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最新研究表明:自然界铀同位素比例并不恒定

2007.10.25
虽然有过质疑,但长期以来,科学家认为两种常见的铀同位素——U235和U238在地球矿物质中的比例是不变的。最近,美国科学家利用先进设备进行的一项高精度研究,找到了这两种同位素比例会发生显著变化的确凿证据。他们会在即将召开的美国地质学会年会上公布这一结果。
 
进行该项研究的美国伊利诺伊大学的Charles J. Bopp表示,“新的测量也为自然界中的核场漂移(nuclear field shift)提供了首个证据。”不过,铀同位素比例发生变化的原因目前还不清楚。
 
地球矿床中有两种形式的铀矿,一种是岩浆岩型的,它由热液作用形成,另一种是沉积(砂岩)型的,它是铀在地下水中发生化学变化而成。1976年,George Cowan和Hans Adler对世界各地的铀矿形成的六氟化铀气体进行了质谱分析,结果发现,其中U-235和U-238的比例有轻微的偏移。源自岩浆型矿石的气体中,U-235的比例较高,而源自沉积型的U-235比例较低。不过,当时的实验误差比得出的同位素偏差还要大,因此可信度不高。
 
在最新的研究中,伊利诺伊大学地球化学实验室的Craig Lundstrom教授和Bopp利用“多接收电感耦合等离子体质谱仪”(MC-ICPMS),以更高的精度对3块砂岩型和3块岩浆岩型铀矿进行了多次重复实验,得到了铀同位素比例变化的相同结论。
 
Bopp表示,“重复实验表明,砂岩型铀矿中U-235比例比岩浆岩型大约低1/mil,这是一个相当巨大的差异。”
 
研究人员认为,这种铀U-235同位素的贫化很可能是地球核场漂移作用的结果。不过,其中的具体机制还不清楚。Bopp表示,只有对单一地点铀矿的更加深入研究,才可能弄清楚U-235减少是由生物过程还是非生物过程引起的。
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