Wozu dienen ISOTOPE?

Isotope sind Atome desselben Elements, die die gleiche Anzahl von Protonen im Kern haben, aber unterschiedliche Anzahlen von Neutronen. Dieser Unterschied, a priori, es mag Ihnen ziemlich unbedeutend erscheinen, es macht die Isotope desselben Elements in vielen Eigenschaften und Eigenschaften, physikalisch und chemisch, gleich oder unterschiedlich. Die Menschen konnten sie alle zu unserem Vorteil nutzen. Die Anwendungen von Isotopen sind vielfältig und betreffen ganz unterschiedliche Bereiche: Sie helfen uns, unsere Nahrung, um Krankheiten zu diagnostizieren und zu heilen oder das Alter von fossilen Überresten herauszufinden, die vor Millionen begraben wurden von Jahren. In dieser Lektion von einem LEHRER werden wir sehen wofür sind isotopen und wie sie uns in zehn verschiedenen Bereichen unseres Lebens helfen.

Index

1. Was sind Isotope?
2. Isotope und Energiegewinnung
3. Isotope in der Medizin
4. Isotope in Kunst und Archäologie
5. Isotope in Landwirtschaft und Ernährung
6. Andere Anwendungen von Isotopen

Die Atome Sie bestehen klassisch aus drei Arten von Teilchen: Neutronen, Protonen und Elektronen. Die Neutronen und Protonen bilden den Kern, während die Elektronen um den Kern kreisen und eine "Elektronenwolke" bilden.

Die Atome eines chemischen Elements zeichnen sich durch eine bestimmte Anzahl von Protonen aus. Die Anzahl der Protonen eines Elements heißt in der Chemie Ordnungszahl (Z). Atome sind elektrisch neutral, das heißt, sie haben die gleiche Gesamtzahl positiver Teilchen (Protonen) wie negativer Teilchen (Elektronen). Eine andere Sache, die Atome charakterisiert, ist ihr Massenzahl (A) das ist die Summe aller Protonen und Neutronen, aus denen der Atomkern besteht und ihm den größten Teil seines Gewichts oder seiner Masse verleiht. Sie können in dieser anderen Lektion von einem LEHRER mehr darüber erfahren Wie erhalte ich die Massenzahl?

Jedoch, zwei Atome des gleichen chemischen Elements (mit gleicher Ordnungszahl) können unterschiedliche Neutronenzahlen in ihrem Kern und damit unterschiedliche Atomgewichte haben. Diese beiden Atome mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlichem Atomgewicht werden Isotope genannt. Isotope des gleichen chemischen Elements können Eigenschaften oder Eigenschaften aufweisen, die sie für den Menschen sehr interessant und nützlich machen. Wenn Sie mehr über das Thema erfahren möchten, besuchen Sie unsere Lektion Eigenschaften von Isotopen.

Nun, da Sie wissen, was sie sind, falls Sie sich jemals gefragt haben wofür sind isotopen, weiter lesen!

Wie Sie wissen, ist eine der wichtigsten Energiequellen auf dem Planeten die Kernenergie. Der Name Kernenergie kommt daher, dass Energie buchstäblich aus dem Atomkern gewonnen wird. Wie wir bereits gesehen haben, besteht der Atomkern aus Protonen und Neutronen, die durch eine große Kraft miteinander verbunden sind. Diese Energie kann durch zwei Prozesse vom Menschen freigesetzt und genutzt werden: Kernfusion (die Kombination zweier Kerne, die sich zu einem größeren und energiereicheren verbinden) und die Kernspaltung (der Zerfall oder die Trennung eines Kerns in mehrere kleinere).

Derzeit wird der Großteil der Kernenergie durch Kernspaltung erzeugt. Dafür ist die Plutonium-Isotop «Pu-239» und Uran-Isotop «U-235» da sie sehr instabil und schwer sind und die Kernteilung eine recht hohe Energieproduktion mit sich bringt. Wenn die Kerne dieser Isotope brechen, wird eine große Menge in Form von Wärme erzeugt; Diese Wärme wird in Kernreaktoren verwendet, um Wasser zu erhitzen, das vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Dieser Wasserdampf wird zu einer Turbine transportiert, die sich bewegt. Diese Turbine wiederum ist mit a. verbunden Stromgenerator deren Aufgabe es ist, die Drehenergie der Turbine in elektrische Energie umzuwandeln, die gespeichert, transportiert und in unseren Häusern verwendet werden kann.

Einer der Bereiche, in denen die Anwendung von Isotopen am größten ist, ist die Medizin. Wir können während der Krankheit zwei Phasen unterscheiden, in denen Isotope verwendet werden: die Diagnose und Behandlung der Krankheit.

Zur Diagnose von Krankheiten und Pathologien werden Techniken wie röntgen oder Szintigraphie; das scannt basieren auf einer Methode zur Erkennung Radiopharmaka, die nichts anderes sind als Stoffgemische, unter denen sich kleine Mengen eines Radioisotops befinden. Sie können auch verwendet werden, um kleine Mengen von Enzymen oder Proteinen zu bestimmen, die in einigen biologischen Prozessen erzeugt werden.

Isotope können zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden. Isotope werden bei Strahlentherapiebehandlungen verwendet um Zellen zu zerstören, die bösartige Gewebe und Tumore bilden; Dabei erreicht die ionisierende Strahlung der medizinischen Geräte die Tumorzellen und beeinflusst deren DNA, wodurch so viele Brüche und Mutationen entstehen, dass sie zum Tod führen. Darüber hinaus können Isotope Ärzten vor der Anwendung einer Strahlentherapie helfen, die Eigenschaften von Tumorzellen, ihre Lage usw. zu untersuchen. und auf diese Weise einen Aktionsplan erstellen, um die Dosis, Häufigkeit und Anzahl der erforderlichen Bestrahlungssitzungen vor Beginn der Behandlung anzupassen.

Eine weitere Anwendung von Isotopen in der Medizin ist die Anwendung von Radioisotopen zur Sterilisation von Material, Geräten und Einrichtungen wie Operationssälen. Je nach verwendetem Element gibt es verschiedene Arten der Strahlensterilisation, wobei die am weitesten verbreitete ultraviolette (UV) Strahlung ist.

Wenn Sie sich jemals gefragt haben, wozu Isotope in der Welt der Kunst und Archäologie dienen, sind Sie vielleicht auf eine ihrer Anwendungen gestoßen: Datierung von Werken. Die Isotope und der Vergleich ihrer Halbwertszeiten ermöglichen eine Altersbestimmung der Proben archäologische Stätten aus Ausgrabungen aber auch aus Kunstwerken wie Gemälden, Wandmalereien oder sogar Skulpturen. Eine weitere der relevantesten Anwendungen in der Kunst ist die Identifizierung von Fälschungen oder Änderungen von Werken: Dank der Isotopenanalyse ist es möglich, nicht nur das Entstehungsdatum einer Arbeit zu kennen (und mögliche Kopien zu erkennen), sondern auch zu wissen, um welche Materialien es sich handelt verwendet, um es zu machen (und sie mit denen des Autors des vermeintlichen Werkes zu vergleichen), können Sie die inneren Schichten der Werke untersuchen, ohne sie beschädigen usw. Mikroorganismen und Insekten, die in nassen Gemälden gefangen wurden, können sogar nachgewiesen und ihr Alter analysiert werden.

Schließlich können Isotope auch verwendet werden, um Werke erhalten und vor Beschädigung schützen. Bestimmte Werke können mit einer Substanz bedeckt sein, auf die dann Gammastrahlung aufgebracht wird. Diese Kombination von Monomeren und Strahlung verlangsamt die Verschlechterung der Arbeit, da sie den fortschreitenden Verlust der Fixierung verringert, die die Arbeit leidet, wenn sie der Umwelt ausgesetzt ist, sie wird sterilisiert und Insekten, Pilze und andere, die die beschädigen und kontaminieren Theaterstücke. Diese Methode wird normalerweise bei Gemälden angewendet, aber es gibt andere Methoden, die es ermöglichen, sogar Bücher unter extremen Konservierungsbedingungen wiederherzustellen.

Landwirtschaft und Lebensmittel verwenden Isotope auf allen Ebenen, bevor die Pflanze gepflanzt wird, bis sie unseren Tisch erreicht. Isotope werden zur genetischen Verbesserung von Pflanzenarten verwendet, die für den menschlichen Verzehr sehr wichtig sind Entwicklung genetischer Sorten produktiver, widerstandsfähiger und effizienter. Sobald wir in der Plantage sind, erlauben uns die Isotope, bewusster Umgang mit Düngemitteln da sie uns erlauben, ihre Überbeanspruchung zu erkennen. Schließlich werden bei der Vorbereitung zur Vermarktung Isotope sowohl bei der Sterilisation verwendet von Behältern als dasselbe Produkt selbst, wodurch es länger und unter besseren Bedingungen hält, bis es Verbrauch.

Es gibt viele andere Anwendungen von Isotopen, wie zum Beispiel die folgenden:

• Studium des Wasserkreislaufs. Die Hydrologie verwendet Isotope, um den Wasserkreislauf zu verfolgen und mögliche Kontaminationen des Wassers in verschiedenen Phasen des Kreislaufs zu erkennen. Eine der wichtigsten Anwendungen ist der Nachweis von Grundwasserverschmutzungen, insbesondere durch den übermäßigen Einsatz von Düngemitteln.
• Umweltverschmutzungsstudien. Isotope werden nicht nur verwendet, um die Wasserverschmutzung zu bestimmen, wie wir im vorherigen Punkt gesehen haben, sondern sie können auch verwendet werden, um das Vorhandensein von Verbindungen zu bestimmen Schwefel- und Stickstoffschadstoffe in der Atmosphäre oder um die Verunreinigung von Sedimenten durch Erdölderivate zu untersuchen, die zum Beispiel aus einem Leck entstehen können illegal.
• Anwendungen von Isotopen in der Industrie. Das Studium und die Kenntnis der Eigenschaften der verschiedenen Isotope haben es der Industrie ermöglicht, Prozesse zu verbessern und zu entwickeln aber auch um zu überprüfen, ob verschiedene Instrumente, Teile oder Gegenstände in einwandfreiem Zustand sind (Kontrolle von Qualität).
• In Bergbau und Kosmologie. Isotope werden verwendet, um nukleare Sonden herzustellen, die für die Untersuchung der Zusammensetzung der verschiedenen Schichten unseres Planeten verantwortlich sind. Auf der anderen Seite ist die Untersuchung der Isotope, die enthalten Meteoriten ermöglicht es uns, das Alter des Universums, die mögliche Herkunft dieser Meteoriten und ihre Eigenschaften zu untersuchen.
• Isotope und das Studium des Weltraums. Isotope werden verwendet, um Kernzellen herzustellen; Diese Geräte dienen als Energiespeicher, die die Ausrüstung und Instrumente von Satelliten und Raumsonden mit Strom versorgen.

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• Guerrero, R. & Berlanga, M. (2000). Stabile Isotope: Begründung und Anwendungen. Aktuelle spanische Gesellschaft für Mikrobiologie (29).
• Enresa-UCO Chair (s.f) Nutzung von Radioaktivität.