同位体分別作用（読み）どういたいぶんべつさよう

最新 地学事典

どういたいぶんべつさよう
同位体分別作用

isotopic fractionation

物理的・化学的変化によって同位体存在比に変化をもたらす作用。単一過程での同位体の分別効果は一般にわずかであり，例えば25℃で平衡にある水と水蒸気では，水は後者よりH₂¹⁶O/H₂¹⁸O比が約0.6％小さいに過ぎない。しかし平衡を保ちながら水蒸気を次々と除くいわゆるRayleigh蒸留法（Rayleigh distillation）により，残留水中にH₂¹⁸Oを著しく濃縮できる。最初の水の量のf％を蒸発除去したときの残留水のH₂¹⁶O/H₂¹⁸O＝R_f, 最初のそれをR₀とすると，R_f＝R₀（1－f/100）^α－1＝R₀（1－f/100）^0.006である。ただしαはH₂¹⁶OとH₂¹⁸Oの25℃での蒸気圧比で1.006。f＝20，99，99.9％での残留水の¹⁸O濃縮度（R₀/R_f－1）×100は，それぞれ0.03, 2.72, 4.06％となる。海水の蒸発，凝集（降雨・雪）に伴う重水素水，重酸素水の分別は地球化学的によく研究されている。その他の分別作用には同位体交換反応，非可逆過程での同位体効果や拡散によるものがある。地質学的過程でのO, S, Cなどの非金属元素の同位体分別効果は数％以上になるが，金属元素のそれは無視できるほど小さい。

執筆者：酒井 均

出典　平凡社「最新 地学事典」