碳氮氧循环问题 氮的循环速率快于碳

太阳上的普通氢（氕）气是怎么进行聚变的，它聚变为氦的反应过程是怎样的？ 在太阳核心区域的极端高温高压环境中，不断有氢原子核（氕）经由核聚变反应结合成氦原子核（氦-4），这种核聚变反应过程可分为两种：（1）质子-质子链反应，（2）碳氮氧循环。质子-质子链反应第一步，先是两个质子（即氕原子核）聚变成氘原子核，同时释放出正电子和中微子：这一步的反应速率极其缓慢，这是因为两个质子其实先结合成双质子，而双质子通过β+衰变释放出正电子而形成氘的过程极其罕见。平均而言，一个质子需要10亿年的时间才能聚变为氘。接下来，一个氘原子核和一个质子聚变为氦-3，同时释放出伽马射线：到了这一步之后，氦-3会通过三种反应过程来合成氦-4。第一种pp1分支，一个氦-3与另一个氦-3直接聚变为氦-4，同时产生两个质子：第二种pp2分支，一个氦-3与一个氦-4聚变为铍-7，并释放出伽马射线：然后，铍-7结合电子演变为锂-7和中微子：最后，一个锂-7和一个质子聚变为两个氦-4：第三种pp3分支，同pp2分支一样，一个氦-3先与一个氦-4聚变为铍-7，并释放出伽马射线：然后，铍-7与一个质子聚变为硼-8，并释放出伽马射线：之后，硼-8再衰变为铍-8和正电子、中微子：最后，铍-8进一步衰变为两个氦-4：碳氮氧循环这种反应过程较为复杂，这里就简单介绍。碳氮氧循环问题 1、四个2、中微子、电子、还有一个氦4.（还有能量，不过能量不是物质但它可以由光子携带）3、主要是碳12经过质子的轰炸而变化。不过过程怎么样，中间产物都是C12、N13、C13。制氮机 工作原理 以空气为原料，l利用物理的方法，将其中的氧和氮分离而获得。工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。A深冷空分制氮深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。B分子筛空分制氮以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节。t=20℃时的反硝化速率是多少 反硝化反应在自然界具有重要意义，是氮循环的关键一环，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。它和厌氧铵氧化（Anammox）一起，组成自然界被固定的氮元素重新回到大气中的途径。农业生产方面，反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。在环境保护方面，反硝化反应和硝化反应一起可以构成不同工艺流程，是生物除氮的主要方法，在全球范围内的污水处理厂中被广泛应用。污水处理中所利用的反硝化菌为异养菌，其生长速度很快，但是需要外部的有机碳源，在实际运行中，有时会添加少量甲醇等有机物以保证反硝化过程顺利进行。气体型循环的氮的循环 氮是构成生物蛋白质和核酸的主要元素，因此它与碳、氢、氧一样在生物学上具有重要的意义。氮的生物地化循环过程非常复杂，循环性能极为完善（图5-39）。氮的循环与碳的循环大体相似，但也有明显差别。虽然生物所生活的大气圈，其含氮量（79%）比含二氧化碳量（0.03～0.04%）要高得多，但是氮的气体形式（N2）只能被极少数的生物所利用。虽然所有的生物都要以代谢产物的形式排出碳和氮，但几乎从不以N2的形式排放含氮废物。在各种营养物质的循环中，氮的循环实际上是牵连生物最多和最复杂的，这不仅是因为含氮的化合物很多，而且在氮循环的很多环节上都有特定的微生物参加。氮在生物圈内的分布见表5-15。由于大气成分的79%是氮气，所以氮最重要的储存库就是大气圈，但是大多数生物又不能直接利用氮气，所以以无机氮形式（氨、亚硝酸盐和硝酸盐）和有机氮形式（尿素、蛋白质和核酸等）存在的氮库对生物最为重要。大气中的氮只有被固定为无机氮化合物（主要是硝酸盐和氨）以后，才能被生物所利用。虽然固氮的方法有物理化学法和生物法两种，但其中以生物固氮法最为重要。据估计，靠电化学和光化学固氮，每年平均可固氮7.6×106吨，而生物固氮平均每年的固氮量为54×106。

#反硝化#原子核#中微子