从而可以知道每颗稻秧上粘附的农药量。根据这些测定数据可以绘制出农药散布量的分布图。 为了调查由工厂排出的煤烟或废水引起的公害，也常常离不开使用活化分析。例如，对大气中的微量尘埃取样，进行活化分析，就能获得很多有关大气的情报。如尘埃中含有哪些元素？每种元素的含量是多少。也可以查清城市废物焚烧炉、各种锅炉、钢铁厂的冶炼电炉等不同污染源与环境污染的关系等等。另外，活化分析也可以研究煤烟或废水是如何扩散的？ 活化分析技术应用于侦破化学，也是很有成效的。通常，刚打过手枪的罪犯，在衣服袖口和前胸等部位总是附着一些硝烟痕迹。从嫌疑犯的衣服上剪下一小片，放到反应堆中接受照射，进行活化分析。于是，硝烟中的各种微量元素，比如锑、钡等等便可以清清楚楚地显示出来。然后，把这些数据与被害者身上测到的数据进行对照，就能弄清两者是否相同。从而可以拿出罪犯料想不到的铁证。 此外，对于罪犯留在作案现场的毛发，也常常要透过活化分析来进行调查研究。比如，某小汽车后面的行李箱内所发现的头发是不是被害者的，便可透过活化分析来判断。在这里不必
农业生态系统碳循环研究2013
农业生态系统碳循环研究 摘要：在人们对温室效应理解不断加深的同时，全球碳循环的研究也随着技术的进步不断深入。与人类生产生活关系最密切的是陆地生态系统碳循环研究，而农业生态系统碳循环研究是其中最为重要的一部分。经过国内外研究者的努力，已对农业生态系统碳源/汇效益、碳循环影响因素、模拟模型、碳通量及农业生态系统对全球变暖的响应等诸多研究内容取得极为重要的成果。但在一些问题上尚存在不小争议，对一些过程尚不能清楚认识，对一些因素尚不能准确联系。 关键词：农业生态系统；碳循环；低碳农业； 近百年来，全球变暖已成为不争事实，温度的上升对整个地球环境和人类生产生活产生了巨大的影响，产生了一系列严重的和不可逆转的后果：草原和荒漠面积增加，森林面积减少；热带扩展，副热带、暖热带和寒带缩小，寒温带略有增加；农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等受到影响；加剧了目前日趋紧张的水资源问题；改变了区域降水、蒸发分布状况；引发环境问题，增加了对人类及其生存环境的压力[1]。 随着全球气候变化研究的不断深入，对全球气候变暖形成原因的理解也产生了一些分歧：一部分人认为人类改造自然的活动是全球气候变暖的主要原因；另一部分人认为全球气候变暖是气候周期性变化的结果，太阳活动和火山活动是变化的主要原因，而人类活动不是决定性原因。但不论全球气候变暖的主要原因是什么，人类活动对整个地球系统产生的巨大影响不容忽视，人类活动排放出以CO2为主的温室气体引起了全球碳循环的变化，而这一变化又进一步影响到全球气候的变化，产生不利于人类生存及发展的变化。碳循环研究在此种局势下显示出极为重要的意义。 根据Falkowski研究结果表明，陆地生态系统蓄积了总量大约为2 000 Gt(1Gt=1×1015g)的碳[2]。尽管相较于岩石圈＞60 000 000Gt和海洋38 400Gt的碳量，陆地生态系统蓄积的碳量十分微弱，但是人类主要的生产生活空间位于陆地上，人类的行为最直接的影响陆地生态系统，且产生的影响最大，使得这部分碳储量的变化体现出非同一般的可变性和极为显著的重要性。土壤碳库是温室气体重要的释放源，也是重要的吸收汇[3]。正因为人类活动的强烈影响，可以说全球碳循环中最大不确定性主要来自陆地生态系统。陆地生态系统碳循环过程可以解释为：植物通过光合作用将大气中的CO2吸收存于植物体内，形成有机化合物并固定起来，而后一部分有机物在植物的呼吸作用和土壤及枯枝落叶层中有机质腐烂过程中返回大气。这样的一个循环过程就形成了大气-陆地植被-土壤-大气整个陆地生态系统的碳循环[4]。 在人类活动中，农业生产对陆地生态系统起了巨大的影响，农业生产不仅改变了原有的土地利用方式，改变了原有植被种类，甚至改变了土壤类型，并因这些改变对原有碳循环产生了极为重要的影响。1850-1990年期间，土地利用变化造成的CO2排放量约为124Gt，而其中贡献最大的是农业的扩张。在农业活动中，耕地所造成的总净通量约占68％，牧草占13％，迁移农业占4％。人类活动已经强烈改变了原有的全球碳循环模式[5]。 1. 农业生态系统碳源？碳汇？ 农业生态系统是碳汇还是碳源，这是首先需要回答的问题。 农业生态既可以是碳汇，也可以是碳源。农业碳排放主要源于农业废弃物、肠道发酵、粪便管理、农业能源利用、稻田以及生物燃烧。而农业生态系统的碳主要固定在作物和土壤中。农田生态系统中，农田管理措施、土壤性质是影响土壤有机碳固定、转化及释放的主要因素，同时还受土地利用方式、植物品种、气候变化等多种因素影响[3]。不同的农业生态系统因自身特点呈现出不同的碳通量，同一农业系统因管理方式或利用方式不同，甚至可以
同位素、放射性和放射性同位素
同位素、放射性和放射性同位素 同位素和放射性同位素 同位素：如果两个原子质子数目相同，但中子数目不同，则他们仍有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素，所以两者就叫同位素。有放射性（物质自发放射射线的性质称为放射性）的同位素称为“放射性同位素”,没有放射性的则称为“放射性同位素”，并不是所有同位素都具有放射性。由于质子数相同，所以它们的核电荷和核外电子数都是相同的（质子数=核电荷数=核外电子数），并具有相同电子层结构。因此，同位素的化学性质是相同的，但由于它们的中子数不同，这就造成了各原子质量会有所不同，涉及原子核的某些物理性质（如放射性等），也有所不同。一般来说，质子数为偶数的元素，可有较多的稳定同位素，而且通常不少于3个，而质子数为奇数的元素，一般只有一个稳定核素，其稳定同位素从不会多于两个，这是由核子的结合能所决定的。 放射性同位素是一个原子核不稳定的原子，每个原子也有很多同位素，每组同位素的原子序虽然是相同，但却有不同的原子量，如果这原子是有放射性的话，它会被称为物理放射性核种或放射性同位素。放射性同位素会进行放射性衰变，从而放射出伽玛射线，和次原子粒子。放射性同位素（radioisotope）是不稳定的，它会“变”。放射性同位
素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“核衰变”。放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α射线、β射线、γ射线和电子俘获等，但是放射性同位素在进行核衰变的时候并不一定能同时放射出这几种射线。核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处状态的影响，只和时间有关。放射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰期”来表示。放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。半衰期（half-life）即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始值一半时所需要的时间。以下列出各种放射性元素及其半衰期。 碘131，半衰期8天。 铯134，半衰期2年；铯137，半衰期30年。 钌103，半衰期39天；钌106，半衰期约1年。 锶90，半衰期30年。 钸239，半衰期24,100年。 铀234，半衰期24.7万年；铀235，半衰期710万年；铀238，半衰期45亿年。（铀拥有12种人工同位素(铀-226~铀-240)） 备注（备注部分为博主的理解，供参考）：
放射性同位素在能源
放射性同位素在能源，农业，医疗，考古的作用 在元素周期表中，一个元素占据一个位置。后来，科学家又进一步发现，同一位元素的原子并不完全一样，有的原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变，有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的原子。我们把这些处于同一位的元素但有不同性质的原子称为同位素。同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素。放射性同位素具有以下三个特性： 第一，能放出各种不同的射线。有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线。还有中子射线。其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷。 第二，放出的射线由不同原子核本身决定。例如钴－60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴－60最终变成了稳定的镍－60。 第三，具有一定的寿命。人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期。例如钴－60的半衰期大约是5年。 放射性同位素有三个主要来源——加速器中带电粒子的产物，反应堆中的中子轰击产物和分离出的裂变产物。使用放射性同位素的主要优点是可以通过测定它们发射的粒子和鉴定其特有的半衰期和辐射性质，探测它们的存在。放射性同位素在能源、工业、农业、医疗、环境、考古等诸多方面都有着广泛的应用。 示踪技术 示踪方法是引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法。例如在肥料中掺入少量的放射性磷-32（半衰期为14.28天，发射1.7兆电子伏的β粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。用探测或照相胶片测量辐射随时间的变化及其在植物中的位置，就能得到磷的摄入率和累积率的准确资料。同样，给人体注射无害的放射性钠-24（半衰期15.03小时）溶液，可以进行人体血液循环的示踪实验。为了医学诊断的目的，希望引入足够的放射性物质以便提供所需要的数据，但是放射性物质不能达到有害于人体的程度。 再如，监视掺合了放射性同位素流体的行踪可以确定许多种物质的流速，如人体中的血液，输油管中的石油或排入江河中的污水等。利用示踪技术还可以对生物体内的农药形式进行分析，研究农药施用后发生的变化及其在生态系统中运动的规律。 有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能--在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的。
同位素应用
应用编辑 同位素示踪法在生物化学和分子生物学中的应用 放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用。近几年来，同位素示踪技术在原基础上又有许多新发展，如双标记和多标记技术，稳定性同位素示踪技术，活化分析，电子显微镜技术，同位素技术与其它新技术相结合等。由于这些技术的发展，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传密码、细胞膜受体、RNA-DNA逆转录等，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径。下面仅就同位素示踪技术在生物化学和分子生物学中应用的几个主要方面作一介绍。 物质代谢的研究 体内存在着很多种物质，究竟它们之间是如何转变的，如果在研究中应用适当的同位素标记物作示踪剂分析这些物质中同位素含量的变化，就可以知道它们之间相互转变的关系，还能分辩出谁是前身物，谁是产物，分析同位素示踪剂存在于物质分子的哪些原子上，可以进一步推断各种物质之间的转变机制。为了研究胆固醇的生物合成及其代谢，采用标记前身物的方法，揭示了胆固醇的生成途径和步骤，实验证明，凡是能在体内转变为乙酰辅酶A的化合物，都可以作为生成胆固醇的原料，从乙酸到胆固醇的全部生物合成过程，至少包括36步化学反应，在鲨烯与胆固醇之间，就有二十个中间物，胆固醇的生物合成途径可简化为:乙酸→甲基二羟戊酸→胆固醇又如在研究肝脏胆固醇的来源时，用放射性同位素标记物3H－胆固醇作静脉注射的示踪实验说明，放射性大部分进入肝脏，再出现在粪中，且甲状腺素能加速这个过程，从而可说明肝脏是处理血浆胆固醇的主要器官，甲状腺能降低血中胆固醇含量的机理，在于它对血浆胆固醇向肝脏转移过程的加速作用。 物质转化的研究 物质在机体内相互转化的规律是生命活动中重要的本质内容，在过去的物质转化研究中，一般都采用用离体酶学方法，但是离体酶学方法的研究结果，不一定能代表整体情况，同位素示踪技术的应用，使有关物质转化的实验的周期大大缩短，而且在离体、整体、无细胞体系的情况下都可应用，操作简化，测定灵敏度提高，不仅能定性，还可作定量分析。在阐明核糖苷酸向脱氧核糖核苷酸转化的研究中，采用双标记法，对产物作双标记测量或经化学分离后分别测量其放射性。如在鸟嘌呤核苷酸（GMP）的碱基和核糖上分别都标记上14C，在离体系统中使之参入脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP），然后将原标记物和产物（被双标记GMP 掺入的dGMP）分别进行酸水解和层析分离后，测定它们各自的碱基和戊糖的放射性，结果发现它们的两部分的放射性比值基本相等，从而证明了产物dGMP的戊糖就原标记物GMP的戊糖，而没有别的来源，否则产物dGMP的碱基和核糖的比值一定与原标记物GMP的两部分比值有显著差别。这个实验说明戊糖脱氧是在碱基与戊糖不分记的情况下进行的，从而证明了脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸直接转化而来的，并不是核糖核苷酸先分解成核糖与碱基，碱基再重新接上脱氧杭核糖。无细胞的示踪实验可以分析物质在细胞内的转化条件，例如以3H-dTTP为前身物作DNA掺入的示踪实验，按一定的实验设计掺入后，测定产物DNA 的放射性，作为新合成的DNA的检出指标。 动态平衡的研究 阐明生物体内物质处于不断更新的动态平衡之中，是放射性同位素示踪法对生命科学的重大贡献之一，向体内引入适当的同位素标记物，在不同时间测定物质中同位素含量的变化，就能了解该物质在体内的变动情况，定量计算出体内物质的代谢率，计算出物质的更新速度和更新时间等等。机体内的各种物质都在有大小不同的代谢库，代谢库的大小可用同位素稀释法求也。 生物样品中微量物质的分析
放射性同位素在现代考古学中的应用——C14年龄测定法
放射性同位素在现代考古学中的应用 ——１４Ｃ年龄测定法 在现代考古学中，利用放射性同位素的衰变特性能够准确地测定一些古代生物的年龄或年代；１４Ｃ年龄测定法已是确定大约几万年内事件的主要依据了． 本文试就１４Ｃ年龄测定法的原理和测定方法作简单的介绍． 一、１４Ｃ年龄测定法的原理 １４Ｃ是普通碳（１２Ｃ）的放射性同位素．由于宇宙射线中的中子与大气中的１４Ｎ可发生以下核反应 ， 故大气中的１４Ｎ不断产生１４Ｃ，而是碳的一种同位素，是不稳定的，具有β－放射性．其衰变方程为 （中微子）， １４Ｃ产生后又不断衰变，其半衰期为5730年．这两种过程，即１４Ｃ的形成和衰变过程，经过相当长的时间后在大气中形成１４Ｃ的动态平衡，使１４Ｃ在大气中的所含成份为恒量．产生的１４Ｃ很快与氧气结合成ＣＯ２．大气中的ＣＯ２中除含有１４Ｃ，也应含有１４Ｃ，并且这两种同位素含量几乎保持不变．大气中ＣＯ２所包含的１４Ｃ对１４Ｃ的比约为1．3×10－１２．活的植物通过光合作用吸收ＣＯ２，使吸收到植物体内的碳既含有１４Ｃ，也含有１２Ｃ，活着的动物吃植物和呼吸作用将１２Ｃ和１４Ｃ摄入体内，这一系列过程的结果是所有活着的生物体内１２Ｃ和１４Ｃ的含量保持着与大气中一样的比例．一旦生物在某一时刻死亡，它就中断了１４Ｃ的摄取，体内１４Ｃ就不会再得到补充，而原有的１４Ｃ由于不断衰变，它的含量逐渐减少，每经过一个半衰期，１４Ｃ就减少一半，年代越久，残骸中１４Ｃ就越少．因此，通过测定这些残骸中的１４Ｃ的含量，然后计算出过去这些１４Ｃ何时与现代生物体中的１４Ｃ含量相等，就可以确定该生物死亡的年代． 二、怎样确定古生物的年龄 测定时，通常是取一定质量的残骸（碳）样品，根据生物刚死亡时体内１４Ｃ的含量与现在大气中１４Ｃ的含量相等，计算出这些样品在生物刚死亡时１４Ｃ的原子数目Ｎ０，再测定出现在这些样品中１４Ｃ的原子数目Ｎ，由放射性元素的衰变规律可得 Ｎ＝Ｎ０ｅ－λｔ，① 式中λ是衰变常数，ｔ是生物死亡至现在的时间．由①式可求得 ｔ＝（1／λ）ｌｎ （Ｎ０／Ｎ）．② 由②式可知，要求出时间ｔ关键是确定λ和Ｎ． 1．放射性元素的衰变常数与半衰期的关系 放射性元素的原子核有一半发生衰变的时间称为半衰期，用T表示．也就是当ｔ＝Ｔ时，Ｎ＝（Ｎ０／2）．由①式得 （Ｎ０／2）＝Ｎ０ｅ－λΤ， 由此式易得λ和Ｔ的关系式为 λ＝ｌｎ2／Ｔ＝0．693／Ｔ．③ 这就是衰变常数与半衰期的关系． 2．衰变常数λ的物理意义 设ｔ→ｔ＋Δｔ时间间隔Δｔ内，某核素所衰变掉的数目为ΔΝ，由①式可得
放射性同位素法
考古学家确定古木年代的一种方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫作放射性同位素鉴年法． 自然界中的碳主要是12C，也有少量14C，它是高层大气中的原子核在太阳射来的高能粒子流的作用下产生的．14C是具有放射性的碳同位素，能够自发地进行β衰变，变成氮，半衰期为5730年．14C原子不断产生又不断衰变，达到动态平衡，它在大气中的含量是稳定的，大约在1012个碳原子中有一个14C．活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内14C的比例与大气中的相同．植物枯死后，遗体内的14C仍在进行衰变，不断减少，但是不再得到补充．因此，根据放射性强度减小的情况就可以算出植物死亡的时间． 例如，要推断一块古木的年代，可以先把古木加温，制取1g碳的样品，再用粒子计数器进行测量．如果测得样品每分钟衰变的次数正好是现代植物所制样品的一半，表明这块古木经过了14C的一个半衰期，即5730年．如果测得每分钟衰变的次数是其他值，也可以根据半衰期计算出古木的年代． 一、碳十四测年法 碳十四测年法又称放射性同位素（碳素）断代法，一般写作14 C 。14 C 断代方法由美国芝加哥大学利比（Libby ）教授于1949 年提出。 1 、碳十四断代法的原理 自然界存在三种碳的同位素：12C （98.9% ）, 13C (1.19%), 14C (10-10%) ，前两者比较稳定，而14C 属低能量的放射性元素。14 C 的产生和衰变处于平衡状态，其半衰期为5730±40 年（现在仍使用5568±30 年）。宇宙射线同地球大气发生作用产生了中子，当热中子击中14 N 发生核反应并与氧作用便产生了地球上的14 C 。在大气环境中新生14 C 很快与氧结合成14 CO2 ，并与原来大气中CO2 混合，参加自然界碳的交换循环。植物通过光合作用吸收大气中的CO2 ，动物又吃植物，因而所有生物都含有14 C 。生物死后，尸体分解将14 C 带进土壤或大气中，大气又与海面接触，其中的CO2 又与海水中溶解的碳酸盐和CO2 进行交换。可见凡是和大气中进行过直接、间接交换的含碳物质都含14 C 。同时14 C 又以5730 年的半衰期衰变减小；加上碳在自然界的循环交换中相当快，使得14 C 在世界各地的水平值基本一致。如果生物体一旦死亡，14 C 得不到补充，其中的14 C 含量就按放射性衰变规律减少，经过5730 年减少为原来的一半。因此可以计算出生物与大气停止交换的年代t ，即推算出生物死亡的年代。所以，一切死亡的生物体中的残存有机物以及未经风化的骨片、贝壳等都可用14 C 来测定年代。 我国考古工作者用放射性同位素鉴年法对马王堆一号汉墓外椁盖板杉木进行测量，结果表明该墓距今2130±95年．通过历史文献考证，该古墓的年代为西汉早期，约在2100年前，两者符合得很好．
浅论放射性同位素示踪技术的应用
浅论放射性同位素示踪技术的应用-----《原子物理》课程论文 这学期通过学习XX老师的《原子物理》课程，我对原子物理其中一个领域—放射性同位素产生了很大的兴趣，这兴趣源于我在高中时期对生物学科中同位素示踪法的学习经历，当时我就感觉这一技术十分奇妙，但不明原理，《原子物理》课程让我认识并理解了物理和生物两大学科之间的这一联系。课堂上老师简明扼要地介绍了一些有关的应用，但是我仍不满足。老师只能作为课程的引路人，为学生指明入门方向，要想横向更加广泛地，纵向更加深入地了解这一课程的某个领域还是要学生在课外多方搜集资料，筛选整合有价值的信息，通过比较和研究，最终形成自己对这一领域的独特而深刻的认识，放射性同位素的应用浩瀚广博，即使仅仅只谈它的示踪技术应用，也远非我这篇小论文可以概述详尽的，所以我也只能用“浅论”这两个字。下面我就对放射性同位素示踪技术的应用进行浅显的介绍和论述。 具体论述前我们首先要明确相关的基本概念，无论结构多么复杂的物理学大厦，它的地基都是由一块块叫做“基本概念”的砖石筑成的。基本概念不明晰，我们就无法理解为什么放射性同位素具有如此广泛而丰富的应用。那么什么是“放射性同位素”呢？科学家发现，元素周期表中同一位元素的原子并不完全一样，有的原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变，有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的原子。我们把这些处于同一位的元素但有不同性质（质子数相同，但中子数不同）的原子称为同位素。同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素。 放射性同位素不断发出射线，它到哪里，人们就可以追踪到哪里，可作为示踪剂使用。示踪剂可以是示踪原子，也可以做成示踪化合物。因为加入示踪剂之后，就像贴上标记一样，所以又称之为标记化合物。人们已经用氚、碳-14、磷-32、硫-35、碘-125等许多核素合成了许许多多标记化合物。用放射性同位素示踪技术（以下简称示踪技术）作检测，具有灵敏度高、方法简便、干扰少、准确性好等优点，因此，在工农业生产、医疗、环保、国防和科学研究等许多领域有着十分广泛的应用，并且这种应用还在迅速扩展。 （一）示踪技术在生物学领域的应用 高中时期我们就曾经学过同位素示踪法在生物学科的应用，即用示踪元素标记的化合物，可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。它可用于研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。有关光合作用的基本产物的知识，也是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素。此外，有些植物具有非常巧妙的机能——在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用。这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的。利用示踪剂二氧化碳-14还可以研究有关植物呼吸的详细情况。例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等等。 （二）示踪技术在工业生产领域的应用 放射性示踪剂在工业生产中有着广泛的应用。石油蕴藏在地下，油层非均匀性质很严重，油水分布复杂。搞清地下油水分布的情况，对提高采油率有着十分重要的意义。如果用氚或碘-125、硫-35作示踪剂，注入油井中，打一些监测井进行监测，就可以知道地下油水的分布情况。再如，不同公司生产的石油往往共用一条输油管道，要想把哪个公司输送过来的石油分辨得一清二楚，也可找示踪剂来帮忙。例如在甲公司的石油中加入放射性碘做示踪剂，在乙公司的石油中加入放射性硫做示踪剂，当接收站测到放射性碘示踪剂信号时，就知道甲公司的石油过来了，就会自动打开甲公司的贮油槽。当测到放射性硫示踪剂信号时，就知道是乙公司的石油过来了，就会打开乙公司的贮油槽，保证不会认错货。 （三）示踪技术在科学研究领域的应用 用氚标记示踪剂可以帮助水利学家们研究江河中泥沙是怎么淤积的。利用氯-36示踪剂可以帮助人们了解地下水运动走向和渗透率的大小。利用碳-14示踪剂可以研究大洋水流的循环模式和全球气候变暖的原因，等等。磷-32、硫-35、碘-125、碳-14或氚作示踪剂，可以帮助医生从分子水平研究神经系统、内分泌系统疾病的机制，进行药物代谢，基因工程等研究。用磷-32或硫-35标记的核苷酸，可用于DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）分子序的测定。 （四）示踪技术在医学领域的应用 通过查阅相关医学文献，我发现在医学研究中，经常需要了解某种物质在机体内的分布情况和代谢规律，包括药物、抗体、细胞膜受体，基因片段以及蛋白质等各种分子。如何能够较为方便地在活体动物或人体条件下了解这些情况呢？示踪技术是一种较为常用的方法。随着放射性标记药物的品种不断增加，在体外探测体内放射性分布的设备不断进步，示踪技术应用越来越广泛。最早，我们为了解甲状腺的功能，给病人口服放射性碘，然后测定甲状腺部位的放射性高低，定量显示甲状腺的摄碘功能，这一方法沿用至今，对于甲状腺整体和甲状腺肿块局部功能的评价，用数字或图像的方式很容易获得。还可以用于
同位素在日常生活中的应用
同位素在日常生活中的应用自二十世纪初，英国科学家索迪提出同位素的概念到现在已有一百年历史了。这些年来，随着科学技术水平的不断提高，科学工作者对同位素的研究和应用取得了令人瞩目的成就。到目前为止，在已发现的一百多种元素中，稳定同位素约有三百多种，而放射性同位素达到一千五百多种，同位素技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。由于很少量的放射性物质很容易被检测出，所以，放射性同位素应用地更广泛一些。同位素的应用主要有以下几个方面：医学上，利用放射性同位素原子示踪，对甲状腺、肝、肾、脑、心脏、胰脏等脏器进行扫描，来诊断肿瘤等疾病。例如：人体内的甲状腺将人体吸收的碘绝大部分集中起来制成甲状腺素，以调节人体中的脂肪、蛋白质和碳水化合物的新陈代谢，正常的甲状腺吸收的碘量是一定的，如果甲状腺功能强，吸收碘的能力就强，如果甲状腺功能弱，吸收碘的能力就弱。所以，口服 Na131I ，一定时间后，观察131I 聚集情况，根据131I 吸收的快慢和多少，与正常值比较便可判断它的功能状态。此外用131I —马尿酸可测定肾功能，用51Cr 可以测定脾功能，用60Co 可以改善癌症的治疗（即放射疗法）等。 在工业上，利用放射性同位素可以测井探矿、无损探伤、检查管道泄露或管道堵塞等。例如：检验一个部件是否严密，可以先将部件放入一个密闭容器内，然后充入85Kr 气体，再将气体抽出，检查部件内是否有85Kr ，如果部件内没有85Kr ，则说明部件严密。再如：
放射性同位素原子放出α粒子或β粒子的同时，常常伴随γ射线的产生，利用这个性质，可以进行测井探矿。探测时，将放射性同位素系入深井，γ射线射在岩层上被散射后可以进入γ射线探测器里，γ射线的吸收和散射程度，与岩层物质的密度和元素的原子序数有关，密度大，吸收γ射线就多，探测器输出电流强；密度小，吸收γ射线就少，探测器输出电流就弱。通过探测器输出信号的强弱，可推知岩层的位置和厚薄，为煤、石油等的开采提供准确的地下信息。 在地质、考古方面，利用放射性同位素的半衰期，可以确定矿石的年龄，化石的年代。例如：碳的同位素除12C（占98.8%）和13C （占1.11%）外，还有少量的14C ，14C具有放射性，14C经过β衰变后变成14N ，半衰期为5720 年，在大气中，C氧化为CO2（含放射性和非放射性碳）以后，被植物吸收，动物以植物为食物，这样14C 进入动物的组织中，通过14C 的吸收和放射性衰变的自然平衡，活有机体内的14C 和12C 的恒态比与大气中的14C 和12C 的比例达到相等，动植物死亡后，C的吸收停止，放射性碳的含量由于衰变而逐渐减少。在5720年后14C 的含量变为原来的一半。这样通过测定含碳物质如化石等样品中碳的衰变速度，即可确定有机体的死亡时间，即化石的年代。再比如，可以从238U与206Pb的比值来计算岩石的年龄。目前，用这种方法测出的最老的地球岩石年龄大约是3×109年。 在农业上，利用放射性同位素辐射种子，改变其遗传基因，可以选育良种。另外还可用于防治害虫、贮藏食品、合理施肥、农药残留毒素的研究等。
碳同位素分析
二里头遗址出土陶容器内残余物的碳同位素分析 赵春燕赵海涛陈国梁许宏 （北京，王府井大街27号，中国社会科学院考古研究所，100710） 摘要：考古出土陶容器内残余物的分析与鉴别对于探讨古代人类饮食结构、生存状况及周围环境等问题具有特别重要的意义.依据残余物的碳同位素分析可以区分食物的种类，因而碳同位素分析是最重要的方法之一. 对二里头遗址出土的11份陶容器内残余物进行的碳同位素分析结果表明，二里头遗址居民食物中兼具C3类和C4类植物，而且，C4类植物也就是粟的比例可能更高一些。 关键词：二里头遗址，残余物，碳同位素 考古出土陶容器内残物的分析与鉴别对于探讨古代人类饮食结构、生存状况及周围环境等问题具有特别重要的意义。人类在学会制作陶器以后,生活方式发生了质的改变。蒸煮等烹调方式的使用改善了古人类的生活,使得人类对动植物的利用更加充分,吸收更多的营养,身体更加健康。因而,了解古代人类烹饪方式的发生、发展的历史也就是了解人类自身文明发展的历史。一般而言,了解古代人类饮食结构及生存状况所涉及的研究对象主要可以分为两个方面：一是被研究的主体-人类本身，包括对人类骨骼和牙齿遗存的研究；二是人类食用的对象，包括考古遗址中发现的动植物的遗存研究等等。但出土器物中发现的残余物的分析研究，可以帮助考古学家获得更多的不可见的动植物利用信息。 残余物的分析方法比较多, 根据残余物的状态不同相应有不同的方法.其中,碳、氮同位素分析是最重要的方法之一。依据残余物的碳同位素分析可以区分食物的种类。其原理并不复杂: 植物是通过光合作用将空气中的二氧化碳转化为植物组织。到目前为止所发现的光合作用的途径主要三种。一是卡尔文途径。因为它的最初产物是3-磷酸酰甘油酸（3-PGA），这是一种含三个碳原子的化合物，所以又称为C3途径,遵循 C3光合作用途径的一类植物称为C3植物。温和湿润环境下生长的大部分植物都属于C3植物,例如各种乔木、灌木和大部分禾本科的植物。二是哈-斯途径。这种途径的最初产物是含四个碳原子的化合物-草酰乙酸,所以遵循哈-斯光合作用途径的一类植物称为C4植物。 C4植物包括玉米、粟、甘蔗等旱暖开放环境中生长的某些草类。三是少数多汁植物如菠箩、甜菜等所遵循的称为CAM的光合作用途径[1、2]。 自然界的植物因光合作用的途径不同，而导致了最初产物的不同。而不同的最初产物的植物间碳同位素组成是有差别的,可以用δ13C值定量表示。通过对自然界数百种不同科、属、种的植物的研究发现，C3类植物如稻米、小麦、豆类等，其δ13C值范围为 -23‰～-30‰，平均值为-26‰。C4类植物，如玉米、小米、高粱、甘蔗等，δ13C值范围为–8～-14‰，平均值为-11‰。CAM类植物如菠萝、甜菜等，δ13C值范围为–12‰～-23‰，平均值为-17‰。豆科植物可以直接从空气固氮，其δ15N值约为0~1‰；非豆科植物利用土壤中的氮，δ15N 值平均为3~4‰。这些研究结果给后来的研究提供了直接的对比标准。对于出土残余物而言，因炭化过的植物残骸不会再受土壤微生物的影响而改变，一般认为碳氮同位素不会发生分
放射性同位素的发现(摘录)
放射性同位素的发现(摘录) 1932年，科学家用天然放射性元素发出的a粒子轰击铍核，得到了中子后，进一步激发了人们人为的变革原子核的欲望，用a粒子作炮弹进行人工核转变的实验，起初得到的只是元素的稳定的同位素。1934年1月，约里奥·居里夫妇用玛丽·居里夫人配制的非常活泼的纯钋剂做实验——在巴黎的镭研究院的实验室里。钋在放射a粒子时跟镭不同，镭放射时伴有γ射线，会影响对a射线所引起的现象的观察，而钋则不出现γ射线。在实验中当他们用a粒子轰击铝板时，的确出现了中子。[1827Al 24He→1530P 01n]。当撤掉钋后，中子消失了，可是还能测到放射性，半衰期为3分钟。于是，他们进一步研究铝核受a粒子轰击后究竟发射了什么质点。在加了磁场的云室中看到一种轻的质点的偏转轨迹，通过测定和分析，是一种质量跟电子相等的带正电荷的质点——正电子。原来是铝核受a粒子轰击后生成的磷的同位素具有放射性，放出正电子后衰变成稳定的硅（1430Si）。放射性同位素的发现表明了放射性元素是可以人工产生的，从而带来了放射性的广泛应用，对人类的意义是非常重要的。约里奥·居里夫妇由于发现了放射性同位素而获得了1935年诺贝尔奖金。约里奥·居里（1900—1958），法国物理学家，从小喜欢钻研自然科学，非常崇敬居里夫妇。1918年考入巴
黎理化学院（居里夫妇发现镭的学院），门门功课第一。不久应召入伍服役，战后又回到巴黎理化学院，一边工作一边在朗之万教授指导下学习，从事物理和化学方面的研究，1925年约里奥当了居里夫人的助手，此时结识了伊雷娜·居里。1930年约里奥从论述放射性元素钋的电化学论文获博士学位。1937年任法国原子能研究所所长，1946年任法国科学研究中心主任，主持法国原子能委员会的领导工作。在当时（战后）法国财力物力较差的条件下开展工作，于1948年12月建成法国第一座反应堆（1960年2月法国成功地爆炸了一颗钚弹）。约里奥·居里是世界著名的和平战士；为反对美国的核垄断，为和平利用原子能、为反对法国生产和发展核武器作出了重大的贡献。重核裂变的发现1934年，约里奥·居里夫妇宣布了用a粒子轰击铝、硼而产生了放射性同位素的实验后，费米（1901—1954、意大利物理学家），决定试用中子产生放射性物质，计划按周期表顺序，从氢开始试验。开头从氢到氧的试验没有成功，到元素氟时得到了放射性同位素。在短短的几个月中他们轰击了63种元素得到了37种放射性同位素，成绩是十分显著的。当试验到当时元素周期表上的最后一个元素原子序数92的铀时，先后得到了几种具有不同放射周期的元素，其中有一种放射性元素当时是不清楚的，凭着经验他们认为可能是92238U俘获中子后变成92239U，然后进行β衰变而成为第93号元素，