分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-11-12
摘要： 利用第二次稳定水同位素比较小组SWING2中的5种大气环流模式(GCM)对比分析蒙古高原降水同位素 大气水线方程、时空变化特征及与温度的关系，并与全球降水同位素观测信息网(GNIP)实测数据进行比较，旨在根据比较结果得出最佳适用于蒙古高原的GCM模型，为缺少实测站点的蒙古高原地区提供详细的降水同位素信息。结果表明：由LMDZ(ECMWF)模拟的当地大气水线方δD=7.783δ18O+3.011更接近于实测结果；5种GCM模式模拟的δ18O与δD都具有显著的季节性变化，其中模拟月均δ18O和δD值效果最好的为LMDZ(free)和LMDZ(ECMWF)；根据纬度效应分析发现，只有CAM2(free)、LMDZ(ECMWF)和MIROC(free)模型能够显示出蒙古高原的纬度效应；从经度上看，LMDZ(ECMWF)和isoGSM(NCEP)模型显示出西段地区(87°~107°E)降水中的δ18O值比东段地区(107°~127°E)降水中的δ18O值大；在温度效应分析中，除了LMDZ(free)呈现出较弱的温度效应，其余模式均呈现出明显的温度效应，并且LMDZ(ECMWF)模式模拟两地降水中的δ18O与温度的相关系数最高，温度效应最强。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2022-06-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用香日德-柴达木河流域的湖水、河水、地下水、井水、雪等不同水体59组样品，室内测试样品2H和18O 值并对其特征进行分析，探讨其影响因素、氘盈余值(d-excess)及河水沿程变化等。结果表明：（1）香日德-柴达木河 流域各水体氢氧同位素特征有差异，水循环过程中18O的富集程度为：湖水＞冰＞地下水＞河水＞井水＞雪，河水 和地下水水力联系紧密，流域各水体中河水和湖水的蒸发作用最强。（2）湖水2H和18O的最大值均在盆地底部的 霍布逊湖，最小值均在上游东支河源冬给措纳湖，表明青藏高原北部湖水2H和18O比南部偏正，存在明显的高程效 应。（3）河水2H和18O之间存在较显著的线性关系2H=4.9318O-29.6（R2=0.97），氢氧同位素组分的富集主要受控于 河流蒸发的影响，河水上游蒸发作用最强，d-excess值偏大的原因可能为海拔高，气温低，空气湿度小。（4）同一位置 冰的氢氧稳定同位素较水贫化，是局部水汽反复蒸发凝结的结果。
分类： 核科学技术 >> 辐射物理与技术 提交时间： 2024-12-29
摘要： 64Cu是一种重要的可实现诊疗一体化的医用同位素，国家八部委联合发布的《医用同位素中长期发展规划(2021-2035年）》明确指出其应用前景广阔。目前我国64Cu制备及生产水平与国际尚存在较大差距。为优化64Cu生产用同位素靶的设计，本文利用FLUKA程序，通过控制变量法，从辐照能量(5-70MeV)、辐照时间(4-72h)、冷却时间(0-390h)以及制备过程中部分相关杂质核素等方面，对使用质子束流轰击68Zn及64Ni靶制备64Cu进行了研究。结果表明，68Zn和64Ni靶较优辐照能量分别为35和15MeV；较优辐照时间均为36h；68Zn靶较优冷却时间为4h，而64Ni靶辐照后需尽快分离纯化；68Zn靶辐照过程中会产生67Cu，与64Cu可形成核素对,而64Ni靶不会；两种靶材辐照后都会产生65Ni、3H及56Mn等杂质核素；综合考虑加速器性能要求、64Cu产额以及放射性原子核纯度等因素，在制备64Cu时64Ni靶优于68Zn靶。相关研究结果为使用质子加速器制备64Cu的同位素靶设计提供了参考。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-04-15
摘要： 活化-燃耗计算是反应堆分析的重要组成部分，需要耦合临界输运程序和点燃耗程序来迭代求解。LightAB（Light Activation and Burnup）是一个新的轻量化的通用活化-燃耗分析程序，可以用来处理活化-燃耗系统。LightAB采用了基于燃耗计算程序ORIGEN-2和ORIGEN-S的燃耗数据库，采用了处理刚性燃耗系统的切比雪夫有理逼近算法（Chebyshev rational approximation method, CRAM）。LightAB支持在衰变模式，定通量模式和定功率模式下的活化-燃耗计算。为了验证LightAB程序的正确性，计算237Np衰变问题和锆（Zr）合金的固定通量辐照问题，与燃耗程序ORIGEN-2.1程序的结果一致。实现了LightAB和RMC程序的耦合并用于计算加压水慢化冷却反应堆压水堆（Pressurized Water Reactor, PWR）栅元燃耗基准题、PWR组件燃耗问题、经合组织/核能机构（OECD/NEA）快堆燃耗基准问题，计算结果与RMC的燃耗计算模块一致。在超钚同位素的辐照生产与RMC对比模拟计算中LightAB展现出良好的应用前景。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为探明新疆南部地区河流绿洲带地表水与地下水δＤ、δ18Ｏ特征，于2016年7、8、11月和2017年7、8月在研究区进行δＤ、δ18Ｏ样品采集。通过对河流绿洲带同一时期不同区域、不同时期同一区域的地表水与地下水δＤ、δ18Ｏ在大气降水线上的分布特征分析发现：无论是同时期不同区域还是不同时期同一区域的地表水与地下水δＤ、δ18Ｏ分布特征相似，分布于研究区冬、夏半年降水数据的交汇区域，并没有体现出取样月份的降水同位素特征，并且δＤ、δ18Ｏ值均处于降水-融雪水-冰川水的δＤ、δ18Ｏ值范围内，体现出其补给源存在多样性、变化性、累积性和滞后性的特点；同时，结合研究区实际情况分析表明，河流绿洲带水体的δＤ、δ18Ｏ特征表现出其受到自然因素和人类活动的双重影响。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 大气水汽氢氧稳定同位素直接反映了水在大气中输送、混合和相变等过程的关键信息，通过蒸发皿实验可以模拟大气水汽氢氧稳定同位素组成，但模拟方法的可靠性仍需要实测资料的验证。于2019年911月在甘肃兰州进行了蒸发皿实验，对逐日大气水汽氢氧稳定同位素进行模拟，同期利用在线大气水汽氢氧稳定同位素分析仪进行实时监测从而对模拟结果的可靠性进行验证。研究发现：（1）利用自然蒸发状态下的Craig-Gordon线性阻力模型和水体同位素质量平衡方法模拟得到的大气水汽中18O与直接测量得到的大气水汽中18O之间表现出较好的一致性，均方根误差为4.5，平均绝对误差为3.2，平均偏差为0.03。（2）大气水汽中18O的模拟残差与相对湿度（R2=0.43）、蒸发剩余比（R2=0.39）和剩余水体同位素值（R2=0.39）都具有一定相关性。（3）模型对相对湿度的敏感性高，在相对湿度较低时模型误差会增大。在实验末期蒸发剩余比偏低和剩余水体同位素富集的情况下，水汽同位素模拟残差相较于实验前期而言更大。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 选取艾比湖流域降水、地表水和地下水为研究对象，结合流域水文地质资料，利用野外调 查、室内试验和统计分析等方法分析了流域不同水体氢氧稳定同位素的时空变化特征。结果表 明：（1）艾比湖流域降水 δ2H 和 δ18O 变化范围分别为-148.2‰~-34.5‰和-20.16‰~1.20‰，流域大 气降水线斜率为 6.69。降水 δ18O 值与气温呈正相关关系，与降水量在夏季表现出显著的负相关关 系。（2）地表水 δ2H 和 δ18O 变化范围为-101.0‰~-17.0‰和-14.54‰~0.29‰，其中 8 月最大，其次为 5 月和 10 月。博尔塔拉河同位素值从上游到下游沿流程逐渐增加，而精河沿流程变化趋势不明显， 河水 δ18O 与气温存在正相关关系。（3）地下水 δ2H 和 δ18O 值的范围分别为-85.0‰~-65.5‰和 -12.18‰~-9.05‰，平均值分别为-75.5‰和-11.00‰。博尔塔拉河区地下水同位素值从上游到下 游沿流程逐渐增加，精河区沿流程变化趋势不明显。艾比湖流域水体稳定同位素的测定，为阐明 流域水文过程提供同位素证据，对变化环境下有效利用水资源，维护流域生态安全具有重要意义。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-07-30 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 氢氧稳定同位素作为示踪剂被广泛用于水文循环过程研究。地表水是水循环的重要组成部分，是区域水汽来源和现代水文过程分析的有效载体。基于新疆第三次科学考察，于2018年8月至2023年8月在昆仑山北坡采集了地表水样本并测量其氢氧稳定同位素数据，同时汇编了区域以往的地表水同位素数据，分析了昆仑山北坡地表水氢氧稳定同位素的空间分布特征。结果表明：（1）昆仑山北坡地表水同位素值呈现出西低东高的空间变化特征，区域地表水线为δ2H=5.98×δ18O-6.86（R2=0.65，n=141）。（2）对比昆仑山北坡地表水和降水氢氧稳定同位素值发现地表水同位素平均值普遍低于加权降水同位素值。（3）昆仑山北坡地表水同位素空间格局受到西风携带的外来水汽和局地再循环水汽共同影响，此外蒸发也会改变区域地表水同位素值。
分类： 物理学 >> 核物理学 提交时间： 2024-06-15
摘要： 离子回旋共振同位素分离（Ion Cyclotron Resonance Isotope Separation, ICR-IS）方法自上世纪提出以来，受到了世界各国研究者和产业界的广泛关注。本文基于国内外研究者公开发表的有关ICR-IS的研究成果，综述了ICR-IS方法的基本原理、装置基本结构、产生显著同位素分离效应需要满足的主要约束条件，以及用于不同种类同位素分离的ICR理论与实验研究进展，进而简要探讨了推动该方法走向实际工程应用仍需深入研究的关键科学问题。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 阿尔泰山横亘于亚欧大陆中部，是中纬度西风带气候研究的重点区域之一。利用阿尔泰山地区4个站点的监测数据，研究了该区域降水氢氧稳定同位素的年内变化特征及大气降水线方程，分析了降水同位素的温度效应，并利用后向轨迹探讨了水汽来源。结果表明：（1）阿尔泰山各站点降水同位素比率在季节上表现为夏高冬低，且南侧站点的季节差异比北侧大，除Novosibirsk外大多数站点的降水氘盈余值为夏低冬高。（2）除Novosibirsk外，研究区大多数站点大气降水线方程的斜率和截距都低于全球平均值。（3）各站点降水同位素存在明显的温度效应，体现在季节变化和空间分布上。（4）后向轨迹表明，研究区受到西风水汽、极地水汽和近源水汽路径的影响，且偏北站点可能受极地水汽路径的影响更大。上述认识有助于明确阿尔泰山不同区域降水同位素时空变化反映的水文气候信息，并为该区域大气水循环及气候变化研究提供参考。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2022-06-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 氢氧稳定同位素是描述水循环过程的天然示踪剂，自来水是重要的生活用水，研究自来水中氢氧稳定同 位素的变化特征有助于示踪城乡居民用水来源，为合理规划水资源调配提供参考。基于新疆352个自来水样品，对 氢氧稳定同位素以及氘盈余（d=2H-818O）的时空分布进行分析。结果表明：（1）新疆自来水水线为2H=7.6718O+ 10.54（R2=0.92），2H月均值的变化范围为-105.57~-37.82，18O的月均值在-14.48~-6.67之间，d 的月均值 在1.89~24.38之间波动。（2）北疆和南疆的氢氧稳定同位素及氘盈余都存在季节变化，并且南疆的季节差异比 北疆大。（3）利用BW模型对新疆自来水中氢氧稳定同位素的空间分布进行模拟，发现南疆氢氧稳定同位素值普遍 高于北疆的同位素值，并且山区同位素值低于盆地的同位素值。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术及资源科学技术其他学科 提交时间： 2021-03-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 土壤碳周转是大气圈、生物圈与岩石圈之间碳迁移转化的重要过程，其微小变化将影响大气CO2浓度，改变植物地上与地下部分碳的动态与分配。目前稳定碳同位素技术广泛应用于不同时间尺度与空间尺度碳素生物地球化学循环研究，但缺乏针对稳定碳同位素技术应用于土壤有机碳研究的概述。本文在对当前利用稳定碳同位素技术研究土壤碳起源、动态变化以及周转等资料整理的基础上，简要总结陆地生态系统植物叶片-凋落物-土壤连续体、叶片-土壤连续体和土壤中稳定碳同位素（δ13C）变化规律。重点介绍了土壤碳素循环的主要影响因素及其适应规律，同时对比13C自然与13C人工标记法的异同，指出利用稳定碳同位素方法研究土壤碳动态过程中应加强的方面和未来的重点研究方向及趋势。明确上述过程及机制可为预测生态系统的源/汇效应奠定基础，加强对陆地生态系统碳循环定量研究，将对土壤碳源/汇潜力的了解和土壤有机碳周转机理的深入了解有所裨益。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-06-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于2012年6-8月的实测水汽同位素数据及相关气象数据，对黑河中游夏季昼夜的同位素基本特征、水汽来源方向及潜在蒸发源地进行了研究。结果表明:空气水汽线斜率白天大于夜晚和水汽过量氖值白天大于夜晚，综合说明白天局地蒸发较夜晚强烈;夏季受西风水汽影响显著。其中，6月主要受西风水汽和北冰洋水汽影响，大8月主要受西风水汽和东南方向水汽影响，且8月受东南方向水汽影响最为明显;水汽运移路径上下垫面地形和气压带移动会影响水汽后向轨迹高度，西北方向上水汽输送通道较顺畅，风速较大，有利于水汽的输送;水汽蒸发源地主要集中在研究区周围及以东、以北部，其次是西北部。绿洲是主要的水汽蒸发源地，其次是城市和河流，白天较夜晚局地蒸发强烈且面积大。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了揭示中亚高山地区大气降水稳定同位素的时空分布特征，开展不同尺度下干旱区水文循环的研究，分析了亚洲中部天山、昆仑山、祁连山地区18个站点的降水氢氧稳定同位素资料。结果表明：天山、昆仑山和祁连山地区降水稳定同位素季节变化较为明显，表现出夏半年高、冬半年低的变化趋势。3个地区降水稳定同位素的空间分布也呈现出显著的季节差异。除昆仑山外，天山和祁连山大气降水线方程的斜率均低于全球大气降水线，说明这些地区的降水受到较强的蒸发影响。研究区各站点降水稳定同位素均呈显著的温度效应，区域内降水量效应不明显。春、夏季昆仑山地区3站点的降水δ18O高程效应较明显，降水δ18O随海拔上升而降低，其余地区没有明显的高程效应。除昆仑山地区西合休外，亚洲高山地区氘盈余(d值)总体表现出冬半年高，夏半年低的变化趋势。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-12-16
摘要： 本文基于那棱格勒河流域63组样品测试结果，分析流域内大气降水、河水、地下水、湖表卤水和晶间卤水的氢氧同位素和氘盈余参数分布特征及主控因素，结果表明：（1）受到蒸发和水汽再循环的双重影响，研究区大气降水δD、δ18O均大于我国平均值，且研究区大气降水线斜率小于全球大气降水线但大于西北干旱区其他流域大气降水线，东亚季风远距离输送是导致研究区8月份大气降水氘盈余偏低的主要因素。（2）研究区河水线斜率小于全球大气降水线，河水氘盈余与δ18O、TDS呈负相关关系，均为河水经历强蒸发作用导致同位素分馏所致，研究区南部山区降雨是河水主要补给来源，高程效应导致不同区段河水δD、δ18O产生差异。（3）不同区段地下水与地表水补给、排泄关系存在差异，加之地下水主要接受山区多源补给，导致地下水线斜率、截距均大于全球大气降水线和当地大气降水线。（4）湖表卤水和晶间卤水均出现“氧漂移”现象，且二者氘盈余参数均小于0，这与蒸发导致氢氧同位素过度分馏密切相关，盐类矿物溶滤作用是致使晶间卤水氘盈余值小于湖表卤水的主要原因。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-07-04 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为研究和田河流域水化学与地下水补给特征，采用SPSS数理统计分析、Piper三线图、Gibbs图解以及氢氧和14C同位素示踪等方法对不同地貌单元中的水体(井水、坑塘水和河水)进行了水化学组成特征、补给来源和转化关系分析。结果表明：(1)各水体主要起源于南部海拔2000 m以上的中高山区冰雪融水和大气降水。从山区到沙漠区，地下水水化学类型具有较明显的分带特征。不同水体pH值均呈弱碱性，离子之间组分和TDS值差异较大，整体呈坑塘水＞井水＞河水规律。少数地下水样点中NO3-含量显著异常。(2)砾质平原区地下水大量接受地表河水的垂向脱节型补给。地下水TDS值小，更新速度快，以水岩溶滤控制作用为主，水化学类型多呈SO4·Cl–Ca·Mg型。(3)细土平原区地下水溶解性总固体(TDS)值变幅大，多为Cl·SO4–Na型。其中，河间地块内，靠近上游地下水接受地表水及邻区侧向径流补给，14C年龄小;中下游地区地下水氢氧同位素“氧漂移”现象普遍。分水岭处地下水14C年龄大，近河岸处年龄小，地下水与河水联系密切。河间地块两侧地下水分别沿东北、西北方向径流，最终排泄于外围沙漠区。研究结果可为和田河流域水资源合理开发利用和生态环境保护提供科学理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 常年受西风影响的阿尔泰山是古气候研究的重点区域之一。为探究将阿尔泰山泥炭植物碳和氧同位素（13Ccell和18Ocell）的现代过程研究直接运用到百年或千年尺度古气候重建中的合理性，在可靠的210Pb、137Cs测年基础上，分析了19622017年哈巴河气象站冷季（10月次年4月）、暖季（59月）以及年尺度上气温、降水量、相对湿度与黑阳坡泥炭13Ccell、18Ocell的相关关系。结果显示：黑阳坡泥炭13Ccell与58月相对湿度显著负相关（r=-0.52，P），18Ocell与11月次年1月降水量显著正相关（r=0.49，P），黑阳坡泥炭13Ccell、18Ocell变化可以看作分别是58月相对湿度和11月次年1月降水量的代用指标。本研究为阿尔泰山泥炭-纤维素同位素记录的古气候解译提供了多年尺度的数据支撑，不仅丰富了我国关于泥炭地同位素现代器测的过程研究，也对研究区利用泥炭纤维素同位素开展长时间尺度上古气候定量化研究具有重要意义。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用喀什河流域山区2017-07—2018-06大气降水同位素数据，以及流域山区温度、降水气象资料，分析了降水中δ18O、δD和氘盈余（d-excess）变化特征，讨论了δ18O与气温、降水量的关系，通过利用HYSPLI模型追踪分析流域山区大气降水的水汽来源。结果表明：（1）流域内降水中δ18O季节变化明显，夏季δ18O同位素富集，冬季δ18O同位素贫化。（2）不同降水类型中δ18O、δD的关系差异明显，夏季δD蒸发分馏大于δ18O、降雨大气降水线斜率及截距较小；冬季δD蒸发分馏明显减弱，降雪大气降水线斜率及截距较大。（3）流域内大气降水同位素存在明显的温度效应，但是降水量效应不显著。（4）流域内大气降水水汽主要来源于大西洋，受水汽远距离输送，途中加入较多二次蒸发水汽的影响，氘盈余值（d-excess）整体上偏大，但是2月氘盈余偏低，与受北极气团源地温度低、空气湿度大、水汽输送路径短影响有关。（5）该流域夏季降水主要来源于西风环流和局地再循环水汽，冬季则受西风环流和北极气团共同影响，大西洋水汽形成的降水占研究区总降水量的68.6%，局地再循环水汽占17.1％，北冰洋水汽形成的降水占研究区总降水量的14.3%。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 水体氢氧稳定同位素是表征水体运移和水分转化的重要指示剂，可为地区水文循环过程的研究提供判断依据。基于稳定同位素技术，分析祁连山南坡不同水体的氢氧同位素组成特征，探讨其影响因素。结果表明：（1）祁连山南坡不同水体的氢氧稳定同位素特征存在差异，降水的稳定同位素值波动范围大于河水、地下水及冰川融水；（2）河水与地下水稳定同位素关系点接近，两者水力联系较强；（3）研究区冰川融水蒸发线方程为y=6.331x+1.756（n=8，R2=0.98），河水蒸发线方程为y=4.467x-11.716（n=75，R2=0.80），地下水蒸发线方程为y=4.889x-7.481（n=19，R2=0.76），各水体氢氧稳定同位素值之间均具有较好的线性关系，河水与地下水补给源关系较复杂；（4）冰川融水、河水与地下水氢氧稳定同位素的环境效应均不显著，而降水则具有较明显的高程效应、纬度效应和大陆效应。
分类： 核科学技术 >> 粒子加速器 提交时间： 2024-03-25
摘要： 光核反应和紧凑型中子源是生产医用同位素的新兴工具，东华理工大学（ECUT）正在建设一种电子加速器驱动的光中子源（ECANS），用于医用同位素生产研究。本文在分析W- 100Mo光中子源的中子产额及99Mo产量的基础上，建立了中子能量调节层和中子反射层组成的放射性同位素产生模型，对不同天然氧化物材料（MoO3、Lu2O3、Y2O3）进行了放射性同位素的产生模拟及伴生产物分析，探讨了光核反应中子源生产医用同位素的可行性。研究结果显示，在高富集100Mo靶材中99Mo同位素的产量为54.1 Ci/day，在氧化物靶材中99Mo的产量为17.4 Ci/day、177Lu的产量为18.2 Ci/day以及90Y的产量为57.0 Ci/day。此外分析了天然氧化物在辐照条件下放射性杂质的含量，为后续分离纯化提供数据参考。
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