3.Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu - DSİ Genel ...

İzotop, proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan elementlerdir. Bir elementin izotopları periyodik
tabloda aynı yerdedirler ancak çekirdek özellikleri farklı olup kararlı ve kararsız olmak üzere ikiye
ayrılırlar. Kararsız izotoplar radyoaktif özelliklere sahip olup zamanla parçalanarak başka
elementlere dönüşürler. Kararlı izotoplar güneş sisteminin varoluşundan beri mevcut olup,
geçtikleri fiziksel ve kimyasal süreçlerde yalnızca konsantrasyonları değişir.
Çizelge 1: İzotop hidrolojisinde çoğunlukla kullanılan hidrojen ve oksijen elementlerinin kararlı
izotopları
Hidrojen
Oksijen
Proton Nötron
Atom
Ağırlığı
1 0 1 99,985
1 1 2 0,015
8 8 16 99,759
8 9 17 0,037
8 10 18 0,204
242
Doğada Bulunma
Oranı (%) Sembol
Çizelge 1’de görüldüğü gibi hidrojen elementinin kütle numarası 1 olan 1 H-hidrojen izotopu
%99,985 ile doğada en fazla bulunma oranına sahiptir. Hidrojen elementinin kütle numarası 2 olan
ağır izotopu 2 H-döteryum ise daha az bulunmaktadır. Hidrojenin üç izotopundan ikisi kararlı ( 1 H
, 2 H ) biri radyoaktiftir ( 3 H). Oksijenin üç adet kararlı izotopunun ( 16 O, 17 O, 18 O) yanısıra saniyelerle
ölçülebilen yarı ömürlere sahip 4 adet radyoaktif izotopu vardır ( 14 O, 15 O, 19 O, 20 O).
2.İZOTOP METODOLOJİSİ
Sularda bulunan kararlı izotopların ölçümleri birimsiz değerlerdir. Ölçüm sonucu delta değeri
olarak ifade edilirse, az bulunan bir izotopun ( 2 H, 18 O) bol bulunan bir izotopa oranının ( 1 H, 16 O)
bir standarda göre binde olarak sapmasıdır.
RÖrnek
RS
tan dart
x1000
R
‰
S tan dart
( A)
İZOTOP
R
( H)
İZOTOP
2
R 1
H
H
1 H
2 H
16 O
17 O
18 O
18
O
(A): Ağır (H): Hafif
O
R 16
Sulardaki izotop oranları yaygın olarak IAEA’nın belirlediği bir standarttan (VSMOW) sapma
olarak hesaplanır. VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water) farklı okyanuslardan su
örnekleri alınarak hazırlanmış, sularda hidrojen ve oksijen izotopları ölçümünde kullanılan
referans kaynaktır. Okyanusların hidrolojik çevrimin başlangıç ve sonu olmaları, su kaynaklarının
% 97’sini oluşturmaları, izotopik açıdan düzgün bir dağılım göstermeleri nedenleriyle sulardaki
izotop değerlerinin okyanuslardan elde edilen bir standarda göre belirlenmesi ideal bir tercihtir.
IAEA’ nın belirlediği VSMOW’un 2 H ve 18 O için izotop oranları aşağıdaki gibidir (W. G. Mook,
2000). 2RSmow 2 H/ 1 H = 155.75 10 -6 ±0.05
18 RSmow 18 O/ 16 O= 2005.20 10 -6 ±0.45
İzotopik içerikleri analiz sonucu olarak verilirken 2 H/ 1 H ve 18 O/ 16 O değerleri için ²δ , 18 δ veya δ 2 H ,
δ 18 O şeklinde gösterilebilir. Bu değerler hidrolojik çevrimde -450‰< δ 2 H