използването на изотопи
Изотопи, особено радиоактивни, имат множество приложения. Таблица. 1.13 са посочени някои примери за някои от промишлени приложения на изотопи. Всяка техника, посочени в тази таблица се използва и в други индустрии. Например, изтичане вещество откриване техника използване радиоизотопи използва: в производството на напитки, за определяне на течове от резервоари или тръби; в изграждането на инженерни съоръжения -за
Таблица 1.13. Някои приложения на радиоизотопи
Стерилизирани слаб източник на радиация мъжки цеце белязан за последващо откриване (Буркина Фасо). Тази процедура е част от експеримент, проведен за изучаване на мухата цеце и създаването на ефективни мерки за контрол, които пречат на широкото трипанозомоза (сънна болест). Мухата цеце е носител на болестта и да го заразява хората, домашните животни и диви животни. Сънна болест е изключително често в някои части на Африка.
определяне на течове от ППС; в енергийната индустрия, за определяне на течове от топлообменниците в електроцентрали; в петролната индустрия, за определяне на теч от подземен тръбопровод; в контрола на дейността и отпадъчни води канализацията да се определи теч от главните колектори.
Изотопи също са широко използвани в научни изследвания. По-специално, те се използват за определяне на механизмите на химични реакции. Един пример е използването на вода белязано с стабилен изотоп на кислород 18О, за изследване на хидролизата на естери като етил ацетат (вж. Също Sec. 19.3). С помощта на мас-спектрометрия за откриване на изотоп 18O е установено, че при хидролиза кислородния атом на молекулата на водата преминава в оцетна киселина вместо етанол
Радиоизотопите които обикновено се използват като следящият индикатор в биологични изследвания. За да се проследи * метаболитни пътища в живите системи, като се използва радиоизотопи на въглерод-14, тритий, фосфор-32 или сяра-35. Например, поемането на фосфор от растения от третираните почвени торове може да се проследи, като се използват торове, които съдържат фосфор-32 примес.
Лъчева терапия. Йонизиращи лъчения може да унищожи живата тъкан. Тъкани злокачествени тумори по-чувствителни към радиация от нормална тъкан. Възможно е за лечение на рак чрез у-лъчи, излъчени от източника, който се използва като радиоизотоп кобалт-60. Радиационна е насочена към тялото част засегнатата тумор пациента; лечебен сеанс трае няколко минути и се повтаря всеки ден в продължение на 2-6 седмици. По време на сесията на останалата част от тялото на пациента трябва да бъде внимателно затворена непромокаем материал радиация, за да се предотврати унищожаването на здравата тъкан.
Определяне на възрастта на пробите, използвайки радиовъглеродно. Една малка част от въглероден диоксид, който е в атмосферата, съдържаща BS радиоактивен изотоп. Растенията абсорбират този изотоп в процеса на фотосинтеза. Следователно, всички тъкани
* Метаболизмът е съвкупност от всички химически реакции в клетките на живите организми. В резултат на метаболитни реакции на превръщане възникне хранителни вещества в полезна енергия или компоненти на клетки. Метаболитни реакции обикновено в няколко прости стъпки са -stady. Последователността от етапи се нарича метаболитна реакция път (механизъм).
Радиоизотопи се използват за наблюдение на машини утаяване в устията, пристанища и докове.
Използването на радиоизотопи за получаване на фотографското изображение на реактивен двигател горивната камера в ненарушена изпитния център на летище Хийтроу в Лондон. (Надписите на плакатите: .. Радиационна не пасват) радиоизотопи обикновено се използват в промишлеността за които не са вредни тестове.
Живи тъкани имат постоянно ниво на радиоактивност, защото спадът му се дължи на радиоактивното разпадане се компенсира от постоянна доставка на радиовъглероден от атмосферата. Въпреки това, веднага след като настъпи смърт на растение или животно, спира доставките на радиовъглероден в неговите тъкани. Това води до постепенно намаляване на нивото на радиоактивност на мъртва тъкан.
метод радиовъглеродно датиране разкри, че проби от въглища от Стоунхендж са на възраст от около 4000 години.
метод Радиовъглеродното geochronology разработен през 1946 г. от WF Либи му спечелва Нобелова награда за химия през 1960 г. Този метод се използва широко днес от археолози, антрополози и геолози за проби за запознанства с възрастта до 35000 години. Точността на този метод, около 300 години. Най-добри резултати се получават, когато се определя възрастта на вълнени, семена, черупки и кости. За да се определи възрастта на пробата се измерва активността на бета радиация (DPM) на 1 г от въглерода, съдържащ се в нея. Това дава възможност да се установи възрастта на пробата с помощта на кривата на радиоактивното разпадане на изотопа 14С.
На каква възраст са на Земята и Луната?
секс метод на калий и аргон. Минерали като слюда и фелдшпат някои сортове съдържат малко количество радиоизотоп калиев-40. Той се разпада, подложени на улавяне на електрони и се превръща в аргон-40:
Възраст на пробата се определя на базата на изчисления, които използват данните за относителното съдържание на пробата от калиев-40 в сравнение с жаргон-SG-40.
Metol запознанства на рубидий и стронций. Някои от най-древните скали на Земята, като гранити от западния бряг на Гренландия, съдържа рубидий. Приблизително една трета от рубидиеви атоми отчита радиоактивни рубидий-87. Това радиоизотопни разпада до стабилен изотоп стронций-87. Изчисленията, базирани на използването на данни от относителното съдържание на рубидий и стронций изотопни проби, които ви позволяват да настроите възрастта на скалите.
И трите описани методи са били използвани за секс Земята скали. Получените данни показват, че възрастта на Земята е 4,6-109 години. Тези методи също са били използвани, за да се определи възрастта на лунните скали, доведени до Земята от космически мисии. Възрастта на тези скали варира от 3.2 до 4.2 х 10 девет години.
ядрено делене и ядрен синтез
Вече бе споменато, че експерименталните стойности на изотопни маси са по-малки от стойностите, изчислени като сумата от масите на елементарните частици в ядрото. Разликата между изчислената и експериментална стойност на атомната маса, наречена маса дефект. Масовият дефект съответства на времето, необходимо за преодоляване на отблъскващи сили между частиците със същия заряд в атомното ядро и ги свързва в единна ядро енергия; Поради тази причина той се нарича енергията на свързване. Свързването на енергия може да бъде изчислена чрез маса дефект като се използва уравнението Einstein
където Е енергия, m-тегло и светлинна скорост.
Свързването енергия обикновено се изразява в megaelectronvolts (1 MeV = 106 ЕГ) за subnuclear частиците (нуклон). EV е енергията, която придобива или загуби на частиците с едно начално зареждане (равна на абсолютната стойност на заряда на електрона), подвижен между точките с електрически потенциал разликата на 1 V (1 MeV = 9.6 х 10 10 J / мол).
Например, свързващата енергия на нуклон, в ядрото на хелий е приблизително 7 MeV и хлор в сърцевината 35 е 8.5 MeV.
Колкото по-голяма свързващата енергия на нуклон, толкова по-голяма стабилност на ядрото. Фиг. 1.33 показва енергийна зависимост от свързващите елементи на броя на маса на. Трябва да се отбележи, че най-стабилните елементи имат номер по маса в близост до 60. Тези елементи включват 56Fe, 59Co, 59Ni и 64Cu. Елементи с по-ниски масови числа може, поне от теоретична гледна точка, за подобряване на тяхната стабилност чрез увеличаване на масови числа. На практика, обаче, е възможно да се увеличи масата само на леки елементи, като например водород. (Хелий има необичайно висока устойчивост, енергията на нуклоните в ядрото на хелий не съответства на кривата е показано на фигура 1.33.). Мас брой елементи се увеличава в процес, наречен ядрен синтез (виж по-долу.).
Фиг. 1.33. Енергийната зависимост на свързващия елемент на номера на маса.
Елементи с големи масови числа да станат по-устойчиви, чрез намаляване на техните масови числа, тъй като те се превръщат в по-леки елементи. Това се случва по време на разделяне ядра, наречени ядрения разпад (см. По-долу).