ما هي النظائر المشعة؟

النظائر هي ذرات من نفس العنصر لها نفس عدد البروتونات في النواة ولكن لها أعداد مختلفة من النيوترونات. هذا الاختلاف ، بداهة، قد يبدو غير مهم بالنسبة لك ، فهو يجعل نظائر نفس العنصر متشابهة أو مختلفة في العديد من الخصائص والخصائص الفيزيائية والكيميائية. تمكن البشر من الاستفادة منهم جميعًا لمصلحتنا. تتنوع تطبيقات النظائر وتؤثر على مجالات مختلفة جدًا: فهي تساعدنا في الحفاظ على نظائرنا الغذاء ، لتشخيص الأمراض وعلاجها أو لمعرفة عمر البقايا الأحفورية المدفونة منذ ملايين السنين سنوات. سنرى في هذا الدرس من المعلم ما هي النظائر ل وكيف يساعدوننا في عشرة مجالات مختلفة من حياتنا.

فهرس

1. ما هي النظائر؟
2. النظائر والحصول على الطاقة
3. النظائر في الطب
4. النظائر في الفن وعلم الآثار
5. النظائر في الغذاء والزراعة
6. تطبيقات أخرى للنظائر

الذرات تتكون ، بطريقة كلاسيكية ، من ثلاثة أنواع من الجسيمات: النيوترونات والبروتونات والإلكترونات. تشكل النيوترونات والبروتونات النواة بينما تدور الإلكترونات حول النواة وتشكل "سحابة إلكترونية".

تتميز ذرات العنصر الكيميائي بوجود عدد معين من البروتونات. يسمى عدد البروتونات لعنصر ما في الكيمياء

ومع ذلك، ذرتان من نفس العنصر الكيميائي (بنفس العدد الذري) يمكن أن تحتوي نواتها على أعداد مختلفة من النيوترونات ، وبالتالي يختلف الوزن الذري. هاتان الذرتان ، مع نفس العدد الذري ولكن مختلف الوزن الذري ، تسمى النظائر. النظائر من نفس العنصر الكيميائي قد يكون لها خصائص أو خصائص تجعلها شيقة للغاية ومفيدة للبشر. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الموضوع ، يمكنك زيارة درسنا خصائص النظائر.

الآن بعد أن عرفت ما هم ، إذا كنت قد تساءلت يومًا ما ما هي النظائر ل، تابع القراءة!

كما تعلم ، فإن أحد المصادر الرئيسية للطاقة على هذا الكوكب هو الطاقة النووية. يأتي اسم الطاقة النووية من حقيقة أن الطاقة يتم الحصول عليها ، حرفياً ، من نواة الذرات. كما رأينا سابقًا ، تتكون نواة الذرات من البروتونات والنيوترونات ، والتي ترتبط ببعضها البعض بقوة كبيرة. يمكن للإنسان إطلاق هذه الطاقة واستخدامها من خلال عمليتين: الاندماج النووي (مزيج من نواتين ، والتي تنضم لتشكيل واحدة أكبر وأكثر نشاطا) و الانشطار النووي (تفكك أو فصل نواة إلى عدة نواة أصغر).

حاليًا ، يتم معظم إنتاج الطاقة النووية عن طريق الانشطار النووي. لهذا ، فإن نظير البلوتونيوم «Pu-239» ونظير اليورانيوم «U-235» لأنها غير مستقرة وثقيلة للغاية وينطوي تقسيم النواة على إنتاج طاقة مرتفع إلى حد ما. عندما تتمزق نوى هذه النظائر ، تتولد كمية كبيرة على شكل حرارة ؛ تستخدم هذه الحرارة في المفاعلات النووية لتسخين الماء ، والذي ينتقل من الحالة السائلة إلى الغاز. يتم نقل بخار الماء هذا إلى التوربينات التي تتحرك. في المقابل ، يتم توصيل هذا التوربين بـ مولد كهربائي تتمثل مهمتها في تحويل الطاقة التحويلية للتوربين إلى طاقة كهربائية يمكن تخزينها ونقلها واستخدامها في منازلنا.

أحد المجالات التي يكون فيها تطبيق النظائر أعظم هو الطب. يمكننا التمييز بين مرحلتين أثناء المرض يتم استخدام النظائر فيهما: تشخيص المرض وعلاجه.

لتشخيص الأمراض والأمراض ، تقنيات مثل الأشعة السينية أو التصوير الومضاني. ال بالاشعة تستند إلى طريقة الكشف المواد المشعة، وهي ليست أكثر من خليط من المواد التي يوجد بينها كميات صغيرة من النظائر المشعة. يمكن استخدامها أيضًا لتحديد كميات صغيرة من الإنزيمات أو البروتينات المتولدة في بعض العمليات البيولوجية.

يمكن استخدام النظائر في علاج الأمراض. تستخدم النظائر أثناء العلاج الإشعاعي لتدمير الخلايا التي تشكل الأنسجة الخبيثة والأورام ؛ في هذه العملية ، يصل الإشعاع المؤين من المعدات الطبية إلى الخلايا السرطانية ويؤثر على حمضها النووي ، مما يؤدي إلى حدوث العديد من الانقطاعات والطفرات التي تسبب موتها. بالإضافة إلى ذلك ، قبل تطبيق العلاج الإشعاعي ، يمكن للنظائر أن تساعد الأطباء في دراسة خصائص الخلايا السرطانية ، وموقعها ، وما إلى ذلك. وبهذه الطريقة ضع خطة عمل لضبط الجرعة وتكرار وعدد جلسات التشعيع اللازمة قبل بدء العلاج.

تطبيق آخر للنظائر في الطب هو استخدام النظائر المشعة لتعقيم المواد والمعدات والمرافق مثل غرف العمليات. هناك أنواع مختلفة من التعقيم الإشعاعي اعتمادًا على العنصر الذي نستخدمه ، على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية (UV) هي الأكثر استخدامًا.

إذا كنت قد تساءلت يومًا عن استخدام النظائر في عالم الفن وعلم الآثار ، فربما تكون قد صادفت أحد تطبيقاتها: يؤرخ العمل. تسمح النظائر ومقارنة نصف العمر لهذه النظائر بتحديد عمر العينات المواقع الأثرية من الحفريات ولكن أيضًا من الأعمال الفنية مثل اللوحات والجداريات أو حتى المنحوتات. من بين التطبيقات الأخرى ذات الصلة في الفن تحديد التزوير أو التحوير في المصنفات: بفضل تحليل النظائر ، من الممكن ليس فقط معرفة تاريخ صنع العمل (واكتشاف النسخ الممكنة) ولكن أيضًا معرفة المواد الموجودة تستخدم في صنعها (ومقارنتها مع تلك المستخدمة من قبل مؤلف العمل المفترض) ، يمكنك التحقق من الطبقات الداخلية للأعمال بدون إتلافهم ، إلخ. يمكنك حتى اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة والحشرات التي كانت عالقة في لوحات مبللة وتحليل عمرها.

أخيرًا ، يمكن أيضًا استخدام النظائر يحافظ على الأعمال ويحميها من التلف. يمكن تغطية بعض الأعمال بمادة يتم بعد ذلك تطبيق أشعة جاما عليها. هذا المزيج من المونومرات والإشعاع يبطئ من تدهور العمل لأنه يقلل من الفقد التدريجي للتثبيت الذي يعاني العمل عند تعرضه للبيئة ، فهو معقم ومن الحشرات والفطريات وغيرها التي تضر وتلوث البيئة. يلعب. عادة ما يتم تطبيق هذه الطريقة على اللوحات ولكن هناك طرق أخرى تسمح باستعادة الكتب حتى في ظروف الحفظ القاسية.

نظائر الزراعة واستخدام الغذاء على جميع المستويات ، من قبل زراعة النبات حتى وصوله إلى مائدتنا. تستخدم النظائر للتحسين الوراثي لأنواع النباتات التي تعتبر مهمة جدًا للاستهلاك البشري ، مما يسمح ب تطوير الأصناف الجينية أكثر إنتاجية ومقاومة وكفاءة. مرة واحدة في المزرعة ، تسمح لنا النظائر الاستخدام الواعي للأسمدة لأنها تسمح لنا باكتشاف الإفراط في استخدامها. أخيرًا ، أثناء تحضيرها للتسويق ، يتم استخدام النظائر أثناء التعقيم على حد سواء من الحاويات لنفس المنتج نفسه ، مما يجعلها تدوم لفترة أطول وفي ظروف أفضل ، حتى استهلاك.

هناك العديد من التطبيقات الأخرى للنظائر ، مثل ما يلي:

• دراسة دورة المياه. تستخدم الهيدرولوجيا النظائر لمتابعة دورة المياه واكتشاف التلوث المحتمل للمياه خلال مراحل مختلفة من الدورة. من أهم التطبيقات الكشف عن تلوث المياه الجوفية ، خاصة من الإفراط في استخدام الأسمدة.
• دراسات التلوث. لا تستخدم النظائر فقط لتحديد تلوث المياه كما رأينا في النقطة السابقة ولكن يمكن استخدامها لتحديد وجود المركبات ملوثات الكبريت والنيتروجين في الغلاف الجوي أو لدراسة تلوث الرواسب بالمشتقات البترولية التي يمكن أن تأتي ، على سبيل المثال ، من الانسكاب غير شرعي.
• تطبيقات النظائر في الصناعة. سمحت دراسة ومعرفة خصائص النظائر المختلفة للصناعة بتحسين العمليات وتطويرها ولكن أيضًا للتحقق من أن الأدوات أو الأجزاء أو الأشياء المختلفة في حالة ممتازة (التحكم في جودة).
• في التعدين وعلم الكونيات. تستخدم النظائر لإنشاء مجسات نووية ، وهي المسؤولة عن دراسة تكوين الطبقات المختلفة التي يتكون منها كوكبنا. من ناحية أخرى ، فإن دراسة النظائر التي تحتوي عليها النيازك يسمح لنا بالتحقيق في عمر الكون ، والأصل المحتمل لهذه النيازك وخصائصها.
• النظائر ودراسة الفضاء الخارجي. تستخدم النظائر في صنع الخلايا النووية. تُستخدم هذه الأجهزة كمخازن للطاقة تعمل على تشغيل معدات وأدوات الأقمار الصناعية والمسابر الفضائية.

إذا كنت ترغب في قراءة المزيد من المقالات المشابهة لـ ما هي النظائر ل؟، نوصيك بإدخال فئة الذرة.

• Guerrero، R.، & Berlanga، M. (2000). النظائر المستقرة: الأساس المنطقي والتطبيقات. الجمعية الإسبانية الحالية لعلم الأحياء الدقيقة. (29).
• كرسي Enresa-UCO (s.f) استخدام النشاط الإشعاعي.