第一章 大自然中的穩(wěn)定同位素 001
第一節(jié)　原子家族的孿生兄弟 　002
1.了解微觀世界　002
2. 認(rèn)識(shí)元素周期表　003
3. 同位素的發(fā)現(xiàn)　005
第二節(jié)　同位素的“變”與“不變” 　007
1. 放射性同位素——超級(jí)變變變　007
2. 穩(wěn)定同位素——亙古不變　010
第三節(jié)　穩(wěn)定同位素的獲取離不開(kāi)化學(xué)工程 　015
1. 穩(wěn)定同位素的獲取途徑　015
2. 從原料到產(chǎn)品的進(jìn)階　020
第四節(jié)　穩(wěn)定同位素檢測(cè)技術(shù)——識(shí)別穩(wěn)定同位素的眼睛　　 022
1. 質(zhì)譜儀　023
2. 核磁共振譜儀　025
3. 紅外光譜儀　025

第二章 生命健康的守護(hù)神 027
第一節(jié)　幽門螺旋桿菌的“偵察兵” 　028
1. 現(xiàn)有診斷方法比較　028
2. 能力超強(qiáng)的“偵察兵”——13C-尿素　028
3. 13C-呼氣檢測(cè)臨床研究新應(yīng)用　030
第二節(jié)　疾病早期診斷——明察秋毫 　030
1. 疾病診斷的火眼金睛——PET/CT　031
2. 18F-FDG從何而來(lái)　034
第三節(jié)　癌癥治療新利器 　035
1. 氙同位素用于甲狀腺癌治療　035
2. 硼同位素用于治療腫瘤　036
第四節(jié)　遺傳病快速篩查及營(yíng)養(yǎng)代謝的“量身定制”　 039
1. 新生兒遺傳代謝病篩查　039
2. 營(yíng)養(yǎng)代謝的“量身定制”　042
第五節(jié)　神奇的低氘水 　043
1. 水中貴族——低氘水　043
2. 低氘水的功效　046
第六節(jié)　測(cè)量人體健康與營(yíng)養(yǎng)的“精準(zhǔn)工具”　048
1. 利用穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)測(cè)量身體成分　049
2. 穩(wěn)定同位素技術(shù)用于測(cè)量能量消耗　050
3. 評(píng)估人體中維生素A的狀況　052
4. 測(cè)量人體氨基酸需求量　052
參考文獻(xiàn) 　054

第三章 食品安全的守護(hù)者 055
第一節(jié)　從吃得飽到吃得安全 　056
1. 農(nóng)獸藥殘留超標(biāo)的檢測(cè)　057
2. 非法及濫用添加劑的檢測(cè)　061
3.“揪出”食品中隱藏的生物毒素　065
第二節(jié)　從吃得安全到吃得健康 　068
1. 食物過(guò)敏原檢測(cè)的利器　068
2. 食用油脂中有害物質(zhì)的辨別　071
3. 食物中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)　073
第三節(jié)　從吃得好到吃得真 　073
1. 辨識(shí)真假的“火眼金睛”　074
2. 巧辨有機(jī)食品　075
3. 敢問(wèn)高端美食何處來(lái)　077
4. 礦泉水水源產(chǎn)地大揭秘　078
參考文獻(xiàn) 　080

第四章 生態(tài)環(huán)境的護(hù)航艦 081
第一節(jié)　物質(zhì)循環(huán)的“指紋標(biāo)簽”　082
1. 自然界的物質(zhì)循環(huán)　082
2. 物質(zhì)循環(huán)的“指紋標(biāo)簽”——同位素　085
第二節(jié)　植物體生長(zhǎng)的“記錄器”　087
1. 同位素與光合作用　087
2. 植物生長(zhǎng)的“印跡”　089
第三節(jié)　精準(zhǔn)施肥的“指示劑”　091
1.“功德無(wú)量”的化肥　091
2. 化肥施用多多益善？　091
3. 如何做到精準(zhǔn)施肥？　092
第四節(jié)　生態(tài)研究的“好幫手”　096
1. 探究光合作用后的代謝過(guò)程　096
2. 跟蹤稻田土壤中的反硝化作用　097
3. 探尋環(huán)境中硫的來(lái)源　097
第五節(jié)　環(huán)境污染物的溯源與降解 　099
1. 大氣中氮氧化物從哪里來(lái)　099
2. 蟲子是如何“吃掉”塑料的　101
3. 污染物是怎么被降解的　103
第六節(jié)　水文地質(zhì)研究中的穩(wěn)定同位素 　104
1.“撥云見(jiàn)山”的同位素水文地質(zhì)學(xué)　105
2. 地下水的來(lái)源推斷　106
3. 神奇的地質(zhì)溫度計(jì)　108
4. 預(yù)測(cè)隧道突水風(fēng)險(xiǎn)　108
參考文獻(xiàn) 　110

第五章 核能利用的關(guān)鍵材料 111
第一節(jié)　重水是核能利用的“調(diào)速器” 　112
1. 第二次世界大戰(zhàn)中的重水之戰(zhàn)　112
2. 重水是核反應(yīng)的中子減速劑　113
3. 重水是如何生產(chǎn)的　117
4. 重水與中國(guó)的核電之路　118
第二節(jié)　硼同位素是核反應(yīng)的“控制棒” 　119
1. 控制棒的核心原料——硼-10　119
2. 硼-11的妙用　120
第三節(jié)　穩(wěn)定同位素為核聚變提供充足的“燃料” 　121
1. 什么是核聚變　121
2. 核聚變?nèi)剂系奶崛　?23
3. 無(wú)中子的核聚變　125
第四節(jié)　OLED材料 　126
第五節(jié)　其他核能材料 　128
1. 更快更強(qiáng)的硅-28半導(dǎo)體　128
2. 分毫不差的同位素原子鐘　130
參考文獻(xiàn) 　132

第六章 探索未知世界 133
第一節(jié)　化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究 　134
1. 酯化反應(yīng)的機(jī)理　135
2. 碳資源循環(huán)利用的機(jī)理　135
3. 百年難題“人工固氮”的機(jī)理　136
第二節(jié)　新藥開(kāi)發(fā) 　137
1.“藥半功倍”的氘代藥物　137
2. 藥物毒性的檢測(cè)　141
3. 藥代動(dòng)力學(xué)研究　142
第三節(jié)　超極化磁共振人體成像 　144
1. 氙-129超極化探針診斷肺癌　144
2. 碳-13超極化探針　148
第四節(jié)　毒品偵察 　150
1. 毒品檢驗(yàn)的常用分析方法　151
2. 痕量毒品鑒定的“新武器”　152
3. 毒品溯源推斷的“利器”　153
4. 興奮劑檢測(cè)　155
第五節(jié)　導(dǎo)航定位 　156
1. 激光陀螺是怎么工作的　157
2. 激光陀螺的應(yīng)用　158
3. 核磁共振陀螺儀　160
第六節(jié)　宇宙探測(cè) 　161
1. 暗物質(zhì)探測(cè)　161
2. 無(wú)中微子雙β衰變探測(cè)　164
3. 引力波探測(cè)　167
參考文獻(xiàn) 　168