Čemu služe ISOTOPES?

Izotopi su atomi istog elementa koji imaju jednak broj protona u jezgri, ali imaju različit broj neutrona. Ova razlika koja, apriorno, može vam se činiti sasvim beznačajnim, čini izotope istog elementa istim ili različitim po mnogim svojstvima i svojstvima, fizičkim i kemijskim. Ljudska bića su ih mogla iskoristiti u našu korist. Primjene izotopa su različite i utječu na vrlo različita polja: pomažu nam da sačuvamo svoje hranu, dijagnosticirati i izliječiti bolesti ili otkriti starost fosilnih ostataka pokopanih prije milijuna godina. U ovoj lekciji od UČITELJA ćemo vidjeti čemu služe izotopi i kako nam pomažu u deset različitih područja našega života.

Indeks

1. Što su izotopi?
2. Izotopi i dobivanje energije
3. Izotopi u medicini
4. Izotopi u umjetnosti i arheologiji
5. Izotopi u hrani i poljoprivredi
6. Ostale primjene izotopa

Atomi Sastavljene su na klasičan način od tri vrste čestica: neutroni, protoni i elektroni. Neutroni i protoni čine jezgru dok se elektroni okreću oko jezgre, tvoreći "elektronski oblak".

Atomi kemijskog elementa karakterizirani su određenim brojem protona. Nazvan je broj protona elementa u kemiji atomski broj (Z). Atomi su električki neutralni, odnosno imaju jednak ukupan broj pozitivnih čestica (protona) kao negativni (elektroni). Druga stvar koja karakterizira atome je njihova maseni broj (A) što je zbroj svih protona i neutrona koji čine atomsku jezgru i koji joj daju veći dio težine ili mase. Više o tome možete naučiti u ovoj drugoj lekciji od UČITELJA dalje Kako doći do masenog broja?

Međutim, dva atoma istog kemijskog elementa (s istim atomskim brojem) mogu u svojoj jezgri imati različit broj neutrona, a time i različitu atomsku težinu. Ova dva atoma, s istim atomskim brojem, ali različitim atomskim težinama, nazivaju se izotopi. Izotopi istog kemijskog elementa mogu imati svojstva ili svojstva koja ih čine vrlo zanimljivima i korisnima za ljude. Ako želite znati više o toj temi, posjetite našu lekciju Karakteristike izotopa.

Sad kad znate što su, ako ste se ikad zapitali čemu služe izotopi, nastavi čitati!

Kao što znate, jedan od glavnih izvora energije na planetu je nuklearna energija. Naziv nuklearne energije dolazi iz činjenice da se energija dobiva, doslovno, iz jezgre atoma. Kao što smo ranije vidjeli, jezgru atoma čine protoni i neutroni, koji su povezani velikom snagom. Ovu energiju čovjek može osloboditi i iskoristiti kroz dva procesa: nuklearna fuzija (kombinacija dviju jezgri koje se spajaju da bi stvorile veću i energičniju) i Nuklearna riba (raspadanje ili razdvajanje jezgre na nekoliko manjih).

Trenutno se najveći dio proizvodnje nuklearne energije vrši nuklearnom cijepanjem. Zbog toga je Izotop plutonija «Pu-239» i izotop urana «U-235» budući da su vrlo nestabilni i teški, a dioba jezgre podrazumijeva prilično visoku proizvodnju energije. Kad jezgre tih izotopa puknu, stvara se velika količina u obliku topline; Ta se toplina koristi u nuklearnim reaktorima za zagrijavanje vode koja iz tekućeg stanja prelazi u plin. Ta se vodena para transportira do turbine koja se kreće. Zauzvrat je ta turbina spojena na a Električni generator čija je misija transformirati energiju okretanja turbine u električnu energiju koja se može skladištiti, transportirati i koristiti u našim domovima.

Jedno od područja u kojem je primjena izotopa najveće je medicina. Tijekom bolesti možemo razlikovati dvije faze u kojima se koriste izotopi: dijagnostika i liječenje bolesti.

Za dijagnozu bolesti i patologija, tehnike poput x-zrake ili scintigrafija; skenira temelje se na metodi otkrivanja radiofarmaceutika, koji nisu ništa drugo do mješavine tvari među kojima postoje male količine radioizotopa. Također se mogu koristiti za određivanje malih količina enzima ili proteina koji nastaju u nekim biološkim procesima.

Izotopi se mogu koristiti za liječenje bolesti. Izotopi se koriste tijekom terapija zračenjem uništavati stanice koje tvore maligna tkiva i tumore; U tom procesu ionizirajuće zračenje medicinske opreme dopire do tumorskih stanica i utječe na njihovu DNK, stvarajući toliko prekida i mutacija da uzrokuju njihovu smrt. Osim toga, prije primjene terapija radioterapijom, izotopi mogu pomoći liječnicima da prouče karakteristike tumorskih stanica, njihovo mjesto itd. i na taj način stvoriti akcijski plan za prilagodbu doze, učestalosti i broja sesija zračenja potrebnih prije početka liječenja.

Sljedeća primjena izotopa u medicini je primjena radioizotopa za sterilizaciju materijala, opreme i objekata kao što su operacijske sale. Postoje različite vrste sterilizacije zračenjem, ovisno o elementu koji koristimo, iako je najčešće korišteno ultraljubičasto zračenje (UV).

Ako ste se ikad pitali čemu služe izotopi u svijetu umjetnosti i arheologije, možda ste naišli na jednu od njihovih primjena: datiranje djela. Izotopi i njihova usporedba vremena poluživota omogućuju određivanje starosti uzoraka arheološka nalazišta iz iskapanja, ali i umjetničkih djela poput slika, freski ili čak i skulpture. Još jedna od najrelevantnijih primjena u umjetnosti je identifikacija krivotvorine ili preinake djela: zahvaljujući analizi izotopa moguće je znati ne samo datum nastanka djela (i otkriti moguće kopije) već i znati koji su to materijali korišten za izradu (i usporediti ih s onima koje koristi autor navodnog djela), možete istražiti unutarnje slojeve djela bez oštetiti ih itd. Možete čak otkriti mikroorganizme i insekte koji su bili zarobljeni na mokrim slikama i analizirati njihovu dob.

Napokon, izotopi se također mogu koristiti za sačuvati radove i spriječiti njihovo oštećenje. Određena djela mogu biti obuhvaćena supstancom na koju se zatim primjenjuje gama zračenje. Ova kombinacija monomera i zračenja usporava pogoršanje rada jer smanjuje progresivni gubitak fiksacije koji rad trpi kada je izložen okolišu, sterilizira se i insekti, gljivice i drugi koji oštećuju i onečišćuju igra. Ova se metoda obično primjenjuje na slikama, ali postoje i druge metode koje omogućuju oporavak čak i knjiga u ekstremnim uvjetima očuvanja.

Poljoprivreda i hrana koriste izotope na svim razinama, od prije sadnje biljke do dolaska na naš stol. Izotopi se koriste za genetsko poboljšanje vrlo važnih biljnih vrsta za prehranu ljudi, što omogućuje razvoj genetskih sorti produktivniji, otporniji i učinkovitiji. Jednom u plantaži, izotopi nam omogućuju a svjesna uporaba gnojiva budući da nam omogućuju otkrivanje njihove pretjerane upotrebe. Napokon, tijekom pripreme za stavljanje u promet, izotopi se koriste tijekom sterilizacije kontejnera kao i sam proizvod, čineći ga da traje dulje i u boljim uvjetima, sve dok ne počne potrošnja.

Postoje mnoge druge primjene izotopa, poput sljedećih:

• Proučavanje ciklusa vode. Hidrologija koristi izotope za praćenje ciklusa vode i otkrivanje moguće kontaminacije vode tijekom različitih faza ciklusa. Jedna od najvažnijih primjena je otkrivanje onečišćenja podzemnih voda, posebno zbog prekomjerne upotrebe gnojiva.
• Studije onečišćenja. Izotopi se ne koriste samo za određivanje onečišćenja vode kao što smo vidjeli u prethodnoj točki, već se mogu koristiti i za utvrđivanje prisutnosti spojeva sumpornih i dušičnih onečišćivača u atmosferi ili za proučavanje onečišćenja sedimenata naftnim derivatima koji mogu doći, na primjer, izlijevanjem ilegalno.
• Primjena izotopa u industriji. Proučavanje i poznavanje svojstava različitih izotopa omogućilo je industriji da poboljša i razvije procese ali i kako bi se potvrdilo da su različiti instrumenti, dijelovi ili predmeti u savršenom stanju (kontrola kvaliteta).
• U rudarstvu i kozmologiji. Izotopi se koriste za stvaranje nuklearnih sondi zaduženih za proučavanje sastava različitih slojeva koji čine naš planet. Suprotno tome, proučavanje izotopa koji sadrže meteoriti omogućuje nam istraživanje starosti svemira, mogućeg podrijetla tih meteorita i njegovih karakteristika.
• Izotopi i proučavanje svemira. Izotopi se koriste za stvaranje nuklearnih stanica; Ti se uređaji koriste kao skladišta energije koja napajaju opremu i instrumente satelita i svemirskih sondi.

Ako želite pročitati više članaka sličnih Čemu služe izotopi?, preporučujemo da uđete u našu kategoriju Atom.

• Guerrero, R. i Berlanga, M. (2000). Stabilni izotopi: Obrazloženje i primjena. Trenutno Španjolsko društvo za mikrobiologiju. (29).
• Stolica Enresa-UCO (s.f) Upotreba radioaktivnosti.