ISOTOPES มีไว้เพื่ออะไร?

ไอโซโทปเป็นอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีโปรตอนในนิวเคลียสเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ความแตกต่างที่ว่านี้ ลำดับความสำคัญมันอาจดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญสำหรับคุณ มันทำให้ไอโซโทปของธาตุเดียวกันเหมือนหรือต่างกันในลักษณะและคุณสมบัติมากมาย ทั้งทางกายภาพและทางเคมี มนุษย์สามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดเพื่อประโยชน์ของเรา การประยุกต์ใช้ไอโซโทปมีความหลากหลายและส่งผลกระทบต่อสาขาที่แตกต่างกันมาก: ช่วยให้เราอนุรักษ์ อาหาร เพื่อวินิจฉัย รักษาโรค หรือค้นหาอายุฟอสซิลที่ยังคงฝังอยู่นับล้านๆ ที่แล้ว ปี ในบทเรียนนี้จากครู เราจะเห็น ไอโซโทปมีไว้เพื่ออะไร และวิธีที่พวกเขาช่วยเราในด้านต่าง ๆ ในชีวิตของเราสิบ

ดัชนี

1. ไอโซโทปคืออะไร?
2. ไอโซโทปและรับพลังงาน
3. ไอโซโทปในการแพทย์
4. ไอโซโทปในงานศิลปะและโบราณคดี
5. ไอโซโทปในอาหารและการเกษตร
6. การประยุกต์ใช้ไอโซโทปอื่น ๆ

อะตอม พวกมันถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีคลาสสิกของอนุภาคสามประเภท: นิวตรอน โปรตอน และอิเล็กตรอน. นิวตรอนและโปรตอนสร้างนิวเคลียสในขณะที่อิเล็กตรอนหมุนรอบนิวเคลียส ก่อตัวเป็น "เมฆอิเล็กตรอน"

อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมีลักษณะเฉพาะโดยมีโปรตอนจำนวนหนึ่ง จำนวนโปรตอนของธาตุในวิชาเคมีเรียกว่า

อย่างไรก็ตาม สองอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน (ด้วยเลขอะตอมเดียวกัน) สามารถมีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสต่างกันได้ ดังนั้นน้ำหนักอะตอมจึงต่างกัน อะตอมทั้งสองนี้มีเลขอะตอมเท่ากันแต่มีน้ำหนักอะตอมต่างกันเรียกว่าไอโซโทป ไอโซโทป ขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกันอาจมีลักษณะหรือคุณสมบัติที่น่าสนใจและเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์เป็นอย่างมาก หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ คุณสามารถเยี่ยมชมบทเรียนของเรา ลักษณะของไอโซโทป.

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่ามันคืออะไร ถ้าคุณเคยสงสัย ไอโซโทปมีไว้เพื่ออะไรอ่านต่อ!

ดังที่คุณทราบ หนึ่งในแหล่งพลังงานหลักบนโลกใบนี้คือ พลังงานนิวเคลียร์. ชื่อของพลังงานนิวเคลียร์มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานได้มาจากนิวเคลียสของอะตอมอย่างแท้จริง ดังที่เราเห็นก่อนหน้านี้ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยแรงมหาศาล พลังงานนี้สามารถปลดปล่อยและใช้งานได้โดยมนุษย์ผ่านสองกระบวนการ: นิวเคลียร์ฟิวชั่น (การรวมกันของสองนิวเคลียสซึ่งรวมกันเพื่อสร้างนิวเคลียสที่ใหญ่และมีพลังมากขึ้น) และ นิวเคลียร์ฟิชชัน (การสลายตัวหรือการแยกนิวเคลียสออกเป็นหลายนิวเคลียส)

ปัจจุบัน การผลิตพลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่กระทำโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน สำหรับสิ่งนี้ ไอโซโทปพลูโทเนียม «Pu-239» และไอโซโทปยูเรเนียม «U-235» เนื่องจากพวกมันไม่เสถียรและหนักมาก และการแบ่งตัวของนิวเคลียสทำให้เกิดการผลิตพลังงานที่ค่อนข้างสูง เมื่อนิวเคลียสของไอโซโทปแตกออก จะเกิดความร้อนขึ้นเป็นจำนวนมาก ความร้อนนี้ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อทำให้น้ำร้อน ซึ่งเปลี่ยนจากสถานะของเหลวไปเป็นก๊าซ ไอน้ำนี้ถูกส่งไปยังกังหันซึ่งเคลื่อนที่ ในทางกลับกัน กังหันนั้นเชื่อมต่อกับ a เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งมีพันธกิจในการเปลี่ยนพลังงานหมุนเวียนของกังหันให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งสามารถเก็บ ขนย้าย และใช้ในบ้านของเราได้

สาขาวิชาหนึ่งที่มีการใช้ไอโซโทปมากที่สุดคือการแพทย์ เราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างโรคสองระยะซึ่งใช้ไอโซโทป: การวินิจฉัยและการรักษาโรค

สำหรับการวินิจฉัยโรคและพยาธิวิทยา เทคนิคต่างๆ เช่น เอกซเรย์ หรือ scintigraphy; สแกน อยู่บนพื้นฐานของวิธีการตรวจจับ เภสัชรังสีซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าของผสมของสารซึ่งมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีจำนวนเล็กน้อย นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อกำหนดเอนไซม์หรือโปรตีนจำนวนเล็กน้อยที่สร้างขึ้นในกระบวนการทางชีววิทยาบางอย่าง

ไอโซโทปสามารถใช้รักษาโรคได้ ไอโซโทปถูกใช้ในระหว่างการรักษาด้วยรังสีบำบัด เพื่อทำลายเซลล์ที่สร้างเนื้อเยื่อร้ายและเนื้องอก ในขั้นตอนนี้ การแผ่รังสีไอออไนซ์จากอุปกรณ์ทางการแพทย์ไปถึงเซลล์เนื้องอกและส่งผลกระทบต่อ DNA ของพวกมัน ทำให้เกิดการแตกและการกลายพันธุ์มากมายจนทำให้พวกมันตาย นอกจากนี้ ก่อนใช้การรักษาด้วยรังสีบำบัด ไอโซโทปสามารถช่วยให้แพทย์ศึกษาลักษณะเฉพาะของเซลล์เนื้องอก ตำแหน่ง ฯลฯ และด้วยวิธีนี้ ให้จัดทำแผนปฏิบัติการเพื่อปรับขนาดยา ความถี่ และจำนวนครั้งของการฉายรังสีที่จำเป็นก่อนเริ่มการรักษา

การประยุกต์ใช้ไอโซโทปในการแพทย์อีกอย่างหนึ่งคือการใช้ไอโซโทปรังสีในการฆ่าเชื้อวัสดุ อุปกรณ์ และสิ่งอำนวยความสะดวก เช่น ห้องผ่าตัด การฆ่าเชื้อด้วยรังสีมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่เราใช้ แม้ว่ารังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

หากคุณเคยสงสัยว่าไอโซโทปมีไว้เพื่ออะไรในโลกของศิลปะและโบราณคดี คุณอาจเคยเจอหนึ่งในการใช้งานเหล่านี้: เดทของงาน. ไอโซโทปและการเปรียบเทียบครึ่งชีวิตของสิ่งเหล่านี้ทำให้สามารถระบุอายุของตัวอย่างได้ แหล่งโบราณคดีจากการขุดค้นแต่รวมถึงผลงานศิลปะ เช่น ภาพวาด จิตรกรรมฝาผนัง หรือ แม้กระทั่งงานประติมากรรม แอปพลิเคชั่นที่เกี่ยวข้องมากที่สุดอีกประการหนึ่งในงานศิลปะคือการระบุ การปลอมแปลงหรือดัดแปลงงาน: ด้วยการวิเคราะห์ไอโซโทป ไม่เพียงแต่รู้วันที่สร้างงานเท่านั้น (และตรวจจับสำเนาที่เป็นไปได้) แต่ยังรู้ด้วยว่าวัสดุใดบ้าง ใช้ในการสร้าง (และเปรียบเทียบกับงานที่ผู้เขียนใช้) คุณสามารถตรวจสอบชั้นภายในของงานโดยไม่ต้อง สร้างความเสียหาย ฯลฯ จุลินทรีย์และแมลงที่ติดอยู่ในภาพวาดเปียกสามารถตรวจพบและวิเคราะห์อายุของพวกมันได้

สุดท้าย ไอโซโทปยังสามารถนำมาใช้เพื่อ รักษางานและป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหาย. งานบางอย่างสามารถครอบคลุมได้ในสารที่ใช้รังสีแกมมา การรวมกันของโมโนเมอร์และการแผ่รังสีนี้ทำให้การเสื่อมสภาพของงานช้าลงเนื่องจากช่วยลดการสูญเสียการตรึงที่ต่อเนื่อง งานจะทนทุกข์ทรมานเมื่อสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม มันถูกฆ่าเชื้อ และแมลง เชื้อรา และอื่น ๆ ที่สร้างความเสียหายและปนเปื้อน การเล่น. วิธีนี้มักใช้กับภาพวาด แต่มีวิธีการอื่นที่ช่วยให้สามารถกู้คืนหนังสือได้แม้ในสภาวะที่รุนแรงของการอนุรักษ์

ไอโซโทปเกษตรและอาหารใช้ในทุกระดับตั้งแต่ก่อนปลูกพืชจนถึงโต๊ะของเรา ไอโซโทปถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงพันธุกรรมของพันธุ์พืชที่มีความสำคัญมากสำหรับการบริโภคของมนุษย์ ซึ่งช่วยให้ การพัฒนาพันธุ์พันธุกรรม มีประสิทธิผล ทนทาน และมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่ออยู่ในไร่ ไอโซโทปช่วยให้เรา a การใช้ปุ๋ยอย่างมีสติ เนื่องจากช่วยให้เราตรวจพบการใช้มากเกินไป สุดท้าย ในระหว่างการเตรียมการตลาด ไอโซโทปจะถูกใช้ในระหว่างการฆ่าเชื้อทั้งคู่ ของภาชนะบรรจุที่เป็นผลิตภัณฑ์ตัวเดียวกัน ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและอยู่ในสภาพที่ดีขึ้น จนกระทั่งถึง การบริโภค

มีการใช้งานไอโซโทปอื่น ๆ อีกมากมายเช่นต่อไปนี้:

• ศึกษาวัฏจักรของน้ำ. อุทกวิทยาใช้ไอโซโทปในการติดตามวัฏจักรของน้ำและตรวจจับการปนเปื้อนของน้ำที่เป็นไปได้ในระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของวัฏจักร การใช้งานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือการตรวจหาการปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน โดยเฉพาะจากการใช้ปุ๋ยมากเกินไป
• การศึกษามลภาวะ. ไอโซโทปไม่เพียงแต่ใช้ในการระบุการปนเปื้อนในน้ำดังที่เราได้เห็นในจุดก่อนหน้านี้เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เพื่อตรวจสอบการมีอยู่ของสารประกอบ สารก่อมลพิษกำมะถันและไนโตรเจนในบรรยากาศหรือเพื่อศึกษาการปนเปื้อนของตะกอนจากอนุพันธ์ปิโตรเลียมที่อาจจะเกิดขึ้นได้ เช่น จากการหกรั่วไหล ผิดกฎหมาย
• การประยุกต์ใช้ไอโซโทปในอุตสาหกรรม. การศึกษาและความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของไอโซโทปต่างๆ ทำให้อุตสาหกรรมสามารถปรับปรุงและพัฒนากระบวนการต่างๆ ได้ แต่ยังต้องตรวจสอบด้วยว่าเครื่องมือ ชิ้นส่วน หรือวัตถุต่าง ๆ อยู่ในสภาพสมบูรณ์ (การควบคุมของ คุณภาพ).
• ในการขุดและจักรวาลวิทยา. ไอโซโทปถูกใช้เพื่อสร้างหัววัดนิวเคลียร์ โดยมีหน้าที่ศึกษาองค์ประกอบของชั้นต่างๆ ที่ประกอบกันเป็นดาวเคราะห์ของเรา ในทางตรงกันข้าม การศึกษาไอโซโทปที่ประกอบด้วย อุกกาบาต ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบอายุของจักรวาล ต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ของอุกกาบาตเหล่านี้ และลักษณะของมัน
• ไอโซโทปกับการศึกษาอวกาศ. ไอโซโทปถูกใช้เพื่อสร้างเซลล์นิวเคลียร์ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เป็นที่เก็บพลังงานที่จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์และเครื่องมือของดาวเทียมและยานสำรวจอวกาศ

หากคุณต้องการอ่านบทความเพิ่มเติมที่คล้ายกับ ไอโซโทปมีไว้ทำอะไร?เราขอแนะนำให้คุณป้อนหมวดหมู่ของเรา อะตอม.

• Guerrero, R. และ Berlanga, M. (2000). ไอโซโทปที่เสถียร: เหตุผลและการประยุกต์ ปัจจุบันสังคมจุลชีววิทยาของสเปน (29)
• เก้าอี้ Enresa-UCO (s.f) การใช้กัมมันตภาพรังสี