Do czego służą IZOTOPY?

Izotopy to atomy tego samego pierwiastka, które mają tę samą liczbę protonów w jądrze, ale różną liczbę neutronów. Ta różnica, która, apriorycznie, może ci się to wydawać dość nieistotne, sprawia, że ​​izotopy tego samego pierwiastka są takie same lub różne w wielu cechach i właściwościach fizycznych i chemicznych. Istoty ludzkie były w stanie wykorzystać je wszystkie dla naszej korzyści. Zastosowania izotopów są zróżnicowane i mają wpływ na bardzo różne dziedziny: pomagają nam chronić nasze żywności, aby diagnozować i leczyć choroby lub poznać wiek skamieniałych szczątków zakopanych miliony temu lat. W tej lekcji od NAUCZYCIELA zobaczymy do czego służą izotopy? i jak pomagają nam w dziesięciu różnych obszarach naszego życia.

Indeks

1. Czym są izotopy?
2. Izotopy i pozyskiwanie energii
3. Izotopy w medycynie
4. Izotopy w sztuce i archeologii
5. Izotopy w żywności i rolnictwie
6. Inne zastosowania izotopów

Atomy Składają się one w klasyczny sposób z trzech rodzajów cząstek:

Atomy pierwiastka chemicznego charakteryzują się pewną liczbą protonów. Nazywa się liczbę protonów pierwiastka w chemii liczba atomowa (Z). Atomy są elektrycznie obojętne, to znaczy mają taką samą całkowitą liczbę cząstek dodatnich (protonów) jak ujemnych (elektronów). Kolejną cechą charakterystyczną atomów jest ich liczba masowa (A) co jest sumą wszystkich protonów i neutronów, które tworzą jądro atomowe i które dają mu większość masy lub masy. Możesz dowiedzieć się więcej na ten temat w tej innej lekcji od NAUCZYCIELA na Jak uzyskać liczbę masową?

Jednak, dwa atomy tego samego pierwiastka chemicznego (o tej samej liczbie atomowej) mogą mieć różną liczbę neutronów w swoim jądrze, a zatem różną masę atomową. Te dwa atomy, o tej samej liczbie atomowej, ale różnej masie atomowej, nazywane są izotopami. Izotopy tego samego pierwiastka chemicznego mogą mieć cechy lub właściwości, które czynią je bardzo interesującymi i użytecznymi dla ludzi. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, odwiedź naszą lekcję Charakterystyka izotopów.

Teraz, gdy wiesz, czym one są, jeśli kiedykolwiek się zastanawiałeś do czego służą izotopy?, Czytaj dalej!

Jak wiesz, jednym z głównych źródeł energii na planecie jest energia jądrowa. Nazwa energii jądrowej wzięła się stąd, że energię pozyskuje się dosłownie z jądra atomów. Jak widzieliśmy wcześniej, jądro atomów składa się z protonów i neutronów, które są połączone ze sobą wielką siłą. Energia ta może zostać uwolniona i wykorzystana przez człowieka w dwóch procesach: fuzja nuklearna (połączenie dwóch jąder, które łączą się, tworząc większe i bardziej energetyczne) oraz Rozszczepienie jądrowe (rozpad lub rozdzielenie jądra na kilka mniejszych).

Obecnie większość produkcji energii jądrowej odbywa się poprzez rozszczepienie jądrowe. W tym celu Izotop plutonu «Pu-239» i izotop uranu «U-235» ponieważ są bardzo niestabilne i ciężkie, a podział jądra pociąga za sobą dość dużą produkcję energii. Kiedy jądra tych izotopów pękają, powstaje duża ich ilość w postaci ciepła; Ciepło to jest wykorzystywane w reaktorach jądrowych do podgrzewania wody, która przechodzi ze stanu ciekłego w gaz. Ta para wodna jest transportowana do turbiny, która się porusza. Z kolei ta turbina jest podłączona do Generator elektryczny którego misją jest przekształcanie energii obrotowej turbiny w energię elektryczną, którą można przechowywać, transportować i wykorzystywać w naszych domach.

Jedną z dziedzin, w której zastosowanie izotopów jest największe, jest medycyna. W przebiegu choroby możemy wyróżnić dwie fazy, w których stosuje się izotopy: diagnostykę i leczenie choroby.

Do diagnozy chorób i patologii stosuje się techniki takie jak promienie rentgenowskie lub scyntygrafia; skany opierają się na metodzie wykrywania radiofarmaceutyki, które są niczym innym jak mieszaninami substancji, wśród których występują niewielkie ilości radioizotopu. Mogą być również wykorzystywane do oznaczania niewielkich ilości enzymów lub białek wytwarzanych w niektórych procesach biologicznych.

Izotopy mogą być stosowane w leczeniu chorób. Izotopy są wykorzystywane podczas zabiegów radioterapii niszczyć komórki tworzące złośliwe tkanki i guzy; W tym procesie promieniowanie jonizujące ze sprzętu medycznego dociera do komórek nowotworowych i wpływa na ich DNA, generując tak wiele pęknięć i mutacji, że powodują ich śmierć. Ponadto przed zastosowaniem radioterapii izotopy mogą pomóc lekarzom w badaniu cech komórek nowotworowych, ich lokalizacji itp. iw ten sposób stworzyć plan działania, aby dostosować dawkę, częstotliwość i liczbę sesji napromieniania niezbędnych przed rozpoczęciem leczenia.

Innym zastosowaniem izotopów w medycynie jest zastosowanie radioizotopów do sterylizacji materiałów, urządzeń i obiektów takich jak sale operacyjne. Istnieją różne rodzaje sterylizacji radiacyjnej w zależności od stosowanego przez nas pierwiastka, chociaż najszerzej stosowanym jest promieniowanie ultrafioletowe (UV).

Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, do czego służą izotopy w świecie sztuki i archeologii, być może natknąłeś się na jedno z ich zastosowań: datowanie prac. Izotopy i porównanie ich okresów półtrwania pozwalają na datowanie wieku próbek stanowiska archeologiczne z wykopalisk, ale także z dzieł sztuki, takich jak obrazy, malowidła ścienne lub nawet rzeźby. Innym z najistotniejszych zastosowań w sztuce jest identyfikacja fałszerstwa lub przeróbki prac: dzięki analizie izotopowej można poznać nie tylko datę wykonania pracy (i wykryć ewentualne kopie), ale także wiedzieć, jakie materiały są używane do jej wykonania (i porównując je z tymi używanymi przez autora rzekomej pracy), możesz zbadać wewnętrzne warstwy prac bez uszkodzić je itp. Mikroorganizmy i owady uwięzione w mokrych obrazach można nawet wykryć i przeanalizować ich wiek.

Wreszcie izotopy można również wykorzystać do: konserwować prace i zapobiegać ich uszkodzeniom. Niektóre prace mogą być pokryte substancją, na którą następnie aplikowane jest promieniowanie gamma. Ta kombinacja monomerów i promieniowania spowalnia pogorszenie pracy, ponieważ zmniejsza postępującą utratę fiksacji, która praca cierpi, gdy jest wystawiona na działanie środowiska, jest sterylizowana, a owady, grzyby i inne, które niszczą i zanieczyszczają gra. Metodę tę stosuje się zwykle do malarstwa, ale są też inne metody, które pozwalają odzyskać nawet księgi w ekstremalnych warunkach konserwatorskich.

Rolnictwo i żywność wykorzystują izotopy na wszystkich poziomach, od momentu posadzenia rośliny aż do momentu, gdy dotrze ona do naszego stołu. Izotopy są wykorzystywane do ulepszania genetycznego gatunków roślin, które są bardzo ważne dla spożycia przez ludzi, co pozwala na rozwój odmian genetycznych bardziej produktywny, wytrzymały i wydajny. W plantacji izotopy pozwalają nam na allow świadome stosowanie nawozów ponieważ pozwalają nam wykryć ich nadużywanie. Wreszcie, podczas ich przygotowania do sprzedaży, izotopy są wykorzystywane podczas sterylizacji zarówno pojemników jak sam produkt, dzięki czemu starcza na dłużej i w lepszych warunkach, aż do jego konsumpcja.

Istnieje wiele innych zastosowań izotopów, takich jak:

• Badanie obiegu wody. Hydrologia wykorzystuje izotopy do śledzenia cyklu wody i wykrywania możliwego zanieczyszczenia wody w różnych fazach cyklu. Jednym z najważniejszych zastosowań jest wykrywanie skażenia wód gruntowych, zwłaszcza z nadużywania nawozów.
• Badania zanieczyszczeń. Izotopy służą nie tylko do określania zanieczyszczenia wody, jak widzieliśmy w poprzednim punkcie, ale mogą być używane do określania obecności związków zanieczyszczeń siarką i azotem w atmosferze lub badania zanieczyszczenia osadów substancjami ropopochodnymi, które mogą pochodzić np. z wycieku nielegalny.
• Zastosowania izotopów w przemyśle. Badanie i wiedza na temat właściwości różnych izotopów pozwoliły przemysłowi na ulepszenie i rozwój procesów ale także w celu sprawdzenia, czy różne instrumenty, części lub przedmioty są w idealnym stanie (kontrola jakość).
• W górnictwie i kosmologii. Izotopy są wykorzystywane do tworzenia sond jądrowych, odpowiedzialnych za badanie składu różnych warstw tworzących naszą planetę. W przeciwieństwie do tego badanie izotopów zawierających meteoryty pozwala nam zbadać wiek wszechświata, możliwe pochodzenie tych meteorytów i jego cechy.
• Izotopy i badanie przestrzeni kosmicznej. Izotopy są używane do wytwarzania komórek jądrowych; Urządzenia te są wykorzystywane jako magazyny energii, które zasilają sprzęt i instrumenty satelitów i sond kosmicznych.

Jeśli chcesz przeczytać więcej artykułów podobnych do Do czego służą izotopy?, zalecamy wpisanie naszej kategorii Atom.

• Guerrero, R. i Berlanga, M. (2000). Izotopy stabilne: uzasadnienie i zastosowania. Obecne Hiszpańskie Towarzystwo Mikrobiologiczne (29).
• Enresa-UCO Chair (s.f) Wykorzystanie radioaktywności.