Na čo slúžia ISOTOPY?

Izotopy sú atómy toho istého prvku, ktoré majú rovnaký počet protónov v jadre, ale majú rôzny počet neutrónov. Tento rozdiel, a priori, môže sa vám zdať dosť nepodstatný, robí izotopy toho istého prvku rovnakým alebo odlišným v mnohých vlastnostiach a vlastnostiach, fyzikálnych i chemických. Ľudské bytosti boli schopné využiť všetky z nich v náš prospech. Aplikácie izotopov sú rôzne a ovplyvňujú veľmi odlišné polia: pomáhajú nám šetriť potravín, diagnostikovať a liečiť choroby alebo zistiť vek fosílnych pozostatkov pochovaných pred miliónmi rokov rokov. V tejto lekcii od UČITEĽA uvidíme na čo slúžia izotopy a ako nám pomáhajú v desiatich rôznych oblastiach nášho života.

Register

1. Čo sú to izotopy?
2. Izotopy a získavanie energie
3. Izotopy v medicíne
4. Izotopy v umení a archeológii
5. Izotopy v potravinárstve a poľnohospodárstve
6. Iné aplikácie izotopov

Atómy Skladajú sa klasickým spôsobom z troch druhov častíc: neutróny, protóny a elektróny. Neutróny a protóny tvoria jadro, zatiaľ čo elektróny sa otáčajú okolo jadra a vytvárajú „elektrónový mrak“.

Atómy chemického prvku sú charakterizované tým, že majú určitý počet protónov. Počet protónov prvku v chémii sa nazýva atómové číslo (Z). Atómy sú elektricky neutrálne, to znamená, že majú rovnaký celkový počet pozitívnych častíc (protónov) ako negatívne (elektróny). Ďalšia vec, ktorá charakterizuje atómy, je ich číslo hmotnosti (A) čo je súčet všetkých protónov a neutrónov, ktoré tvoria atómové jadro a ktoré mu dávajú väčšinu svojej hmotnosti alebo hmotnosti. Viac sa o tom dozviete v tejto ďalšej lekcii od UČITEĽA Ako získať hromadné číslo?

Avšak dva atómy toho istého chemického prvku (s rovnakým atómovým číslom) môžu mať v jadre rôzny počet neutrónov, a teda odlišnú atómovú hmotnosť. Tieto dva atómy, s rovnakým atómovým číslom, ale rozdielnou atómovou hmotnosťou, sa nazývajú izotopy. Izotopy rovnakého chemického prvku môžu mať vlastnosti alebo vlastnosti, ktoré ich robia veľmi zaujímavými a užitočnými pre ľudí. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o tejto téme, môžete navštíviť našu lekciu Vlastnosti izotopov.

Teraz, keď už viete, čo to je, ak ste niekedy premýšľali na čo slúžia izotopy, čítaj ďalej!

Ako viete, jedným z hlavných zdrojov energie na planéte je jadrová energia. Názov jadrovej energie pochádza zo skutočnosti, že energia sa získava doslova z jadra atómov. Ako sme už videli skôr, jadro atómov tvoria protóny a neutróny, ktoré sú na seba naviazané vďaka veľkej sile. Túto energiu môže človek uvoľniť a použiť pomocou dvoch procesov: jadrová fúzia (kombinácia dvoch jadier, ktoré sa spoja, aby vytvorili väčšie a energickejšie) a Jadrová štiepenie (rozpad alebo rozdelenie jadra na niekoľko menších).

V súčasnosti sa väčšina výroby jadrovej energie uskutočňuje štiepením jadra. Z tohto dôvodu Izotop plutónia «Pu-239» a izotop uránu «U-235» pretože sú veľmi nestabilné a ťažké a rozdelenie jadra znamená pomerne vysokú produkciu energie. Keď sa jadrá týchto izotopov pretrhnú, generuje sa veľké množstvo vo forme tepla; Toto teplo sa používa v jadrových reaktoroch na ohrev vody, ktorá prechádza z kvapalného skupenstva do plynu. Táto vodná para sa transportuje do turbíny, ktorá sa pohybuje. Táto turbína je zase pripojená k a Elektrický generátor ktorej poslaním je transformovať energiu otáčania turbíny na elektrickú energiu, ktorú je možné skladovať, prepravovať a využívať v našich domovoch.

Jednou z oblastí, v ktorých sa izotopy uplatňujú najviac, je medicína. V priebehu choroby môžeme rozlíšiť dve fázy, v ktorých sa používajú izotopy: diagnostika a liečba choroby.

Na diagnostiku chorôb a patológií sa používajú techniky ako napr röntgenové lúče alebo scintigrafia; the skenuje sú založené na metóde zisťovania rádiofarmaká, ktoré nie sú ničím iným ako zmesami látok, medzi ktorými sú malé množstvá rádioizotopu. Môžu sa tiež použiť na stanovenie malého množstva enzýmov alebo proteínov generovaných v niektorých biologických procesoch.

Izotopy sa môžu používať na liečbu chorôb. Izotopy sa používajú počas radiačnej terapie zničiť bunky, ktoré tvoria zhubné tkanivá a nádory; V tomto procese sa ionizujúce žiarenie z lekárskeho vybavenia dostane do nádorových buniek a ovplyvňuje ich DNA a vytvára toľko zlomov a mutácií, že spôsobujú smrť. Okrem toho môžu izotopy pred aplikáciou rádioterapie pomôcť lekárom študovať vlastnosti nádorových buniek, ich umiestnenie atď. a týmto spôsobom vytvoriť akčný plán na úpravu dávky, frekvencie a počtu ožarovaní potrebných pred začatím liečby.

Ďalšou aplikáciou izotopov v medicíne je aplikácia rádioizotopov na sterilizáciu materiálu, vybavenia a zariadení, ako sú operačné sály. Existujú rôzne typy sterilizácie žiarením v závislosti od prvku, ktorý používame, aj keď najbežnejšie sa používa ultrafialové (UV) žiarenie.

Ak ste niekedy premýšľali, na čo slúžia izotopy vo svete umenia a archeológie, možno ste narazili na jednu z ich aplikácií: datovanie diel. Izotopy a porovnanie ich polčasu rozpadu umožňujú datovať vek vzoriek archeologické náleziská z vykopávok, ale aj z umeleckých diel, ako sú maľby, nástenné maľby alebo aj sochy. Ďalšou z najdôležitejších aplikácií v odbore je identifikácia falzifikáty alebo úpravy diel: vďaka izotopovej analýze je možné poznať nielen dátum, kedy bolo dielo vyrobené (a zistiť možné kópie), ale aj vedieť, aké materiály sú použité na jeho vytvorenie (a porovnanie s tými, ktoré použil autor predpokladaného diela), môžete preskúmať vnútorné vrstvy diel bez poškodiť ich atď. Mikroorganizmy a hmyz, ktoré sa zachytili na mokrých maľbách, je možné dokonca zistiť a analyzovať ich vek.

Nakoniec sa dajú použiť aj izotopy zachovať diela a zabrániť ich poškodeniu. Určité diela môžu byť pokryté látkou, na ktorú sa potom pôsobí gama žiarením. Táto kombinácia monomérov a žiarenia spomaľuje zhoršenie práce, pretože znižuje postupnú stratu fixácie práca je vystavená pôsobeniu životného prostredia, je sterilizovaná a hmyz, huby a iné druhy, ktoré ju poškodzujú a kontaminujú hrá. Táto metóda sa zvyčajne používa na maľby, ale existujú aj iné metódy, ktoré umožňujú obnoviť aj knihy v extrémnych podmienkach konzervácie.

Poľnohospodárstvo a potravinárstvo používajú izotopy na všetkých úrovniach, od vysadenia rastliny až po náš stôl. Izotopy sa používajú na genetické vylepšenie druhov rastlín, ktoré sú veľmi dôležité pre ľudskú spotrebu, čo umožňuje vývoj genetických odrôd produktívnejšie, odolnejšie a efektívnejšie. Len čo sme na plantáži, izotopy nám umožňujú a vedomé používanie hnojív pretože nám umožňujú zistiť ich nadmerné používanie. Nakoniec sa pri ich príprave na uvedenie na trh používajú oba izotopy počas sterilizácie nádob z rovnakého výrobku samotného, ​​vďaka čomu vydrží dlhšie a v lepších podmienkach, až kým spotreba.

Existuje mnoho ďalších aplikácií izotopov, napríklad:

• Štúdium vodného cyklu. Hydrológia využíva izotopy na sledovanie vodného cyklu a zisťovanie možnej kontaminácie vody počas rôznych fáz cyklu. Jednou z najdôležitejších aplikácií je detekcia kontaminácie podzemných vôd, najmä pri nadmernom používaní hnojív.
• Štúdie o znečistení. Izotopy sa nepoužívajú iba na stanovenie kontaminácie vody, ako sme videli v predchádzajúcom bode, ale môžu sa použiť aj na stanovenie prítomnosti zlúčenín. síry a dusíka znečisťujúce látky v atmosfére alebo na štúdium kontaminácie sedimentov ropnými derivátmi, ktoré môžu pochádzať napríklad z úniku nelegálne.
• Aplikácie izotopov v priemysle. Štúdium a vedomosti o vlastnostiach rôznych izotopov umožnili priemyslu vylepšiť a vyvinúť procesy ale tiež na overenie, či sú rôzne prístroje, časti alebo predmety v perfektnom stave (kontrola kvalita).
• V baníctve a kozmológii. Izotopy sa používajú na výrobu jadrových sond, ktoré majú na starosti štúdium zloženia rôznych vrstiev, ktoré tvoria našu planétu. Na druhej strane, štúdium izotopov, ktoré obsahujú meteority nám umožňuje skúmať vek vesmíru, možný pôvod týchto meteoritov a jeho charakteristiky.
• Izotopy a štúdium vesmíru. Izotopy sa používajú na výrobu jadrových buniek; Tieto zariadenia sa používajú ako zásobníky energie, ktoré napájajú vybavenie a prístroje satelitov a vesmírnych sond.

Ak si chcete prečítať viac podobných článkov Na čo slúžia izotopy?, odporúčame vám vstúpiť do našej kategórie Atóm.

• Guerrero, R. a Berlanga, M. (2000). Stabilné izotopy: Odôvodnenie a aplikácie. Súčasná španielska spoločnosť pre mikrobiológiu. (29).
• Predsedníčka Enresa-UCO (s.f) Používanie rádioaktivity.