Mire szolgálnak az izotópok?

Az izotópok ugyanazon elem atomjai, amelyeknek ugyanannyi protonja van a magban, de eltérő a neutronszámuk. Ez a különbség, eleve, meglehetősen jelentéktelennek tűnhet számodra, ugyanazon elem izotópjait ugyanazokká vagy különbözővé teszi számos tulajdonságában, fizikai és kémiai tulajdonságában. Az emberi lények mindegyiküket kihasználhatták a javunkra. Az izotópok felhasználási területei változatosak és nagyon különböző területeket érintenek: segítenek bennünket megőrizni ételeket, betegségek diagnosztizálására és gyógyítására, vagy a milliókkal eltemetett fosszilis maradványok korának kiderítésére évek. Ebben a tanári leckében meglátjuk mire szolgálnak az izotópok és hogyan segítenek életünk tíz különböző területén.

Index

1. Mik azok az izotópok?
2. Izotópok és energia megszerzése
3. Izotópok az orvostudományban
4. Izotópok a művészetben és a régészetben
5. Izotópok az élelmiszeriparban és a mezőgazdaságban
6. Az izotópok egyéb alkalmazásai

Az atomok

A kémiai elem atomjainak jellemzője, hogy bizonyos számú protonnal rendelkeznek. A kémia egyik elemének protonjainak számát hívjuk meg atomszám (Z). Az atomok elektromosan semlegesek, vagyis ugyanannyi pozitív részecske (proton) van, mint negatív (elektron). Egy másik dolog, ami az atomokat jellemzi, az az tömegszám (A) amely az atommagot alkotó és a tömegének vagy tömegének legnagyobb részét adó protonok és neutronok összege. Többet megtudhat erről a TANÁR ezen a másik leckéjén Hogyan lehet megkapni a tömegszámot?

Azonban, ugyanazon kémiai elem két atomja (azonos atomszámmal) különböző számú neutron lehet a magjában, és ezért eltérő az atomtömege. Ezt a két atomot, azonos atomszámmal, de eltérő atomtömeggel, izotópoknak nevezzük. Izotópok ugyanannak a kémiai elemnek lehetnek olyan tulajdonságai vagy tulajdonságai, amelyek miatt nagyon érdekes és hasznos az emberek számára. Ha többet szeretne megtudni a témáról, látogassa meg a leckét Az izotópok jellemzői.

Most, hogy tudod, mik ezek, ha valaha is elgondolkodtál rajta mire szolgálnak az izotópok, Olvass tovább!

Mint tudják, a bolygó egyik fő energiaforrása az az atomenergia. Az atomenergia neve onnan ered, hogy az energiát szó szerint az atomok magjából nyerjük. Amint azt korábban láthattuk, az atomok magjai protonokból és neutronokból állnak, amelyek nagy erő miatt kapcsolódnak egymáshoz. Ezt az energiát az ember két folyamaton keresztül szabadíthatja fel és használhatja fel: nukleáris fúzió (két mag kombinációja, amelyek összekapcsolódva egy nagyobb és energikusabbat alkotnak) és a Nukleáris fúzió (egy mag szétesése vagy szétválása több kisebbre).

Jelenleg a nukleáris energia termelésének nagy részét maghasadás hajtja végre. Ehhez a Plutónium izotóp «Pu-239» és urán izotóp «U-235» mivel nagyon instabilak és nehézek, és a mag felosztása meglehetősen magas energiatermeléssel jár. Amikor ezeknek az izotópoknak a magjai megszakadnak, nagy mennyiség keletkezik hő formájában; Ezt a hőt használják fel az atomreaktorokban a víz melegítésére, amely folyékony állapotból gázzá válik. Ezt a vízgőzt egy turbinába szállítják, amely mozog. Viszont az a turbina a Elektromos generátor amelynek feladata a turbina forduló energiájának átalakítása elektromos energiává, amely otthonunkban tárolható, szállítható és felhasználható.

Az egyik olyan terület, ahol az izotópok alkalmazása a legnagyobb, az orvostudomány. A betegség során két fázist különböztethetünk meg, amelyben izotópokat használnak: a betegség diagnosztizálását és kezelését.

A betegségek és patológiák diagnosztizálására olyan technikák, mint pl röntgensugarak vagy szcintigráfia; a beolvas kimutatási módszeren alapulnak radiofarmakonok, amelyek nem mások, mint olyan anyagok keverékei, amelyek között kis mennyiségű radioizotóp található. Néhány biológiai folyamat során keletkező enzimek vagy fehérjék kis mennyiségének meghatározására is felhasználhatók.

Az izotópok felhasználhatók betegségek kezelésére. A sugárterápiás kezelések során izotópokat alkalmaznak a rosszindulatú szöveteket és daganatokat képző sejtek elpusztítása; Ebben a folyamatban az orvosi berendezésekből származó ionizáló sugárzás eljut a daganatsejtekhez, és hatással van a DNS-ükre, annyi törést és mutációt generálva, hogy halálukat okozzák. Ezenkívül a sugárterápiás kezelések alkalmazása előtt az izotópok segíthetnek az orvosoknak a daganatsejtek jellemzőinek, elhelyezkedésének stb. és ily módon hozzon létre egy cselekvési tervet a kezelés megkezdése előtt szükséges dózis, gyakoriság és a besugárzások számának beállításához.

Az izotópok másik alkalmazása az orvostudományban radioaktív izotópok alkalmazása anyagok, berendezések és létesítmények, például műtők sterilizálására. Az általunk használt elemtől függően különböző típusú sugársterilizálás létezik, bár a legszélesebb körben az ultraibolya (UV) sugárzást alkalmazzák.

Ha valaha is elgondolkodott azon, hogy mire szolgálnak az izotópok a művészet és a régészet világában, találkozhatott az egyik alkalmazásukkal: művek datálása. Az izotópok és ezek felezési idejének összehasonlítása lehetővé teszi a minták életkorának dátumát régészeti lelőhelyek ásatásokból, de olyan műalkotásokból is, mint festmények, falfestmények vagy akár szobrok. A művészet egyik legrelevánsabb alkalmazása a művek hamisítása vagy átalakítása: az izotóp-elemzésnek köszönhetően nemcsak a mű elkészítésének dátumát (és a lehetséges másolatok felismerését) lehet tudni, hanem azt is, hogy milyen anyagok találhatók elkészítéséhez (és összehasonlíthatja azokat a feltételezett mű szerzője által használtakkal), a művek belső rétegeit károsítsa őket stb. A nedves festményekbe szorult mikroorganizmusok és rovarok még kimutathatók és életkorukat elemezni lehet.

Végül izotópokat is lehet használni megőrizni a műveket és megakadályozni azok károsodását. Bizonyos művek lefedhetők olyan anyagban, amelyre azután gamma-sugárzást alkalmaznak. A monomerek és a sugárzás ezen kombinációja lelassítja a munka romlását, mivel csökkenti a rögzítés fokozatos elvesztését a munka a környezetnek kitéve szenved, sterilizálódik, és rovarok, gombák és mások károsítják és szennyezik a játszik. Ezt a módszert általában festményeknél alkalmazzák, de vannak más módszerek, amelyek lehetővé teszik a könyvek visszaszerzését is extrém megőrzési körülmények között.

A mezőgazdaság és az élelmiszer-izotópok minden szinten, a növény ültetése előtt, egészen az asztalunkig. Az izotópokat az emberi fogyasztás szempontjából nagyon fontos növényfajok genetikai javítására használják, ami lehetővé teszi a genetikai fajták fejlesztése produktívabb, ellenállóbb és hatékonyabb. Az ültetvénybe kerülve az izotópok lehetővé teszik számunkra a műtrágyák tudatos használata mivel lehetővé teszik számunkra a túlzott használatuk észlelését. Végül, a forgalomba hozatalra való felkészülésük során a sterilizálás során izotópokat használnak konténerek, mint maga az ugyanaz a termék, így hosszabb ideig és jobb körülmények között is eltarthat, amíg ki nem készül fogyasztás.

Az izotópoknak számos más alkalmazása van, például a következők:

• A víz körforgásának vizsgálata. A hidrológia izotópokat használ a víz körforgásának követésére és a víz lehetséges szennyeződésének kimutatására a ciklus különböző fázisaiban. Az egyik legfontosabb alkalmazás a talajvíz szennyeződésének kimutatása, különösen a műtrágyák túlzott felhasználása miatt.
• Szennyezettségi vizsgálatok. Az izotópokat nem csak a vízszennyezés meghatározására használják, amint azt az előző pontban láthattuk, hanem felhasználhatjuk a vegyületek jelenlétének meghatározására is kén és nitrogén szennyező anyagok a légkörben, vagy az üledékek kőolajszármazékokkal való szennyeződésének tanulmányozása, amelyek például kiömlésből származhatnak illegális.
• Izotópok alkalmazása az iparban. A különböző izotópok tulajdonságainak tanulmányozása és ismerete lehetővé tette az ipar számára a folyamatok fejlesztését és fejlesztését hanem annak ellenőrzése, hogy a különböző műszerek, alkatrészek vagy tárgyak tökéletes állapotban vannak - e minőség).
• A bányászatban és a kozmológiában. Izotópokat használnak nukleáris szondák létrehozására, amelyek felelősek a bolygónkat alkotó különböző rétegek összetételének tanulmányozásáért. Ezzel szemben a tartalmazó izotópok vizsgálata meteoritok lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk az univerzum korát, e meteoritok lehetséges eredetét és jellemzőit.
• Izotópok és a világűr tanulmányozása. Izotópokat használnak nukleáris sejtek előállítására; Ezeket az eszközöket energiatárolóként használják, amelyek a műholdak és az űrszondák berendezését és műszereit táplálják.

Ha további hasonló cikkeket szeretne olvasni Mire szolgálnak az izotópok?, javasoljuk, hogy adja meg a Az atom.

• Guerrero, R., és Berlanga, M. (2000). Stabil izotópok: Indoklás és alkalmazások. A jelenlegi spanyol mikrobiológiai társaság. (29)
• Enresa-UCO elnök (s.f) A radioaktivitás használata.