Oxygène 18

L'oxygène 18, noté ¹⁸O, est l'isotope de l'oxygène dont le nombre de masse est égal à 18 : son noyau atomique compte 8 protons et 10 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 17,999 159 612 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de −782,816 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 767 keV[1]. C'est un isotope stable. L'oxygène naturel en contient 0,205 %.

Oxygène 18

table

Général
Nom	Oxygène 18, oxygène lourd, Ω
Symbole	18 8O 10
Neutrons	10
Protons	8

Données physiques
Présence naturelle	0,205(14) %[1]
Demi-vie	Stable
Masse atomique	17,9991596121(7) u
Spin	0+
Excès d'énergie	−782,816 3 ± 0,000 6 keV[1]
Énergie de liaison par nucléon	7 767 ± 0 keV[1]

Production radiogénique
Isotope parent	Désintégration	Demi-vie
18 7N	β^–	624(12) ms
19 7N	β^–, n	271(8) ms
18 9F	β⁺	109,77(5) min

Utilisation en médecine nucléaire

L'oxygène 18 est utilisé en radiopharmacologie sous forme d'eau enrichie en espèces H₂¹⁸O pour produire, par bombardement de protons — ions hydrogène 1
1H+ — accélérés dans un cyclotron ou dans un accélérateur linéaire, du fluor 18, lequel est, par exemple, utilisé sous forme de fluorodésoxyglucose (¹⁸F), noté ¹⁸F-FDG, dans le cadre de la tomographie par émission de positons.

Marqueur isotopique en géologie et en biologie

En paléoclimatologie, le ratio noté δ¹⁸O, correspondant au rapport oxygène 18/oxygène 16, permet, relevé dans les carottes de glace en Arctique ou en Antarctique, de déterminer la température des précipitations à travers les âges : plus ce ratio est élevé et plus les températures correspondantes sont élevées. On peut également appliquer ce ratio aux fossiles contenant de l'aragonite ou de la calcite : dans le cas par exemple d'un mollusque, on peut, en comparant la teneur en oxygène 18 de chaque période de croissance de l'animal, déterminer les variations de température marine à l'endroit où il se trouvait sur plusieurs années, selon l'équation :

T

=

A

+ (δ¹⁸O_calcite – δ¹⁸O_eau) ×

B

,

où $T$ est la température en degrés Celsius et $A$ et $B$ sont des constantes.

Dans l'étude de la photorespiration, le marquage par ¹⁸O₂ de l'atmosphère permet de mesurer le flux unidirectionnel de consommation d'oxygène, alors même que la plante produit de l'oxygène sous lumière, par la photosynthèse. On constate que, dans les conditions de l'atmosphère préindustrielle, la majorité des plantes (C₃) re-consomment par photorespiration, la moitié de la production photosynthétique d'oxygène. Le rendement de la photosynthèse est ainsi réduit de moitié par la photorespiration, à l'aube de la révolution industrielle.

Oxygène 18

Utilisation en médecine nucléaire

Marqueur isotopique en géologie et en biologie

Notes et références

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