Kam skirti izotopai?

Izotopai yra to paties elemento atomai, kurių branduolyje yra vienodas protonų skaičius, tačiau neutronų skaičius yra skirtingas. Šis skirtumas, a priori, jums tai gali atrodyti nereikšminga, todėl to paties elemento izotopai tampa vienodi arba skirtingi daugeliu fizinių ir cheminių savybių ir savybių. Žmonės galėjo pasinaudoti visais jais mūsų labui. Izotopų panaudojimas yra įvairus ir veikia labai skirtingas sritis: jie padeda mums išsaugoti savo maisto, diagnozuoti ir išgydyti ligas ar išsiaiškinti prieš milijonus palaidotų iškastinių liekanų amžių metų. Šioje Dėstytojo pamokoje pamatysime kam skirti izotopai ir kaip jie mums padeda dešimtyje skirtingų gyvenimo sričių.

Indeksas

1. Kas yra izotopai?
2. Izotopai ir energijos gavimas
3. Izotopai medicinoje
4. Izotopai dailėje ir archeologijoje
5. Žemės ūkio ir maisto izotopai
6. Kiti izotopų pritaikymai

Atomai Jie klasikiniu būdu susideda iš trijų tipų dalelių: neutronai, protonai ir elektronai

Cheminio elemento atomai būdingi tam tikru protonų skaičiumi. Kviečiamas elemento protonų skaičius chemijoje atominis skaičius (Z). Atomai yra elektriškai neutralūs, tai yra, jie turi tą patį bendrą teigiamų dalelių (protonų) skaičių, kaip ir neigiamų (elektronai). Kitas atomams būdingas dalykas yra jų masės numeris (A) kuri yra visų protonų ir neutronų, sudarančių atomo branduolį, suma ir suteikianti jai didžiąją dalį savo svorio ar masės. Daugiau apie tai galite sužinoti šioje kitoje MOKYTOJO pamokoje Kaip gauti masės skaičių?

Tačiau du to paties cheminio elemento atomai (su tuo pačiu atominiu skaičiumi) branduolyje gali būti skirtingas neutronų skaičius, taigi ir skirtinga atominė masė. Šie du atomai, turintys tą patį atomų skaičių, bet skirtingus atomų svorius, vadinami izotopais. Izotopai to paties cheminio elemento savybės ar savybės gali padaryti juos labai įdomius ir naudingus žmonėms. Jei norite sužinoti daugiau apie temą, galite apsilankyti mūsų pamokoje Izotopų charakteristikos.

Dabar, kai žinote, kokie jie yra, jei kada susimąstėte kam skirti izotopai, skaityk toliau!

Kaip žinote, vienas pagrindinių planetos energijos šaltinių yra branduolinė energija. Branduolinės energijos pavadinimas kilo iš to, kad energija gaunama tiesiogine prasme iš atomų branduolio. Kaip matėme anksčiau, atomų branduolį sudaro protonai ir neutronai, kurie dėl didelės jėgos yra susiję. Šią energiją žmogus gali išlaisvinti ir panaudoti dviem procesais: branduolio sintezė (dviejų branduolių, kurie susijungia, kad sudarytų didesnį ir energingesnį, derinys) ir Branduolio skilimas (branduolio suirimas ar atskyrimas į keletą mažesnių).

Šiuo metu didžiąją dalį branduolinės energijos gamina branduolio dalijimasis. Tam reikia Plutonio izotopas «Pu-239» ir urano izotopas «U-235» kadangi jie yra labai nestabilūs ir sunkūs, o branduolio padalijimas reiškia gana didelę energijos gamybą. Plyšus šiems izotopams, susidaro didelis šilumos kiekis; Ši šiluma naudojama branduoliniuose reaktoriuose vandeniui kaitinti, kuris iš skystos būsenos virsta dujomis. Šie vandens garai pernešami į turbiną, kuri juda. Savo ruožtu ta turbina yra prijungta prie a Elektrinis generatorius kurio misija yra paversti turbinos posūkio energiją elektros energija, kurią galima laikyti, transportuoti ir naudoti mūsų namuose.

Viena iš sričių, kurioje izotopų panaudojimas yra didžiausias, yra medicina. Ligos metu galime išskirti dvi fazes, kuriose naudojami izotopai: ligos diagnozė ir gydymas.

Ligoms ir patologijoms diagnozuoti naudojamos tokios technikos kaip rentgeno spinduliai arba scintigrafija; nuskaito yra pagrįsti aptikimo metodu radiofarmaciniai preparatai, kurie yra ne kas kita, kaip medžiagų mišiniai, tarp kurių yra nedidelis radioizotopo kiekis. Jie taip pat gali būti naudojami nustatant nedidelį fermentų ar baltymų kiekį, susidarantį kai kuriuose biologiniuose procesuose.

Izotopai gali būti naudojami ligų gydymui. Izotopai naudojami radioterapijos procedūrų metu sunaikinti ląsteles, kurios sudaro piktybinius audinius ir navikus; Šiame procese medicininės įrangos jonizuojanti spinduliuotė pasiekia naviko ląsteles ir veikia jų DNR, generuodama tiek daug lūžių ir mutacijų, kad sukelia jų mirtį. Be to, prieš taikydami radioterapijos procedūras, izotopai gali padėti gydytojams ištirti naviko ląstelių savybes, jų vietą ir kt. ir tokiu būdu sukurkite veiksmų planą, kad pakoreguotumėte dozę, apšvitinimo seansų dažnį ir skaičių, būtiną prieš pradedant gydymą.

Kitas izotopų panaudojimas medicinoje yra radioizotopų naudojimas sterilizuojant medžiagas, įrangą ir patalpas, tokias kaip operacinės. Yra įvairių rūšių sterilizacija, priklausomai nuo elemento, kurį naudojame, nors plačiausiai naudojama ultravioletinė (UV) spinduliuotė.

Jei kada susimąstėte, kam skirti izotopai meno ir archeologijos pasaulyje, galbūt susidūrėte su viena iš jų taikymo sričių: darbų datavimas. Izotopai ir jų pusinės trukmės palyginimas leidžia nustatyti mėginių amžių archeologinių vietų iš kasinėjimų, bet ir iš meno kūrinių, tokių kaip paveikslai, freskos ar kt net skulptūros. Kitas aktualiausias meno taikymas yra kūrinių klastotės ar pakeitimai: izotopų analizės dėka galima žinoti ne tik kūrinio pagaminimo datą (ir aptikti galimas kopijas), bet ir žinoti, kokia medžiaga yra (ir palyginkite juos su tariamo kūrinio autoriaus naudojamais), galite ištirti vidinius kūrinių sluoksnius be sugadinti juos ir t. Mikroorganizmus ir vabzdžius, kurie buvo įstrigę šlapiuose paveiksluose, galima net aptikti ir išanalizuoti jų amžių.

Galiausiai izotopai taip pat gali būti naudojami išsaugoti kūrinius ir užkirsti kelią jų pažeidimams. Tam tikrus darbus galima apimti medžiaga, kuriai tada taikoma gama spinduliuotė. Šis monomerų ir radiacijos derinys sulėtina darbo blogėjimą, nes sumažina laipsnišką fiksacijos praradimą darbas kenčia veikiamas aplinkos, jis yra sterilizuojamas, o vabzdžiai, grybai ir kiti kenkia ir užteršia vaidina. Šis metodas paprastai taikomas paveikslams, tačiau yra ir kitų metodų, leidžiančių susigrąžinti net knygas ekstremaliomis konservavimo sąlygomis.

Žemės ūkyje ir maiste naudojami izotopai visais lygmenimis - nuo augalų pasodinimo iki mūsų stalo. Izotopai naudojami augalų rūšių, kurios yra labai svarbios žmonėms vartoti, genetiniam tobulinimui, o tai leidžia genetinių veislių kūrimas našesnis, atsparesnis ir efektyvesnis. Patekę į plantaciją, izotopai leidžia mums a sąmoningas trąšų naudojimas nes jie leidžia mums nustatyti jų per didelį vartojimą. Galiausiai, ruošiantis rinkai, izotopai naudojami sterilizuojant konteinerių, kaip ir tas pats produktas, todėl jis tarnauja ilgiau ir geresnėmis sąlygomis iki jo vartojimas.

Yra daugybė kitų izotopų taikymo būdų, pavyzdžiui:

• Vandens ciklo tyrimas. Hidrologija naudoja izotopus, kad stebėtų vandens apytaką ir nustatytų galimą vandens užterštumą įvairiais ciklo etapais. Viena iš svarbiausių programų yra požeminio vandens užterštumo nustatymas, ypač dėl per didelio trąšų naudojimo.
• Taršos tyrimai. Izotopai naudojami ne tik vandens užterštumui nustatyti, kaip matėme ankstesniame punkte, bet ir jais galima nustatyti junginių buvimą sieros ir azoto teršalų atmosferoje arba tirti nuosėdų užterštumą naftos dariniais, kurie gali atsirasti, pavyzdžiui, išsiliejus neteisėtas.
• Izotopų panaudojimas pramonėje. Įvairių izotopų savybių tyrimas ir žinojimas leido pramonei tobulinti ir plėtoti procesus bet taip pat patikrinti, ar skirtingi prietaisai, dalys ar daiktai yra nepriekaištingos būklės ( kokybė).
• Kasybos ir kosmologijos srityse. Izotopai naudojami kuriant branduolinius zondus, kurie yra atsakingi už skirtingų mūsų planetą sudarančių sluoksnių sudėties tyrimą. Kita vertus, tiriant izotopus, kuriuose yra meteoritai leidžia mums ištirti visatos amžių, galimą šių meteoritų kilmę ir jo ypatybes.
• Izotopai ir kosmoso tyrimas. Izotopai naudojami branduolinėms ląstelėms gaminti; Šie prietaisai naudojami kaip energijos atsargos, tiekiančios palydovų ir kosminių zondų įrangą ir prietaisus.

Jei norite perskaityti daugiau panašių į Kam skirti izotopai?, rekomenduojame įvesti mūsų kategoriją Atomas.

• Guerrero, R., & Berlanga, M. (2000). Stabilūs izotopai: pagrindimas ir taikymas. Dabartinė Ispanijos mikrobiologijos draugija. (29)
• „Enresa-UCO“ pirmininkė (s.f) Radioaktyvumo naudojimas.