რისთვის არის იზოტოპები?
იზოტოპები იგივე ელემენტის ატომებია, რომლებსაც ბირთვში აქვთ იგივე რაოდენობის პროტონები, მაგრამ აქვთ ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა. ეს განსხვავებაა აპრიორი, შეიძლება ეს თქვენთვის საკმაოდ უმნიშვნელო აღმოჩნდეს, ეს ერთი და იგივე ელემენტის იზოტოპებს ერთნაირს ან განსხვავდება მრავალი მახასიათებლით და თვისებით, ფიზიკური და ქიმიური. ადამიანებმა შეძლეს ყველა მათგანის გამოყენება ჩვენი სარგებლობისთვის. იზოტოპების გამოყენება მრავალფეროვანია და გავლენას ახდენს ძალიან განსხვავებულ სფეროებზე: ისინი გვეხმარებიან ჩვენი ძალების შენარჩუნებაში საკვები, დაავადებების დიაგნოზირება და განკურნება ან მილიონობით წლის წინ დაკრძალული ნამარხი ნაშთების ხანის დადგენა წლების მასწავლებლის ამ გაკვეთილზე ვნახავთ რისთვის არის იზოტოპები და როგორ გვეხმარებიან ისინი ჩვენი ცხოვრების ათი სხვადასხვა სფეროში.
ინდექსი
- რა არის იზოტოპები?
- იზოტოპები და ენერგიის მიღება
- იზოტოპები მედიცინაში
- იზოტოპები ხელოვნებასა და არქეოლოგიაში
- იზოტოპები სოფლის მეურნეობაში და საკვებ პროდუქტებში
- იზოტოპების სხვა გამოყენება
რა არის იზოტოპები?
ატომები ისინი კლასიკური გზით შედგება სამი სახის ნაწილაკებისაგან: ნეიტრონები, პროტონები და ელექტრონები. ნეიტრონები და პროტონები წარმოქმნიან ბირთვს, ხოლო ელექტრონები ბირთვის გარშემო ბრუნავენ და წარმოქმნიან "ელექტრონულ ღრუბელს".
ქიმიური ელემენტის ატომებს ახასიათებთ პროტონების გარკვეული რაოდენობა. ქიმიაში ელემენტის პროტონის რაოდენობა ეწოდება ატომური ნომერი (Z). ატომები ელექტრონულად ნეიტრალურია, ანუ მათ აქვთ დადებითი ნაწილაკების (პროტონები) საერთო საერთო რაოდენობა, როგორც უარყოფითი (ელექტრონები). კიდევ ერთი რამ, რაც ახასიათებს ატომებს, არის მათი მასის ნომერი (A) რაც არის ატომური ბირთვის შემადგენელი ყველა პროტონისა და ნეიტრონის ჯამი და მას აძლევს მისი წონის ან მასის უმეტეს ნაწილს. ამის შესახებ მეორეს გაკვეთილზე შეგიძლიათ გაეცნოთ მასწავლებელს როგორ მივიღოთ მასობრივი ნომერი?
თუმცა, ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტის ორი ატომი (ერთი და იგივე ატომური რიცხვით) შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონების ბირთვში და, შესაბამისად, განსხვავებული ატომური წონა. ამ ორ ატომს, იგივე ატომური რიცხვის, მაგრამ განსხვავებული ატომური წონის, იზოტოპებს უწოდებენ. იზოტოპები იგივე ქიმიური ელემენტის შეიძლება ჰქონდეს ისეთი მახასიათებლები ან თვისებები, რომლებიც მათ ადამიანისთვის ძალზე საინტერესო და სასარგებლო გახდის. თუ გსურთ მეტი გაეცნოთ საგანს, შეგიძლიათ ეწვიოთ ჩვენს გაკვეთილს იზოტოპების მახასიათებლები.
ახლა თქვენ იცით, რა არიან ისინი, თუ ოდესმე გიფიქრიათ რისთვის არის იზოტოპები, განაგრძე კითხვა!
იზოტოპები და ენერგიის მიღება.
მოგეხსენებათ, რომ პლანეტაზე ენერგიის ერთ-ერთი მთავარი წყაროა ბირთვული ენერგია. ბირთვული ენერგიის სახელი მომდინარეობს იქიდან, რომ ენერგია მიიღება, სიტყვასიტყვით, ატომების ბირთვიდან. როგორც ადრე ვნახეთ, ატომების ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან, რომლებიც დიდი ძალის გამო ერთმანეთთანაა დაკავშირებული. ეს ენერგია შეიძლება გამოიყოს და გამოიყენოს ადამიანმა ორი პროცესის საშუალებით: ბირთვული fusion (ორი ბირთვის კომბინაცია, რომელიც უერთდება უფრო დიდი და უფრო ენერგიული) და ბირთვული fision (ბირთვის დაშლა ან გამოყოფა რამდენიმე პატარა ბირთვში).
ამჟამად ბირთვული ენერგიის წარმოების უმეტესი ნაწილი ხდება ბირთვული გახლეჩის შედეგად. ამისათვის პლუტონიუმის იზოტოპი «Pu-239» და ურანის იზოტოპი «U-235» ვინაიდან ისინი ძალიან არასტაბილური და მძიმეა და ბირთვის დაყოფა საკმაოდ მაღალ ენერგიის წარმოებას გულისხმობს. ამ იზოტოპების ბირთვების გახეთქვისას დიდი რაოდენობით წარმოიქმნება სითბოს სახით; ეს სითბო გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში წყლის გასათბობად, რომელიც თხევადიდან გაზამდე გადადის. ეს წყლის ორთქლი ტრანსპორტირდება ტურბინში, რომელიც მოძრაობს. თავის მხრივ, ეს ტურბინი უკავშირდება ა ელექტრო გენერატორი რომლის მისიაა ტურბინის გარდამტეხი ენერგიის ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნა, რომლის შენახვა, ტრანსპორტირება და გამოყენება ჩვენს სახლებში შეიძლება.
იზოტოპები მედიცინაში.
ერთ-ერთი დარგი, რომელშიც იზოტოპების გამოყენება ყველაზე დიდია, მედიცინაშია. დაავადების დროს შეგვიძლია განვასხვავოთ ორი ეტაპი, რომელშიც იზოტოპები გამოიყენება: დაავადების დიაგნოზი და მკურნალობა.
დაავადებებისა და პათოლოგიების დიაგნოზირებისთვის, ისეთი ტექნიკა, როგორიცაა რენტგენი ან სკინტიგრაფია; სკანირება ეფუძნება გამოვლენის მეთოდს რადიოფარმაცევტული საშუალებები, რომლებიც სხვა არაფერია თუ არა ნივთიერებების ნარევები, რომელთა შორის მცირე რაოდენობით არის რადიოიზოტოპი. მათი გამოყენება ასევე შეიძლება ზოგიერთ ბიოლოგიურ პროცესში წარმოქმნილი ფერმენტების ან ცილების მცირე რაოდენობის დასადგენად.
იზოტოპების გამოყენება შესაძლებელია დაავადებების სამკურნალოდ. იზოტოპებს იყენებენ სხივური თერაპიის მკურნალობის დროს უჯრედების განადგურება, რომლებიც ქმნიან ავთვისებიან ქსოვილებს და სიმსივნეებს; ამ პროცესში, სამედიცინო აპარატების მაიონიზებელი გამოსხივება აღწევს სიმსივნის უჯრედებზე და ახდენს გავლენას მათ დნმ-ზე, წარმოშობს იმდენ შესვენებასა და მუტაციას, რომ მათ სიკვდილს იწვევს. გარდა ამისა, რადიოთერაპიის მკურნალობის გამოყენებამდე იზოტოპებს შეუძლიათ დაეხმარონ ექიმებს, შეისწავლონ სიმსივნის უჯრედების მახასიათებლები, მათი ადგილმდებარეობა და ა.შ. და ამ გზით შექმენით სამოქმედო გეგმა დოზის, სიხშირისა და დასხივების სესიების რაოდენობის შესასწორებლად, რაც აუცილებელია მკურნალობის დაწყებამდე.
იზოტოპების კიდევ ერთი გამოყენება მედიცინაში არის რადიოიზოტოპების გამოყენება ისეთი მასალის, აღჭურვილობისა და საშუალებების სტერილიზაციისთვის, როგორიცაა საოპერაციო ოთახები. არსებობს რადიაციული სტერილიზაციის სხვადასხვა სახეობა, რაც დამოკიდებულია ჩვენს მიერ გამოყენებულ ელემენტზე, თუმცა ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ულტრაიისფერი (UV) გამოსხივება.
იზოტოპები ხელოვნებასა და არქეოლოგიაში.
თუ ოდესმე გიფიქრიათ რა არის იზოტოპები ხელოვნებისა და არქეოლოგიის სამყაროში, შეიძლება შეგხვდეთ მათი ერთ – ერთი გამოყენების: ნამუშევრების დათარიღება. იზოტოპები და მათი ნახევარგამოყოფის პერიოდის შედარება საშუალებას გვაძლევს თარიღდება ნიმუშების ასაკი არქეოლოგიური ადგილები გათხრების შედეგად, ასევე ხელოვნების ნიმუშებისგან, როგორიცაა ნახატები, ფრესკები ან ქანდაკებებიც კი. კიდევ ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პროგრამა ხელოვნებაში არის იდენტიფიკაცია ნამუშევრების გაყალბება ან შეცვლა: იზოტოპური ანალიზის წყალობით შესაძლებელია იცოდეთ არა მხოლოდ სამუშაოების შესრულების თარიღი (და აღმოაჩინოთ შესაძლო ასლები), არამედ იცოდეთ რა მასალები იყო გამოყენებული იქნა მისი შესადგენად (და შეადარეთ ისინი სავარაუდო ნაწარმოების ავტორის მიერ გამოყენებულ ნიმუშებთან), შეგიძლიათ გამოიკვლიოთ ნაწარმოების შიდა ფენები დააზიანოს ისინი და ა.შ. მიკროორგანიზმები და მწერები, რომლებიც სველ ნახატებში იყვნენ ჩარჩენილი, შეიძლება გამოვლინდეს და მოხდეს მათი ასაკის ანალიზი.
დაბოლოს, იზოტოპების გამოყენებაც შეიძლება შეინარჩუნოს სამუშაოები და არ დაუშვას მათი დაზიანება. გარკვეული სამუშაოები შეიძლება დაფარული იყოს იმ ნივთიერებით, რომელზეც შემდეგ გამოიყენება გამა გამოსხივება. მონომერების და გამოსხივების ეს კომბინაცია ანელებს მუშაობის გაუარესებას, რადგან ამცირებს ფიქსაციის პროგრესულ დაკარგვას, რაც სამუშაო განიცდის გარემოზე ზემოქმედებისას, იგი სტერილიზდება და მწერები, სოკოები და სხვები აზიანებენ და აბინძურებენ ნათამაშები. ეს მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენება ნახატებზე, მაგრამ არსებობს სხვა მეთოდებიც, რომლებიც საშუალებას იძლევა წიგნებიც კი აღდგეს კონსერვაციის უკიდურეს პირობებში.
იზოტოპები სოფლის მეურნეობაში და საკვებ პროდუქტებში.
სოფლის მეურნეობისა და საკვების გამოყენების იზოტოპები ყველა დონეზე, მცენარის დარგვამდე, სანამ ჩვენს სუფრას მიაღწევს. იზოტოპები გამოიყენება მცენარეთა იმ გენეტიკური გაუმჯობესებისათვის, რომლებიც ძალზე მნიშვნელოვანია ადამიანის მოხმარებისთვის, რაც საშუალებას იძლევა გენეტიკური ჯიშების განვითარება უფრო პროდუქტიული, გამძლე და ეფექტური. პლანტაციაში მოხვედრის შემდეგ იზოტოპები საშუალებას გვაძლევს ა სასუქების შეგნებული გამოყენება რადგან ისინი საშუალებას გვაძლევს დავადგინოთ მათი ზედმეტი გამოყენება. დაბოლოს, მარკეტინგისთვის მომზადების დროს, იზოტოპები გამოიყენება სტერილიზაციის დროს კონტეინერების, როგორც იგივე პროდუქტის, რაც მას უფრო დიდხანს და უკეთეს პირობებში აგრძელებს მოხმარება
იზოტოპების სხვა გამოყენება.
იზოტოპების მრავალი სხვა პროგრამა არსებობს, როგორიცაა შემდეგი:
- წყლის ციკლის შესწავლა. ჰიდროლოგია იყენებს იზოტოპებს წყლის ციკლის დასადევნებლად და ციკლის სხვადასხვა ფაზებში წყლის შესაძლო დაბინძურების დასადგენად. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პროგრამაა მიწისქვეშა წყლების დაბინძურების გამოვლენა, განსაკუთრებით სასუქების ზედმეტი გამოყენების გამო.
- დაბინძურების კვლევები. იზოტოპები გამოიყენება არა მხოლოდ წყლის დაბინძურების დასადგენად, როგორც ეს ვნახეთ წინა პუნქტში, მაგრამ მათი გამოყენება შესაძლებელია ნაერთების არსებობის დასადგენად. გოგირდის და აზოტის დამაბინძურებლები ატმოსფეროში ან ნავთობპროდუქტების მიერ ნალექების დაბინძურების შესასწავლად, რომლებიც შეიძლება წარმოიშვას, მაგალითად, დაღვრა უკანონო
- იზოტოპების გამოყენება ინდუსტრიაში. სხვადასხვა იზოტოპების თვისებების შესწავლამ და ცოდნამ ინდუსტრიას პროცესების გაუმჯობესებისა და განვითარების შესაძლებლობა მისცა ასევე იმის შემოწმება, რომ სხვადასხვა ინსტრუმენტები, ნაწილები ან საგნები იდეალურ მდგომარეობაშია (კონტროლი) ხარისხი).
- სამთო და კოსმოლოგიაში. იზოტოპები გამოიყენება ბირთვული ზონდების შესაქმნელად, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ჩვენი პლანეტის სხვადასხვა ფენების შემადგენლობის შესწავლაზე. ამის საპირისპიროდ, იზოტოპების შესწავლა, რომლებიც შეიცავს მეტეორიტები საშუალებას გვაძლევს გამოვიკვლიოთ სამყაროს ასაკი, ამ მეტეორიტების შესაძლო წარმოშობა და მისი მახასიათებლები.
- იზოტოპები და გარე სამყაროს შესწავლა. იზოტოპები გამოიყენება ბირთვული უჯრედების დასამზადებლად; ეს მოწყობილობები გამოიყენება ენერგიის საწყობებად, რომლებიც ამარაგებენ თანამგზავრების და კოსმოსური ზონდების მოწყობილობებსა და ინსტრუმენტებს.
თუ გსურთ წაიკითხოთ სხვა მსგავსი სტატიები რისთვის გამოიყენება იზოტოპები?გირჩევთ შეიყვანოთ ჩვენი კატეგორია ატომი.
ბიბლიოგრაფია
- Guerrero, R., & Berlanga, M. (2000). სტაბილური იზოტოპები: დასაბუთება და პროგრამები. ამჟამინდელი მიკრობიოლოგიის ესპანური საზოგადოება. (29)
- Enresa-UCO თავმჯდომარე (s.f) რადიოაქტივობის გამოყენება.
