לשם מה ISOTOPES?

איזוטופים הם אטומים מאותו יסוד שיש להם מספר זהה של פרוטונים בגרעין אך בעלי מספר שונה של נויטרונים. ההבדל הזה ש מראש, זה אולי נראה לך חסר משמעות למדי, זה הופך את האיזוטופים של אותו יסוד זהים או שונים במאפיינים ותכונות רבים, פיזיקלים וכימיים. בני אדם הצליחו לנצל את כולם לטובתנו. היישומים של איזוטופים מגוונים ומשפיעים על תחומים שונים מאוד: הם עוזרים לנו לשמר את השטח שלנו מזון, לאבחון וריפוי מחלות או כדי לגלות את עידן שרידי המאובנים שנקברו לפני מיליונים של שנים. בשיעור זה של מורה שנראה בשביל מה יש איזוטופים ואיך הם עוזרים לנו בעשרה תחומים שונים בחיינו.

אינדקס

1. מהם איזוטופים?
2. איזוטופים והשגת אנרגיה
3. איזוטופים ברפואה
4. איזוטופים באמנות ובארכיאולוגיה
5. איזוטופים במזון ובחקלאות
6. יישומים אחרים של איזוטופים

האטומים הם עשויים, באופן קלאסי, משלושה סוגים של חלקיקים: נויטרונים, פרוטונים ואלקטרונים. הנויטרונים והפרוטונים יוצרים את הגרעין ואילו האלקטרונים סובבים סביב הגרעין ויוצרים "ענן אלקטרונים".

האטומים של יסוד כימי מאופיינים בכך שיש להם מספר מסוים של פרוטונים. מספר הפרוטונים של אלמנט בכימיה נקרא

למרות זאת, שני אטומים מאותו יסוד כימי (עם אותו מספר אטומי) יכולים להיות מספר שונה של נויטרונים בגרעין שלהם, ולכן משקל אטומי שונה. שני אטומים אלה, בעלי אותו מספר אטומי אך משקל אטומי שונה, נקראים איזוטופים. איזוטופים מאותו יסוד כימי עשויים להיות בעלי מאפיינים או תכונות ההופכים אותם למעניינים מאוד ושימושיים עבור בני אדם. אם אתה רוצה לדעת יותר על הנושא אתה יכול לבקר בשיעור שלנו מאפייני איזוטופים.

עכשיו שאתה יודע מה הם, אם תהית אי פעם בשביל מה יש איזוטופים, המשך לקרוא!

כידוע, אחד ממקורות האנרגיה העיקריים על פני כדור הארץ הוא האנרגיה הגרעינית. שמה של אנרגיה גרעינית נובע מכך שאנרגיה מתקבלת, פשוטו כמשמעו, מגרעין האטומים. כפי שראינו קודם, גרעין האטומים מורכב מפרוטונים ונויטרונים, המקושרים זה לזה עקב כוח גדול. אנרגיה זו יכולה להשתחרר ולהשתמש באדם באמצעות שני תהליכים: היתוך גרעיני (השילוב של שני גרעינים, המצטרפים ליצירת אחד גדול ואנרגטי יותר) ו- ראייה גרעינית (התפרקות או הפרדה של גרעין לכמה קטנים יותר).

נכון לעכשיו, מרבית ייצור האנרגיה הגרעינית נעשה על ידי ביקוע גרעיני. לשם כך, איזוטופ פלוטוניום «Pu-239» ואיזוטופ אורניום «U-235» מכיוון שהם מאוד לא יציבים וכבדים וחלוקת הגרעין גוררת ייצור אנרגיה גבוה למדי. כאשר גרעיני האיזוטופים הללו נקרעים, נוצרת כמות גדולה בצורת חום; חום זה משמש בכורים גרעיניים לחימום מים, אשר עוברים ממצב נוזלי לגז. אדי מים אלה מועברים לטורבינה, שזזה. בתורו, הטורבינה הזו מחוברת ל- a גנרטור חשמלי המשימה שלה היא להפוך את הטורבינה שהופכת אנרגיה לאנרגיה חשמלית, שניתן לאחסן, להעביר ולהשתמש בה בבתים שלנו.

אחד התחומים בהם יישום האיזוטופים הוא הגדול ביותר הוא ברפואה. אנו יכולים להבחין בשני שלבים במהלך המחלה בהם משתמשים באיזוטופים: אבחון וטיפול במחלה.

לאבחון מחלות ופתולוגיות, טכניקות כגון צילומי רנטגן או סינטיגרפיה; ה סריקות מבוססים על שיטת איתור תרופות רדיואקטיביות, שהם לא יותר מתערובות של חומרים שביניהם יש כמויות קטנות של רדיואיזוטופ. הם יכולים לשמש גם לקביעת כמויות קטנות של אנזימים או חלבונים הנוצרים בתהליכים ביולוגיים מסוימים.

ניתן להשתמש באיזוטופים לטיפול במחלות. משתמשים באיזוטופים במהלך טיפולי הטיפול בהקרנות להשמיד תאים היוצרים רקמות וגידולים ממאירים; בתהליך זה, הקרינה המייננת מציוד רפואי מגיעה לתאי הגידול ומשפיעה על ה- DNA שלהם, ויוצרת כל כך הרבה שברים ומוטציות שהם גורמים למותם. בנוסף, לפני החלת טיפולי רדיותרפיה, איזוטופים יכולים לעזור לרופאים לחקור את מאפייני תאי הגידול, מיקומם וכו '. ובדרך זו ליצור תוכנית פעולה להתאמת המינון, התדירות ומספר מפגשי ההקרנה הנחוצים לפני תחילת הטיפול.

יישום נוסף של איזוטופים ברפואה הוא יישום רדיואיזוטופים לעיקור חומר, ציוד ומתקנים כגון חדרי ניתוח. ישנם סוגים שונים של עיקור קרינה בהתאם לאלמנט בו אנו משתמשים, אם כי הנפוץ ביותר הוא קרינה אולטרה סגולה (UV).

אם שאלתם את עצמכם אי פעם בשביל מה נועדו איזוטופים בעולם האמנות והארכיאולוגיה, יתכן שנתקלתם באחד היישומים שלהם: היכרויות של עבודות. האיזוטופים והשוואת מחצית החיים של אלה מאפשרים תאריך גיל הדגימות אתרים ארכיאולוגיים מחפירות אך גם מיצירות אמנות כגון ציורים, ציורי קיר או אפילו פסלים. אחת היישומים הרלוונטיים ביותר באמנות היא זיהוי זיופים או שינויים ביצירות: הודות לניתוח איזוטופים ניתן לדעת לא רק את התאריך בו נעשתה עבודה (ולגלות עותקים אפשריים) אלא גם לדעת מהם החומרים נהג להכין אותו (ולהשוות אותם לאלה ששימש מחבר היצירה כביכול), אתה יכול לחקור את השכבות הפנימיות של העבודות בלי לפגוע בהם וכו '. ניתן אפילו לגלות מיקרואורגניזמים וחרקים שנלכדו בציורים רטובים ולנתח את גילם.

לבסוף, ניתן להשתמש גם באיזוטופים לשמר עבודות ולמנוע פגיעה בהן. ניתן לכסות עבודות מסוימות בחומר עליו מוחלת קרינת גמא. שילוב זה של מונומרים וקרינה מאט את הידרדרות העבודה מכיוון שהוא מפחית את אובדן הקיבעון ההולך ומתמשך העבודה סובלת כאשר היא נחשפת לסביבה, היא מעוקרת וחרקים, פטריות ואחרים שפוגעים ומזהמים את מחזות. שיטה זו מוחלת בדרך כלל על ציורים אך ישנן שיטות אחרות המאפשרות לשחזר אפילו ספרים בתנאי שימור קיצוניים.

חקלאות ומזון משתמשים באיזוטופים בכל הרמות, מלפני שתילת הצמח ועד שהוא מגיע לשולחן שלנו. האיזוטופים משמשים לשיפור גנטי של מיני צמחים החשובים מאוד לצריכה אנושית, מה שמאפשר התפתחות זנים גנטיים פרודוקטיבי יותר, עמיד ויעיל יותר. ברגע שמטעים, האיזוטופים מאפשרים לנו שימוש מודע בדשנים מכיוון שהם מאפשרים לנו לזהות את השימוש החורג שלהם. לבסוף, במהלך הכנתם לשיווק, משתמשים באיזוטופים במהלך עיקור בשניהם של מכולות כמו אותו מוצר עצמו, מה שגורם לו להחזיק מעמד זמן רב יותר ובתנאים טובים יותר, עד שהוא צְרִיכָה.

ישנם יישומים רבים אחרים של איזוטופים, כגון:

• לימוד מחזור המים. ההידרולוגיה משתמשת באיזוטופים כדי לעקוב אחר מחזור המים ולגלות זיהום אפשרי של המים בשלבים שונים של המחזור. אחד היישומים החשובים ביותר הוא גילוי זיהום מי תהום, במיוחד משימוש יתר בדשנים.
• מחקרי זיהום. איזוטופים משמשים לא רק לקביעת זיהום מים כפי שראינו בנקודה הקודמת, אלא ניתן להשתמש בהם לקביעת נוכחותם של תרכובות מזהמי גופרית וחנקן באטמוספירה או לחקר זיהום המשקעים על ידי נגזרות נפט שיכולים להגיע, למשל, מהשפך בִּלתִי חוּקִי.
• יישומי איזוטופ בתעשייה. המחקר והידע על תכונות האיזוטופים השונים אפשרו לתעשייה לשפר ולפתח תהליכים אלא גם כדי לוודא כי מכשירים, חלקים או חפצים שונים במצב מושלם (שליטה על איכות).
• בכרייה ובקוסמולוגיה. איזוטופים משמשים ליצירת בדיקות גרעיניות, האחראיות על חקר הרכב השכבות השונות המרכיבות את כדור הארץ שלנו. מצד שני, חקר האיזוטופים המכילים מטאוריטים מאפשר לנו לחקור את עידן היקום, מקורם האפשרי של מטאוריטים אלה ומאפייניו.
• איזוטופים וחקר החלל החיצון. איזוטופים משמשים לייצור תאים גרעיניים; מכשירים אלה משמשים כמאגרי אנרגיה המניעים את הציוד והמכשירים של לוויינים וגששי חלל.

אם אתה רוצה לקרוא מאמרים נוספים הדומים ל- לשם מה נועדו איזוטופים?אנו ממליצים לך להיכנס לקטגוריה שלנו האטום.

• גררו, ר 'וברלנגה, מ' (2000). איזוטופים יציבים: רציונל ויישומים. האגודה הספרדית הנוכחית למיקרוביולוגיה. (29).
• יו"ר Enresa-UCO (s.f) שימוש ברדיואקטיביות.