Получение и применение радиоактивных изотопов

Получение и применение радиоактивных  изотопов

 

Степановой Татьяны 11Б

 

 Изотопы (от греч. ισος — «равный», «одинаковый», и τόπος — «место») — разновидности атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре. Название связано с тем, что изотопы находятся в одном и том же месте (в одной клетке) таблицы Менделеева. Химические свойства атома зависят практически только от строения электронной оболочки, которое, в свою очередь, определяется в основном зарядом ядра Z (то есть количеством протонов в нём) и почти не зависит от его массового числа A (то есть суммарного числа протонов Z и нейтронов N). Все изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, отличаясь лишь числом нейтронов. Обычно изотоп обозначается символом химического элемента, к которому он относится, с добавлением верхнего левого индекса, означающего массовое число (например, 12C, 222Rn). Можно также написать название элемента с добавлением через дефис массового числа (например, углерод-12, радон-222). Некоторые изотопы имеют традиционные собственные названия (например, дейтерий, актинон).

История открытия изотопов

 

Первое доказательство того, что вещества, имеющие одинаковое химическое поведение, могут иметь  различные физические свойства, было получено при исследовании радиоактивных  превращений атомов тяжёлых элементов. В 1906—07 выяснилось, что продукт радиоактивного распада урана — ионий и продукт радиоактивного распада тория — радиоторий, имеют те же химические свойства, что и торий, но отличаются от него атомной массой и характеристиками радиоактивного распада. Было обнаружено позднее, что у всех трёх продуктов одинаковы оптические и рентгеновские спектры. Такие вещества, идентичные по химическим свойствам, но различные по массе атомов и некоторым физическим свойствам, по предложению английского учёного Ф. Содди, стали называть изотопами.

            Изотопы в природе

 

Считается, что изотопный  состав элементов на Земле одинаков во всех материалах. Некоторые физические процессы в природе приводят к  нарушению изотопного состава элементов (природное фракционирование изотопов, характерное для лёгких элементов, а также изотопные сдвиги при распаде природных долгоживущих изотопов). Постепенное накопление в минералах ядер — продуктов распада некоторых долгоживущих нуклидов используется в ядерной геохронологии.

Применение радиоактивных  изотопов

Элементы, не существующие в  природе

 

С помощью ядерных реакций  можно получить изотопы всех химических элементов. Были получены трансурановые  элементы: америций, курий, берклий, капифоний  и многие другие.

                Меченые атомы

 

Метод «меченых атомов» стал одним из наиболее действенных

 

 

Метод при решении многочисленных проблем биологии, физиологии, медицине. Метод основан на том, что химические свойства радиоактивных изотопов не отличаются от свойств нерадиоактивных  изотопов тех же элементов

Радиоактивные изотопы –   источники излучений

 

Радиоактивные изотопы широко применяются в науке, медицине, технике,биологии,археологии

 К неионизирующей радиации относится инфракрасное и ультрафиолетовое излучения Солнца, видимый свет и электромагнитное излучение радиочастотного диапазона. Эти виды излучения не представляют большой опасности для человека, но могут привести к ожогам кожи.

Радиоактивные изотопы в  биологии

 

Одним из наиболее выдающихся исследований, проведённых с помощью  «меченых атомов», явилось исследование обмена веществ в организмах.

Радиоактивные изотопы в  медицине

 

• Для постановки диагноза, так и для терапевтических целей.

 

• Радиоактивный натрий используется для исследования кровообращения.

 

• Йод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни.

Радиоактивные изотопы в  сельском хозяйстве

 

 

Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса). Радиация вызывает мутации у растений и  микроорганизмов

Радиоактивные изотопы в  археологии

 

Интересное применение для  определения возраста древних предметов  органического происхождения (дерева, древесного угля). Таким методом  узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров

Радиоактивные изотопы в  промышленности

 

Способ контроля износа поршневых  колец в двигателях внутреннего  сгорания. Позволяют судить диффузии металлов, процессах в доменных печах

Получение радиоактивных  изотопов.

 

Получают радиоактивные  изотопы в атомных реакторах  и на ускорителях элементарных частиц.

   Атомный ледокол «Ленин» Создан в 1959 году. Проверка мощности дозы излучения в его помещениях.

Работа с радиоактивными веществами при помощи манипулятора

• «Эфир» - радиоизотопный преобразователь для питания устройств, находящихся в космическом пространстве и море

• Прибор для обнаружения ядра искусственно полученного трансуранового элемента – менделевия 101 Md

Исследование сварных  швов с помощью γ-излучения.

 

Облучение продуктов сельского  хозяйства для увеличения их урожайности

Распределение в листьях  помидора радиоактивного фосфора, внесенного в удобрения

 

Перчаточный бокс для работы с радиоактивными веществами

Гамма-терапевтический аппарат.

 

Исследование щитовидной железы с помощью радиоактивного йода

Спасибо за внимание!