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辅导员的追问,把顾玩从自己的沉思中拉了回来。www.kan121.com
“你还想听原理细节你们也想听吗”顾玩不禁有些好奇,他一直觉得辅导员的水平,听完上面那些就够了,至于他的同学,水平就更不足以理解,说了也就当是听玄幻。
谁知,大家都很热情,几个楼上下来凑热闹的大三学长,都拼命怂恿顾玩讲具体原理。
“那我就精炼地讲几句首先,传统离心机的原理都懂了吧一句话概括,就是利用分布态的不同原子量同位素,密度不同,然后靠离心力重力沉降轨迹的不同,筛选出来。
而我说的电磁式离子分离器,是这样的我们就拿题目里这个c12和c14举例。众所周知,碳元素完全在脱去表层电子后,是4价的,也就是一个碳离子带4个正电荷。
而c12的原子量是12,我们将这个4的c12高速通过电磁场时,就会受到洛伦兹力,产生偏转这是最简单的中学物理。
它的偏转量具体有多少,就要按4个正电荷在该磁场下受到的电磁力,除以12个原子量的重量,算出加速度。
这时,如果这团碳原子里,有混入c14的同位素,那么c14的偏转率就会比c12小,因为它要以4个正电荷受到的电磁力,去除以14的原子量,可以得出其偏转加速度只有c12的七分之六。
这样一来,我们通过后续的复杂设计,用多级加速、分偏导向、多级狭缝分离、分析磁铁捕捉最后就能把c12和c14高效分离开来。
当然了,具体工程应用,这世界上也没人做出来,就我这么说说也解决不了问题。反正,这道题目这样就算解出来了。”
注理论上碳元素没有离子,顾玩这里是为了表述方便,把最外层电子掉光的碳原子俗称为碳离子。
顾玩说完之后,还拿了张纸,写写画画,把一些计算过程写了一遍。
毕竟这道题目只是要论证“分离碳氮氧氟这些中低质量元素的同位素时,离子加速电磁分离法,比分布离心法效率更高”,就行了。
吴教授又没说让他把离子加速器质谱仪造出来。
苗小琴听到这儿,已经对顾玩惊为天人,她有些后怕地问“这么这么重要的发现,居然没有前人想到那你要是发表论文的话,会不会被人剽窃你的创意、拿去造机器啊”
顾玩很大度地一笑“这东西没什么难的,关键只是没想到。我要想造出来,没有几百上千万美金的研发预算,谈何容易至于其他人,没有我的敏锐和天赋,估计花钱花时间更多。
关键在于,这种东西只是在理论推导层面有意义,经济上是没有价值的。因为有核能源价值的放射性同位素,不是太重,就是太轻。
传统的分布离心法,分离超重和超轻元素都已经很高效了。我想到的这个东西,只是拿来分离没有放射性和核能价值的中低原子量常见元素,只是科学家自嗨炫技的玩具罢了。”
顾玩脑子里,其实也有想到一个离子加速器质谱仪的用途,但他留了一手,没说出来他知道,在地球上,早期对这玩意儿买单最多的,是各个国家的考古学界,以及地质学、古生物学界。
理由也很简单c14同位素测定,在历史遗迹和古代生物化石地质地层的鉴定中,有非常关键的作用,可以通过c14的丰都、结合其半衰期,测定出某些古物究竟是什么年代的。
不过,就算没有“离子加速器质谱仪”,光靠传统离心法,也是能分离c14同位素的,只不过效率和精度要大打折扣。
通俗来说,大致上就是离心法分离同位素,最后测出来的年代,可能有几百几千年的误差不等随着时代进步,精度会越来越高
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