Отримання радіоактивних ізотопів та їх застосування

§ 112 ОТРИМАННЯ РАДІОАКТИВНИХ ІЗОТОПІВ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ

В атомній індустрії дедалі зростаючу цінність для людства представляють радіоактивні ізотопи.

Елементи, що не існують в природі. За допомогою ядерних реакцій можна отримати радіоактивні ізотопи всіх хімічних елементів, що зустрічаються в природі тільки в стабільному стані. Елементи під номерами 43, 61, 85 і 87 взагалі не мають стабільних ізотопів і вперше отримані штучно. Так, наприклад, елемент з порядковим номером Z - 43, названий технецием, має самий долгоживущий ізотоп з періодом напіврозпаду близько мільйона років.

За допомогою ядерних реакцій отримано також трансуранові елементи. Про Нептун і Плутон ви вже знаєте. Крім них, отримані ще такі елементи: америцій (Z = 95), кюрий (Z = 96), берклій (Z = 97), калифорний (Z = 98), ейнштейній (Z = 99), фермій (Z = 100), менделевій (Z = 101), нобелій (Z = 102), лоуренсій (Z = 103), ре-зерфордій (Z = 104), Дубно (Z = 105), Сиборгом (Z = 106), борій (Z = 107) , хассій (Z = 108), мейтнерій (Z = 109), а також елементи під номерами 110, 111 і 112, які мають поки загальновизнаних назв. Елементи, починаючи з номера 104, вперше синтезовані або в підмосковній Дубні, або в Німеччині.

Мічені атоми. В даний час як в науці, так і у виробництві все ширше використовуються радіоактивні ізотопи різних хімічних елементів. Найбільше застосування має метод мічених атомів.

Метод заснований на тому, що хімічні властивості радіоактивних ізотопів не відрізняються від властивостей нерадіоактивних ізотопів тих же елементів.

Виявити радіоактивні ізотопи можна дуже просто - по їх випромінюванню. Радіоактивність є своєрідною міткою, за допомогою якої можна простежити за поведінкою елемента при різних хімічних реакціях і фізичних перетвореннях речовин. Метод мічених атомів став одним з найбільш дієвих методів при вирішенні численних проблем біології. фізіології, медицини і т. д.

Радіоактивні ізотопи - джерела випромінювань. Радіоактивні ізотопи широко застосовуються в науці, медицині та техніці як компактні джерела променів. Головним чином використовується радіоактивний кобальт.

Отримання радіоактивних ізотопів. Отримують радіоактивні ізотопи в атомних реакторах і на прискорювачах елементарних частинок. В даний час виробництвом ізотопів зайнята велика галузь промисловості.

Радіоактивні ізотопи в біології та медицині. Одним з найбільш видатних досліджень, проведених за допомогою мічених атомів, було вивчення обміну речовин в організмах. Було доведено, що за порівняно невеликий час організм піддається майже повного оновлення. Що складають його атоми замінюються новими.

Лише залізо, як показали досліди з ізотопного дослідження крові, є винятком з цього правила. Залізо входить до складу гемоглобіну червоних кров'яних кульок. При введенні в їжу радіоактивних атомів заліза було виявлено, що вони майже не надходять в кров. Тільки в тому випадку, коли запаси заліза в організмі вичерпуються, залізо починає засвоюватися організмом.

Якщо не існує досить довго живучих радіоактивних ізотопів, як, наприклад, у кисню та азоту, змінюють ізотопний склад стабільних елементів. Так, додаванням до кисню надлишку ізотопу було встановлено, що вільний кисень. виделяюнщйся при фотосинтезі, спочатку входив до складу води, а не вуглекислого газу.

Радіоактивні ізотопи застосовуються в медицині як для постановки діагнозу, так і для терапевтичних цілей.

Радіоактивний натрій, що вводиться в невеликих кількостях в кров, використовується для дослідження кровообігу.

Йод інтенсивно відкладається в щитовидній залозі, особливо при базедової хвороби. Спостерігаючи за допомогою лічильника за відкладенням радіоактивного йоду, можна швидко поставити діагноз. Великі дози радіоактивного йоду викликають часткове руйнування аномально розвиваються тканин, і тому радіоактивний йод використовують для лікування базедової хвороби.

Інтенсивне-випромінювання кобальту використовується при лікуванні ракових захворювань (кобальтова гармата).

Радіоактивні ізотопи в промисловості. Не менш обширна область застосування радіоактивних ізотопів в промисловості. Одним із прикладів може служити спосіб контролю зносу поршневих кілець в двигунах внутрішнього згоряння. Опромінюючи поршневі кільця нейтронами, викликають в ньому ядерні реакції і роблять його радіоактивним. При роботі двигуна частинки матеріалу кільця потрапляють в мастило. Досліджуючи рівень радіоактивності масла після певного часу роботи двигуна, визначають знос кільця.

Радіоактивні ізотопи дозволяють судити про дифузії металів, процесах в доменних печах і т. Д. Потужне-випромінювання радіоактивних препаратів використовують для дослідження внутрішньої структури металевих виливків з метою виявлення в них дефектів.

Радіоактивні ізотопи в сільському господарстві. Все більш широке застосування отримують радіоактивні ізотопи в сільському господарстві. Опромінення насіння рослин (бавовнику, капусти, редиски та ін.) Невеликими дозами променів від радіоактивних препаратів призводить до помітного підвищення врожайності.

Великі дози радіації викликають мутації у рослин і мікроорганізмів, що в окремих випадках призводить до появи мутантів з новими цінними властивостями (радіоселекція). Так виведені цінні сорти пшениці, квасолі та інших культур, а також отримані високопродуктивні мікроорганізми, що застосовуються у виробництві антибіотиків. Гамма-випромінювання радіоактивних ізотопів використовується також для боротьби з шкідливими комахами і для консервації харчових продуктів.

Широке застосування отримали мічені атоми в агротехніці. Наприклад, щоб з'ясувати, яке з фосфорних добрив краще засвоюється рослиною, позначають різні добрива радіоактивним фосфором ЦР. Досліджуючи за тим рослини на радіоактивність, можна визначити кількість засвоєного ними фосфору з різних сортів добрива.

Радіоактивні ізотопи в археології. Цікаве застосування для визначення віку древніх предметів органічного походження (дерева, деревного вугілля, тканин і т. Д.) Отримав метод радіоактивного вуглецю. У рослинах завжди є -радіоактивне ізотоп вуглецю з періодом напіврозпаду Т = 5700 років. Він утворюється в атмосфері Землі в невеликій кількості з азоту під дією нейтронів. Останні ж виникають за рахунок ядерних реакцій, викликаних швидкими частинками, які надходять в атмосферу з космосу (космічні промені).

З'єднуючись з киснем, цей ізотоп вуглецю утворює вуглекислий газ, що поглинається рослинами, а через них і тваринами. Один грам вуглецю з зразків молодого лісу випускає близько п'ятнадцяти-частинок в секунду.

Радіоактивні ізотопи широко застосовуються в біології, медицині, промисловості. сільському господарстві і навіть у археології.

Що таке радіоактивні ізотопи і як їх використовують!

Планування фізики, матеріали з фізики 11 класу скачати. підручники онлайн

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.