Вариации изотопного состава ксенона в природе

- 2 -
Содержание
стр.
Введение ..................................................... 6
Часть I. Обзор литературы .....................................
Глава I. Вариации изотопного состава Хе на Земле . .
§1. Изотопные вариации Хе - результат деления
тяжелых элементов ................................. 12
§2. Изотопные вариации Хе - результат цепной
реакции деления урана в природе ...................
2.1. История открытия природного ядерного
реактора............................................. 17
2.2. Природный ядерный реактор - урановое месторождение Окяо...................................... . 20
§3. Изотопные вариации Хе - результат других
ядерных процессов ...................................... 26
Глава П. Вариации изотопного состава Хе в Космосе . .
§1. Изотопные вариации Хе - результат воздействия
космического излучения ................................. 27
§2. Изотопные вариации Хе - результат деления
тяжелых элементов...................................
2.1. Хе деления 244?и в ахондритах......................... 31
2.2. Хе деления в лунном грунте............................ 33
§3. Изотопные вариации Хе - результат радиоактивного распада "вымершего" -^1................................. 37
§4. Изотопная аномалия Хе неизвестного происхождения .............................................
4.1. Гипотеза трансурановых элементов ..................... 42
4.2. Гипотеза сверхтяжелых элементов....................... 44
4.3. Гипотеза нуклеосинтеза................................ 48
- з -
стр.
Часть П. Методика исследования ................................
Глава I. Изотопный анализ Хе и Кг в урансодержащих
минералах Земли ................................
§1. Выделение и очистка Хе и Кг........................... 53
§2. Масс-спектрометрический изотопный анализ Хе
и Кг.................................................. 55
Глава П. Изотопный анализ благородных газов в метеоритах и лунном грунте ....................................... 57
§1. Выделение и очистка благородных газов .... 58
§2. Масс-спектрометрический изотопный анализ
благородных газов .................................... 61
§3. Оценка воспроизводимости и точности изотопного
анализа благородных газов ............................ 72
Глава Ш. Метод 40Лг - 29Лг для датирования метеоритов к лунного грунта ........................................ 77
Часть Ш. Результаты исследования ............................
Глава I. Вариации изотопного состава Хе на Земле .
§1. Изотопные вариации Хе - результат цепной реакции деления урана в природе ...............................
1.1. Предварительные изотопные исследования урановой руды из месторождения Окло
(Габон, Африка).................................... 87
1.2. Хе и Кг в валовых пробах природного ядерного реактора................................................ Ю7
1.3. Хе и Кг в минеральных фракциях вещества природного ядерного реактора........................... *П6
1.4. Вариации изотопного состав Хе при дафферен-циальном растворении вещества природного ядерного реактора ..................................... 141
- 64 -
Требования к уровню фона при анализе отдельных газов оказались различными. При анализе Хе и Кг был допустим довольно высокий уровень фона. Разрешающая способность масс-спектрометра оказалась достаточной для полного разделения пиков, образованных органическими радикалами и ионами изотопов Хе и Кг (рис. 5). Разделение было удовлетворительным и в том случае, когда интенсивность ионных токов первых превышала интенсивность ионных токов Хе и Кг. Тем не менее, имелась возможность снизить фон органических радикалов до
уровня, значительно меньшего интенсивности отдельных изотопов Хе
—тт я
и Кг при анализе последних в количестве порядка 5.10 ХА см'. Снижение уровня фона органических радикалов позволило расширить приемную щель коллектора ионов масс-спектрометра (уменьшая тем самым разрешающую способность до 700) и получить трапециидальную форму регистрируемых пиков, более удобную для измерений по сравнению с треугольной.
Требование к уровню фона при анализе аргона оказались более
ол
жесткими. Необходимо было добиться полного разделения линий Аг и 12С3 (рис. 6). Разрешающая способность масс-спектрометра должна быть не менее 1200. Снижение уровня фона достигалось за счет более длительного прогрева.
Для повышения точности определения изотопных отношений система автоматической регистрации масс-спектра с программируемым сканированием, разработанная В.И.Симоновским [ 45а ] была установлена на базе серийного масс-спектрометра МИ-1201. В этой системе используется генератор цифровой развертки, обеспечивающий с помощью ЭВМ программирование развертки масс-спектра с дискретностью 0,001 а.е.м. и цифровой интегратор, обеспечивающий непрерывное интегрирование выходного сигнала масс-спектрометра в течение любого заданного ЭВМ промежутка времени, кратного 0,25 с. В каче-
шкала 5 Ь
. ' і
; ; _j тт. “органика.
.. шкала. 155
» л
шкала!5Ь
і
ON
v-n
I
?пс.5-а. Разделение пнкоп при регистрaic'.x uacc-cne гетра Хе