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

Örnekler hücrelere konduktan hemen sonra viallerin içindeki hava vakumlanır ve viallere δ 2 H için
hidrojen gazı, δ 18 O için CO2 gazı doldurulur. Gaz ve su arasındaki dengelenme reaksiyonu için,
örnek hücre tablası 40 °C sabit sıcaklıkta olup aşağıdaki dengeleme reaksiyonları gerçekleşir (Şekil
4). Bu sıcaklıkta δ 2 H analizi için 4 saat, δ 18 O analizi için 8 saat beklenir. Böylece örnek hazırlama
süreci tamamlanmıştır.
H2 18 O(sıvı) + C 16 O2 (gaz) H2 16 O(sıvı) + C 18 O 16 O (gaz)
2 H 1 HO(sıvı) + 1 H2(gaz) 1 H2O(sıvı) + 2 H 1 H(sıvı)
Şekil 4. Viallerde gerçekleşen gaz –su dengelenme reaksiyonu
Su ile gaz arasında dengelenme gerçekleştiğinde her ikisinin de izotop oranları aynı olmaktadır.
Ancak gaz ve suyun denk olan bu değeri suyun izotopik değeri değildir. Bu dengelenme sırasında
su bir miktar buharlaşmıştır çünkü dengeleme sıcaklığı 40 °C’dir ve suda olan izotoplar gazda da
vardır. Aslında ayrışma (fractination ) gerçekleştiğinden, bu durumu düzeltmek için gaz ve buhar
karışımı vialden alınıp -90 °C’lik bir tuzakta bekletilerek gaz buhardan ayrıştırılır. Bu gaz DUAL
INLET’deki örnek körüğüne, dengelemede kullanılan referans gaz da DUAL INLET’teki referans
körüğüne alınır. Körüklerde tutulan gaz sıkıştırılarak yada genleştirilerek ölçüm için uygun sinyal
elde edilir. Kütle Spektrometrelerinde suyun doğrudan ölçümü çeşitli problemlere yol açmaktadır.
Bu problemlerden en başta geleni suyun metale yapışması (adhesion) nedeniyle hafıza etkisi
(memory effect) oluşmasıdır. Yani su örneğinin sistemden temizlenememesi nedeniyle bir sonraki
su örneğinin sonucuna katkı yapmaktadır . Bu nedenle DUAL INLET’te olduğu gibi su ile izotopik
olarak dengelenmiş gaz kullanmak daha uygundur.
Örnek ve referans gazları sırasıyla Dual İnlet sisteminin temel birimi olan, taşınan gazın iyonize
edildiği ve kolektörlerde ölçüldüğü çok düşük basınçlı (10 -8 mbar ) bir ortam olan ISOPRIME a
gönderilir. Gazlar, basınç etkisiyle Dual İnlet ten ISOPRIME’daki iyon kaynağına ulaşırlar. Bu gaz
molekülleri bir filamentten yayılan elektronlarla iyonize edilirler (e - + M M + + 2e - ). İyonlar
1 2
kaynaktan elektrik alanların etkisiyle ayrılarak ( qV mv ) manyetik alana girerler ve kütleleri
ile ilişkili olarak saparlar. Farklı kütleli iyonlar farklı kolektörlerde toplanırlar (Şekil 5). Kolektöre
ulaşan iyonların miktarı ile ilişkili olarak meydana gelen akım izotopik oranların elde edilmesini
sağlar.
248
2