天然同位素
天然同位素（英语：natural isotope），或称天然核素（英语：natural nuclide），是指在地球上天然存在的核素，构成了地球上几乎所有的物质。天然同位素包括所有稳定同位素和天然放射性同位素。与之相对的概念为人造同位素（或称合成同位素）。
天然同位素根据其来源可分为三类：自太阳系诞生以来便存在的原始核素（包括所有稳定核素和一些半衰期极长的放射性核素）、放射性原始核素的衰变产物，以及由宇宙射线散裂作用产生的宇生核素。[1]
所有原子序≤94（钚以前）的化学元素都具有至少一种天然同位素，而原子序数为95以上的元素在自然界中都不存在，其所有同位素都是人造同位素，因此称为人工合成元素或人造元素。[2]
许多元素在自然界中存在着不只一种的同位素，因此其标准原子量必须根据其所有天然同位素在自然界中存在的丰度比率进行计算。例如碳元素有三种天然同位素：碳-12（丰度98.93％）、碳-13（丰度1.07％）和碳-14（仅痕量存在），而碳-12的原子量为12amu，碳-13的原子量约为13.003355amu，按照这些同位素的存量比例即可计算出天然碳的标准原子量（碳-14含量太少，可忽略不计）：
- 12 × 98.93％ + 13.0034 × 1.07％ ＝ 12.01amu
应用
借由测定一物体中某些天然放射性同位素及其衰变产物的含量比率，可推算出该物体的存在年代，称作放射性定年法。[3]
透过质谱法分析样本中同一元素的不同天然同位素之间的比例（同位素讯号），可以了解食物网的能量流动、重建过去的环境和气候条件、调查古代人类和动物的饮食，以及其他各种生物学、地球科学和环境科学的研究，是为同位素分析。[4]同位素分析中常用的同位素讯号包括δ18O、δ13C、δ15N和δ34S等。
参考文献
- ^ Bagnall, K. W. (1962). "The Chemistry of Polonium". Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry 4. New York: Academic Press. pp. 197–226. doi:10.1016/S0065-2792(08)60268-X. ISBN 0-12-023604-4. Retrieved June 14, 2012., p. 746
- ^ Kulkarni, Mayuri. A Complete List of Man-made Synthetic Elements. ScienceStuck. 15 June 2009 [15 May 2019]. （原始内容存档于2019-08-03）.
- ^ 国际纯化学和应用化学联合会，化学术语概略，第二版。（金皮书）(1997)。在线校正版: (2006–) "radioactive dating"。doi:10.1351/goldbook.R05082
- ^ Hermes, Taylor R.; Frachetti, Michael D.; Bullion, Elissa A.; Maksudov, Farhod; Mustafokulov, Samariddin; Makarewicz, Cheryl A. Urban and nomadic isotopic niches reveal dietary connectivities along Central Asia's Silk Roads. Scientific Reports. 26 March 2018, 8 (1): 596. Bibcode:2018NatSR...8.5177H. ISSN 2045-2322. PMC 5979964
. PMID 29581431. doi:10.1038/s41598-018-22995-2 （英语）.
