utilizarea izotopilor

Izotopi, în special radioactive, au numeroase aplicații. Tabel. 1.13 sunt prezentate câteva exemple de unele dintre aplicațiile industriale ale izotopilor. Fiecare tehnica menționată în acest tabel sunt utilizate și în alte industrii. De exemplu, o tehnică de scurgere substanță detectare folosind radioizotopi utilizat: în fabricarea băuturilor, pentru determinarea scurgerilor din rezervoare de depozitare sau a conductelor; în construcția de structuri inginerești -pentru

Tabelul 1.13. Unele aplicații de radioizotopi

sursă slabă sterilizată de radiație masculină țețe marcată pentru detectarea ulterioară (Burkina Faso). Această procedură face parte dintr-un experiment realizat pentru studiul mustei tete și stabilirea unor măsuri eficiente de control care împiedică tripanozomiazei pe scară largă (boala somnului). Musca țețe este un purtător al bolii si se infecteaza oameni, animale domestice și animale sălbatice. Boala somnului este extrem de comună în unele părți ale Africii.

determinarea scurgerilor din conducte subterane; în industria energetică, pentru determinarea scurgerilor din schimbătoarele de căldură în centralele electrice; în industria petrolieră, pentru determinarea scurgerilor din conductă subterană; în controlul de serviciu și de canalizare a apelor uzate pentru a determina scurgerile din colectoare principale.

Izotopi sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în cercetarea științifică. În special, ele sunt utilizate pentru a determina mecanismele reacțiilor chimice. Un exemplu este utilizarea apei marcat cu un izotop stabil de 18O oxigen, pentru studiul hidroliza esterilor, cum ar fi acetat de etil (vezi. De asemenea, Sec. 19.3). Folosind spectrometrie de masa pentru a detecta 18o izotop s-a constatat că la hidroliza atomul de oxigen din molecula de apă trece în acid acetic în loc de etanol

Radioizotopii sunt de obicei utilizate ca trasor în cercetarea biologică. Pentru a urmări cai metabolice * in sistemele vii, folosind radioizotopi de carbon-14, tritiu, fosfor-32 sau sulf-35. De exemplu, absorbția de fosfor de către plante din îngrășămintele solului tratate pot fi urmărite, folosind îngrășăminte care conțin fosfor-32 impurități.

Radioterapia. Radiația ionizantă poate distruge tesutul viu. Stofa tumori maligne mai sensibile la radiatii decat tesutul normal. Este posibilă tratarea cancerului prin intermediul razelor y emise de sursa, care este utilizat ca radioizotopi cobalt-60. Radiații este îndreptată la porțiunea corpului afectat tumora pacientului; sesiune de tratament durează câteva minute și se repetă zilnic timp de 2-6 săptămâni. În timpul sesiunii, restul corpului pacientului ar trebui să fie radiații cu atenție închis material impermeabil pentru a preveni distrugerea țesutului sănătos.

Determinarea vârsta probelor folosind radiocarbon. O mică parte din dioxidul de carbon, care este în atmosferă, care cuprinde BS un izotop radioactiv. Plantele absorb acest izotop în procesul de fotosinteză. Prin urmare, toate țesuturile

* Metabolismul este mulțimea tuturor reacțiilor chimice din celulele organismelor vii. Ca rezultat al reacțiilor de conversie metabolice apar nutrienți în energie sau componente ale celulelor utile. Reacțiile metabolice sunt, de obicei, în câțiva pași simpli -stady. Secvența de pași se numește cale de reacție metabolică (mecanism).

Radioizotopii sunt folosite pentru a monitoriza mașini de sedimentare în estuare, porturi și docuri.

Utilizarea radioizotopi pentru obținerea unei imagini fotografică a unei camere de ardere a motorului cu jet în Centrul de testare neavariată aeroportul din Londra Heathrow. (Posterele inscripții: .. Radiații nu se potrivește) Radioizotopii sunt frecvent utilizate în industrie pentru testele non-daunatoare.

țesuturile vii au un nivel constant de radioactivitate, deoarece scăderea sa din cauza dezintegrării radioactive este compensat de o sursă constantă de radiocarbon din atmosferă. Cu toate acestea, de îndată ce se produce moartea unei plante sau animale, se oprește aprovizionarea cu radiocarbon în țesuturile sale. Acest lucru duce la o reducere treptată a nivelului de radioactivitate a țesutului mort.

Metoda radiocarbon a arătat că probele de cărbune de la Stonehenge au o vârstă de aproximativ 4.000 de ani.

Metoda radiocarbon geocronologie dezvoltată în 1946 de către WF Libby ia adus Premiul Nobel pentru chimie în 1960. Această metodă este folosită pe scară largă în prezent de către arheologi, antropologi si geologi pentru probe de datare cu vârsta de până la 35.000 de ani. Precizia acestei metode, la aproximativ 300 de ani. Cele mai bune rezultate sunt obținute atunci când se determină vârsta de lână, semințe, scoici și oase. Pentru a determina vârsta activității măsurate eșantion de radiație beta (dpm) per 1 g de carbon conținute în acesta. Acest lucru face posibil să se stabilească vârsta probei cu ajutorul curbei de dezintegrare radioactivă pentru izotopul 14C.

Ce vârstă sunt Pământul și Luna?

Metoda de potasiu și argon datând. Minerale, cum ar fi mică și feldspat unele soiuri conțin o cantitate mică de radioizotopi de potasiu-40. El se dezintegrează, în curs de captare de electroni și se transformă în argon-40:

Vârsta probei este determinată pe baza calculelor care utilizează date despre conținutul relativ al probei de potasiu-40 comparativ cu slang-SG-40.

Metol datând din rubidiu și stronțiu. Unele dintre cele mai vechi roci de pe Pământ, cum ar fi granitului de pe coasta de vest a Groenlandei, conțin rubidiu. Aproximativ o treime din atomii de rubidiu au reprezentat rubidiu-87 radioactiv. Acest radioizotop dezintegrează la un izotop stabil de stronțiu-87. Calculele bazate pe utilizarea datelor cu privire la conținutul relativ de rubidiu și izotopi de stronțiu probe, vă permit să setați vârsta de roci.

Toate cele trei metode descrise au fost folosite pentru intalniri roci Pamant. Datele rezultate indică faptul că vârsta Pământului este de 4,6-109 ani. Aceste metode au fost de asemenea folosite pentru a determina vârsta de roci lunare aduse pe Pământ de misiuni spațiale. Vârsta acestor roci variază de la 3,2 până la 4,2 x 10 9 ani.

fisiunea nucleară și fuziunea nucleară

Am menționat deja că valorile experimentale ale maselor izotopice sunt mai mici decât valorile calculate ca suma maselor particulelor elementare în interiorul nucleului. Diferența dintre valoarea calculată și experimentală masa atomică numită defect de masă. Defectul de masă corespunde energia necesară pentru a depăși forțele de repulsie între particulele cu aceeași sarcină în nucleul atomic și să le legați într-un singur nucleu; din acest motiv, se numește energia de legare. Legarea de energie poate fi calculată prin defect de masă cu ajutorul ecuației lui Einstein

unde E-energie, m-greutate și viteza luminii.

energie Legarea este de obicei exprimat în megaelectronvolts (1 MeV = 106 eV) per particulă subnuclear (nucleon). EV este energia care achiziționează sau pierde o particulă cu o singură sarcină elementară (egală cu valoarea absolută a taxei de electroni), mobil între punctele cu diferența de potențial electric de 1 V (1 MeV = 9,6 x 10 10 J / mol).

De exemplu, energia de legare per nucleon, in nucleul de heliu este de aproximativ 7 MeV și clor în miez 35 este 8.5 MeV.

Cu cât mai mare energia de legătură pe nucleon, cu atât mai mare stabilitatea nucleului. Fig. 1.33 arată dependența energetică a elementelor de cuplare ale numărului de masă. Trebuie remarcat faptul că elementele cele mai stabile au un număr de masă aproape de 60. Aceste elemente includ 56Fe, 59Co, 59Ni și 64Cu. Elementele cu numere de masă mai mici pot, cel puțin din punct de vedere teoretic, la, pentru a îmbunătăți stabilitatea lor prin creșterea numărului lor în masă. În practică, cu toate acestea, este posibil să se mărească masa doar elementele mai ușoare, cum ar fi hidrogenul. (Heliu are o rezistență anormal de mare, energia nucleonilor in nucleul de heliu nu se potrivește pe curba reprezentată în figura 1.33.). Numărul de masa de elemente este crescută într-un proces numit fuziune nucleară (vezi mai jos.).

Fig. 1.33. dependența energetică a elementului de cuplare al numărului de masă.

Elemente cu numere de masă mare să devină mai durabile, prin reducerea numărului lor în masă, deoarece acestea sunt convertite în elemente mai ușoare. Acest lucru se produce în timpul nuclei divizare, numite fisiune nucleară (cm. Mai jos).