K čemu jsou izotopy?

Izotopy jsou atomy stejného prvku, které mají stejný počet protonů v jádře, ale mají různý počet neutronů. Tento rozdíl, a priorise může zdát zcela bezvýznamný, díky čemuž jsou izotopy stejného prvku stejné nebo odlišné v mnoha vlastnostech a vlastnostech, fyzikálních i chemických. Lidské bytosti dokázaly všechny využít ve svůj prospěch. Aplikace izotopů jsou různé a ovlivňují velmi různá pole: pomáhají nám chránit naše jídlo, diagnostikovat a léčit nemoci nebo zjistit věk fosilních pozůstatků pohřbených před miliony let. V této lekci od UČITELE uvidíme k čemu jsou izotopy a jak nám pomáhají v deseti různých oblastech našeho života.

Index

1. Co jsou to izotopy?
2. Izotopy a získávání energie
3. Izotopy v medicíně
4. Izotopy v umění a archeologii
5. Izotopy v zemědělství a potravinářství
6. Další aplikace izotopů

Atomy Jsou vyrobeny klasickým způsobem ze tří typů částic: neutrony, protony a elektrony. Neutrony a protony tvoří jádro, zatímco elektrony se otáčejí kolem jádra a vytvářejí „elektronový mrak“.

Atomy chemického prvku jsou charakterizovány tím, že mají určitý počet protonů. Počet protonů prvku v chemii se nazývá atomové číslo (Z). Atomy jsou elektricky neutrální, to znamená, že mají stejný celkový počet pozitivních částic (protonů) jako negativní (elektrony). Další věc, která charakterizuje atomy, je jejich hmotnost číslo (A) což je součet všech protonů a neutronů, které tvoří atomové jádro a které mu dodávají většinu jeho hmotnosti nebo hmotnosti. Více se o tom můžete dozvědět v této další lekci od UČITELE Jak získat hromadné číslo?

Nicméně, dva atomy stejného chemického prvku (se stejným atomovým číslem) mohou mít v jádře různý počet neutronů, a proto různou atomovou hmotnost. Tyto dva atomy se stejným atomovým číslem, ale odlišnou atomovou hmotností, se nazývají izotopy. Izotopy stejného chemického prvku mohou mít vlastnosti nebo vlastnosti, díky nimž jsou pro člověka velmi zajímavé a užitečné. Pokud se chcete o tomto tématu dozvědět více, můžete navštívit naši lekci Vlastnosti izotopů.

Nyní, když víte, co jsou zač, pokud jste někdy přemýšleli k čemu jsou izotopy, čti dál!

Jak víte, jedním z hlavních zdrojů energie na planetě je jaderná energie. Název jaderné energie pochází ze skutečnosti, že se energie získává doslova z jádra atomů. Jak jsme viděli dříve, jádro atomů je tvořeno protony a neutrony, které jsou spojeny dohromady díky velké síle. Tuto energii může člověk uvolnit a použít dvěma procesy: jaderná fůze (kombinace dvou jader, která se spojí a vytvoří větší a energičtější) a Jaderná fúze (rozpad nebo oddělení jádra na několik menších).

V současné době se většina výroby jaderné energie provádí štěpením jader. Za tímto účelem Izotop plutonia «Pu-239» a izotop uranu «U-235» protože jsou velmi nestabilní a těžké a rozdělení jádra znamená poměrně vysokou produkci energie. Když jádra těchto izotopů prasknou, generuje se velké množství ve formě tepla; Toto teplo se používá v jaderných reaktorech k ohřevu vody, která se mění z kapalného stavu na plyn. Tato vodní pára je transportována do turbíny, která se pohybuje. Tato turbína je zase připojena k a Elektrický generátor jehož posláním je přeměnit energii otáčení turbíny na elektrickou energii, kterou lze skladovat, přepravovat a používat v našich domovech.

Jednou z oblastí, ve kterých je největší využití izotopů, je medicína. Můžeme rozlišit dvě fáze během onemocnění, při nichž se používají izotopy: diagnostika a léčba onemocnění.

Pro diagnostiku nemocí a patologií se používají techniky jako např rentgenové záření nebo scintigrafie; the skenuje jsou založeny na metodě detekce radiofarmaka, což není nic jiného než směsi látek, mezi nimiž je malé množství radioizotopu. Mohou být také použity k určení malého množství enzymů nebo proteinů generovaných v některých biologických procesech.

Izotopy lze použít k léčbě nemocí. Izotopy se používají během radiační terapie zničit buňky, které tvoří maligní tkáně a nádory; V tomto procesu se ionizující záření z lékařského vybavení dostává do nádorových buněk a ovlivňuje jejich DNA, generuje tolik zlomů a mutací, že způsobují jejich smrt. Kromě toho mohou izotopy před aplikací radioterapie pomoci lékařům studovat vlastnosti nádorových buněk, jejich umístění atd. a tímto způsobem vytvořit akční plán pro úpravu dávky, frekvence a počtu ozařovacích sezení nezbytných před zahájením léčby.

Další aplikací izotopů v medicíně je aplikace radioizotopů pro sterilizaci materiálu, zařízení a zařízení, jako jsou operační sály. Existují různé typy sterilizace zářením v závislosti na prvku, který používáme, i když nejpoužívanější je ultrafialové (UV) záření.

Pokud jste někdy přemýšleli, k čemu jsou izotopy ve světě umění a archeologie, možná jste narazili na jednu z jejich aplikací: datování děl. Izotopy a srovnání jejich poločasu umožňují datovat věk vzorků archeologická naleziště z vykopávek, ale také z uměleckých děl, jako jsou obrazy, nástěnné malby nebo dokonce i sochy. Další z nejdůležitějších aplikací v umění je identifikace padělky nebo úpravy děl: díky izotopové analýze je možné znát nejen datum, kdy bylo dílo provedeno (a zjistit možné kopie), ale také vědět, jaké materiály jsou k jeho vytvoření (a jejich porovnání s těmi, které použil autor předpokládaného díla), můžete zkoumat vnitřní vrstvy děl bez poškodit je atd. Mikroorganismy a hmyz, které byly zachyceny ve vlhkých malbách, lze dokonce detekovat a analyzovat jejich věk.

Nakonec lze izotopy také použít zachovat díla a zabránit jejich poškození. Některá díla mohou být pokryta látkou, na kterou se potom aplikuje gama záření. Tato kombinace monomerů a záření zpomaluje zhoršení práce, protože snižuje postupnou ztrátu fixace práce je vystavena působení životního prostředí, je sterilizována a hmyz, houby a další, které ji poškozují a kontaminují hraje. Tato metoda se obvykle aplikuje na obrazy, ale existují i ​​jiné metody, které umožňují obnovit i knihy v extrémních podmínkách konzervace.

Zemědělství a potravinářské použití izotopy na všech úrovních, od doby, kdy je rostlina vysazena, dokud nedosáhne našeho stolu. Izotopy se používají pro genetické zlepšení druhů rostlin, které jsou velmi důležité pro lidskou spotřebu, což umožňuje vývoj genetických odrůd produktivnější, odolnější a efektivnější. Jakmile jsme na plantáži, izotopy nám umožňují a vědomé používání hnojiv protože nám umožňují odhalit jejich nadužívání. A konečně, při jejich přípravě na trh se izotopy používají během sterilizace obou nádob jako stejný výrobek samotný, takže vydrží déle a v lepších podmínkách, dokud nevydrží spotřeba.

Existuje mnoho dalších aplikací izotopů, například následující:

• Studium vodního cyklu. Hydrologie používá izotopy ke sledování vodního cyklu a ke zjištění možné kontaminace vody během různých fází cyklu. Jednou z nejdůležitějších aplikací je detekce kontaminace podzemních vod, zejména při nadužívání hnojiv.
• Znečištění studie. Izotopy se nepoužívají pouze ke stanovení kontaminace vody, jak jsme viděli v předchozím bodě, ale lze je použít ke stanovení přítomnosti sloučenin znečišťujících látek síry a dusíku v atmosféře nebo ke studiu kontaminace sedimentů ropnými deriváty, které mohou pocházet například z úniku ilegální.
• Aplikace izotopů v průmyslu. Studium a znalost vlastností různých izotopů umožnily průmyslovému odvětví vylepšit a vyvinout procesy ale také k ověření, že různé nástroje, části nebo předměty jsou v dokonalém stavu (kontrola kvalitní).
• V hornictví a kosmologii. Izotopy se používají k vytváření jaderných sond, odpovědných za studium složení různých vrstev, které tvoří naši planetu. Naproti tomu studium izotopů, které obsahují meteority umožňuje nám zkoumat věk vesmíru, možný původ těchto meteoritů a jeho vlastnosti.
• Izotopy a studium vesmíru. Izotopy se používají k výrobě jaderných buněk; Tato zařízení se používají jako zásobníky energie, které napájí zařízení a nástroje satelitů a kosmických sond.

Pokud si chcete přečíst více podobných článků K čemu jsou izotopy?, doporučujeme vám zadat naši kategorii Atom.

• Guerrero, R. a Berlanga, M. (2000). Stabilní izotopy: Odůvodnění a aplikace. Současná španělská mikrobiologická společnost. (29).
• Enresa-UCO Chair (s.f) Využití radioaktivity.