Journal of Astronomy and Space Sciences

The Korean Space Science Society (한국우주과학회)
권호 표지

TEMPERATURE AND PRESSURE DEPENDENCES ON THE ISOTOPIC FRACTIONATION EFFECT IN THE THERMAL DECOMPOSITION OF OZONE

오존의 열분해 시 나타나는 동위원소 분할효과의 온도와 압력의 의존성에 관한 연구

  • 김수주 (이화여자대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 양종만 (이화여자대학교 자연과학대학 물리학과)
  • Published : 1997.12.01
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Abstract

To understand the mass-independent isotopic fractionation effects, thermal decomposition of ozone was performed. Initial oxygen gas was converted to ozone completely. Then, the ozone was decomposed to oxygen at various temperatures ($30~150^{\circ}C$). Isotopic compositions of product oxygen and residual ozone were measured using a stable isotope mass spectrometer. The experimental results were compared with the studies which were performed at the similar conditions. From the raw experimental data, the functions of the instantaneous fractionation factors were calculated by the least square fit. The results clearly showed the temperature dependence. They also showed the pressure dependence and the surface effect. This study may play an important role in the study of ozone decomposition mechanism. It can be applied to explain the mass-independent isotopic pattern found in stratospheric ozone and in meteorites.

산소 기체($O_2$)를 전기 방전에 의해 완전히 오존($O_3$)으로 만든 후 $30~150^{\circ}C$범위의 온도에서 열분해 시켰다. 열분해 결과 얻어진 산소 기체를 동위원소 질량분석기로 분석하여 동위원소 분할효과를 측정하였다. 낮은 온도에서는 생성된 산소 기체가 오존에 의해 더 가벼우면서 질량에 의존하는 일반적인 동위원소 분할효과를 보이다가, $110^{\circ}C$ 이상의 실험에서는 산소 기체가 더 무거워지면서 $^{17}O$와 $^{18}O$가 $^{16}O$에 비해 같은 양 만큼씩 많아지는 질량과 무관한 분할효과를 나타냈다. 같은 재질(파이렉스)의 반응 관을 이용한 연구들과 그 범위와 경향이 거의 일치하였다. 실험 결과를 이용하여 산소 생성 비율이 일정한 값이 되는 순간의 동위원소 분할 인자들에 대한 값을 최소자승 법을 이용하여 구하였다. 관측된 현상들은 오존의 열분해 메커니즘의 이해와 운석 및 성층권에서의 산소 동위원소의 질량에 무관한 분포에 대한 이해에 중요한 역할을 할 것이다.

Keywords

References

  1. 석사학위논문, 이화여자대학교 이은하
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