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

hafif parçacığın bağlanma enerjisinden büyüktür. Dolayısıyla hafif parçacık daha kolay bağını
koparabilir. Bunun sonuçları olarak;
1
H2
18 O ve 1 H 2 H 16 O molekülleri 1 H2 16 O molekülünden daha düşük buhar basıncına sahip
olması nedeniyle 1 H2 16 O molekülü daha kolay buharlaşır.
Pek çok kimyasal reaksiyonda hafif olan izotoplar ağır olanlara göre daha hızlı reaksiyona
girerler.
Hidrolojik çevrimde izotop kompozisyonunda meydana gelen değişiklikler kütle bağımlı olarak
başlıca üç süreçle açıklanabilir.
Denge izotop ayrışması, biraradaki moleküllerde ya da denge halinde olan fazlarda gerçekleşen
izotop değiş-tokuşu olarak tanımlanabilir. Bu olay tersinir bir reaksiyondur. Bu durumda fazlardan
ya da bileşiklerden bir tanesinin ağır izotop içeriğinin net olarak zenginleştiği ya da fakirleştiği
söylenemez. Ancak genellikle yoğun olan faz (sıvı, buhardan yoğundur) ya da ağır olan molekül
(CaCO 3 ,CO 2 ‘den ağırdır) daha fazla ağır izotop içerir. Denge izotop ayrışması sıcaklıkla ilişkilidir
ve sıcaklık arttıkça izotopik farklılıklar azalır.
H
16
2
O C
18
O
16
O H
2
C
18
O
16
O H
18
2
O C
16
18
18
H O(
BUHAR)
H O(
SIVI ) H O(
BUHAR)
H
2
2
2
16
O
244
16
2
O(
SIVI )
Kinetik izotop ayrışması, tek yönlü kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonlardır. Kinetik ayrışmada
orijinal fazın ya da bileşiğin ağır izotopik içeriği fakirleşir.
Transport izotop ayrışmasında, kinetik ve denge ayrışmalarından farklı olarak moleküllerin
oynadığı rol sözkonusudur. Suyun izotopik türleri ( 1 H2 16 O, 1 H 2 H 16 O, 1 H2 18 O) farklı hareket
kabiliyetlerine sahiptir. Ağır izotopların davranışları ağır moleküllerde daha da belirgin hale gelir.
3.KARARLI İZOTOP ÖLÇÜMÜ
Su, hidrolojik çevrimde farklı bileşikler ya da süreçler (process) içinde hareket ederken izotop
oranlarının değişmesine bağlı olarak çeşitli bileşikler ve süreçlerdeki farklı izotopik işaretler/
parmak izleri suyun hidrolojik çevrimdeki hareketinde ve orjininin izlenmesinde bilgi sağlar. Farklı
bileşikler ya da süreçler birbirlerine çok yakın hatta aynı izotopik kompozisyonlara sahip olabilirler
ve ayrıca izotopik oranların son derece küçük değerler olmaları, Kütle spektrometrelerinin
kompleks yapıları bu bilginin sağlanmasında örnek toplanmasından sonuçların hesaplanmasına
kadar geçen süreçte özen gösterilmesini gerekli kılmaktadır.
Su örneği içerisindeki izotopik oranlardaki ( 2 H/ 1 H veya 18 O/ 16 O) değişimler ancak kütle
spektrometreleriyle saptanabilir. Kütle Spektrometresi, basit olarak iyonları kütlelerine göre
ayırarak bolluklarıyla ilişkili ölçer. Kaynak (source), uçuş tüpü (flight tube) ve kolektörden
(collector) oluşur. Gaz molekülleri kaynakta iyonize edilip, elektrik alanda bir demet halinde
hızlandırılarak, uçuş tüpüne ulaşıp buradaki manyetik alan etkisiyle dairesel bir yol izleyerek
kütleleriyle ilişkili yarıçaplarla saparlar. Böylece farklı kütleli iyonlar farklı kolektörlere ulaşırlar.
Kolektörlere ulaşan iyonlar elektrik yüklerini kaybederler ve küçük bir akıma neden olup bu akımın
şiddeti kolektöre çarpan iyon sayısı ile orantılıdır.