【摘 要】
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众所周知,地球表面存在大量的水,这些水的早期来源是地质和天文学领域非常重要的科学问题。除了火山喷发可以产生大量的水外,早期彗星或者陨石撞击地球也能带来大量的水。近年来,地球上的水来源于星际彗星或者陨石的观点得到了大量的关注,其判断的标准是地球海洋中的水与彗星或者陨石表面水的同位素比值,即D/H（或者HOD/H2O）比值是否一致。过去几十年来,天文观测记录了太阳系星云、彗星和行星表面水的D/H比值,
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众所周知,地球表面存在大量的水,这些水的早期来源是地质和天文学领域非常重要的科学问题。除了火山喷发可以产生大量的水外,早期彗星或者陨石撞击地球也能带来大量的水。近年来,地球上的水来源于星际彗星或者陨石的观点得到了大量的关注,其判断的标准是地球海洋中的水与彗星或者陨石表面水的同位素比值,即D/H（或者HOD/H2O）比值是否一致。过去几十年来,天文观测记录了太阳系星云、彗星和行星表面水的D/H比值,发现有的区域与地球上水的比值相近,有的差别显著。星际空间水的D/H比值分布不均匀导致此前对地球水的来源的判断标准受到了质疑。那么,为什么水的D/H比值分布不均匀呢?水的光化学过程被认为是造成星际水的D/H比值分布不均匀的重要因素。本论文中,我们利用里德堡氢原子飞行时间谱技术结合极紫外自由电子激光（大连相干光源）,对水的同位素HOD在真空紫外波段96.4 nm-127.9 nm范围的光解动力学进行了研究。实验同时测量了HOD在波长121.08 nm的光解产物通道H+OD和D+OH的动力学。结果表明产物OH和OD具有完全不同的量子态布居,说明该反应存在很强的同位素效应。实验测量了十四个波长下的H+OD和D+OH两个光解产物通道的分支比,其中在121.08 nm和121.6 nm光解波长下分别为0.70±0.10和0.49±0.10。由于水在太阳星云中含量非常丰富,水的同位素HOD的光解离有可能是导致D/H比值分布不均匀的重要原因,因此在星际光化学的模型中必须考虑这种同位素效应。
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