A radioaktív izotópok felhasználása rövid. Radioaktív izotópok és ionizáló sugárzás alkalmazása betegségek diagnosztizálására és kezelésére. Radioaktív izotópok az orvostudományban

Az izotópok olyan anyagok, amelyek egy atommagban azonos számú protont tartalmaznak, de eltérő számú neutront tartalmaznak.

Az izotópok nem szerepelnek a periódusos rendszerben, mivel tulajdonságaik szinte nem különböznek a fő anyag tulajdonságaitól. Egy ilyen kémiai elem példáján, mint az oxigén, magyarázzuk el - ha egy nukleáris reakció eredményeként egy vagy több neutron kerül egy oxigénatom magjába, akkor az oxigén akkor is oxigén marad, csak izotóp lesz. oxigénből.

Ha pedig egy oxigénatom magjához még egy protont adunk, akkor nem izotópot, hanem egy másik kémiai elemet kapunk. Például fluor - ha egy protont adunk hozzá, vagy neon, ha két protont adunk hozzá.

Jelenleg a tudomány több mint kétezer izotópot ismer.

Az izotópok radioaktívak, vagyis az atommagok instabilok és részecskéket bocsátanak ki, ami azt jelenti, hogy bomlanak. De egyes radioaktív izotópok olyan lassan (évmilliók) bomlanak le, hogy stabilnak is tekinthetők.

A hidrogén kémiai elemnek két izotópja van, és mindkettőnek saját neve van. Egyetlen más kémiai elemnek sincs saját elnevezésű izotópja.

Közönséges hidrogén, vagy más néven protium.

A hidrogén két neutronos izotópja, deutériumnak hívják, és D betűvel jelölik. A deutérium nehézvizet képez D 2 O.

A hidrogén három neutronból álló izotópja, tríciumnak hívják, és T betűvel jelöljük.

A tudósok azt találták, hogy a természetben megtalálható minden kémiai elemben annak izotópja is jelen van bizonyos mennyiségben. Például a hidrogén mindig körülbelül 0,017% deutériumot tartalmaz.

Izotópok alkalmazása az orvostudományban.

Izotópok segítségével tanulmányozták az organizmusok anyagcseréjének folyamatát. A vizsgálatot „címkézett atomok” felhasználásával végezték. A módszer lényege, hogy kis, biztonságos adag izotópokat juttatunk a szervezetbe. Továbbá az anyagcsere-folyamatokat a fő anyaggal való mozgásuk alapján vizsgálják. Az orvostudományban az izotópokat diagnosztikára és terápiára is használják.

Például radioaktív nátrium-izotópot használnak a vérkeringés tanulmányozására, radioaktív jódot pedig a Graves-kór meghatározására, ahol a pajzsmirigy jódlerakódásának monitorozása szükséges. Ebben az esetben a diagnosztikai módszer és a terápia megegyezik, mivel a nagy dózisú radioaktív jód részben elpusztíthatja a rendellenesen fejlődő szöveteket. A rák kezelésére pedig kemény kobalt gammasugárzást alkalmaznak, amit kobaltágyúnak is neveznek.

„Hogyan építsünk fel hatékony oktatási rendszert”
Iratkozzon fel most - adja meg e-mail címét

Az izotópoknak, különösen a radioaktív izotópoknak számos felhasználása van. táblázatban Az 1.13 válogatott példákat ad az izotópok néhány ipari alkalmazására. Az ebben a táblázatban említett technikákat más iparágakban is alkalmazzák. Például egy anyag szivárgásának radioizotópok segítségével történő meghatározására szolgáló technikát alkalmazzák: az italiparban a tárolótartályokból és csővezetékekből való szivárgás meghatározására; részére mérnöki építmények építésében

1.13. táblázat. A radioizotópok néhány felhasználási módja

a felszín alatti vízvezetékek szivárgásának meghatározása; az energiaiparban az erőművek hőcserélőiből származó szivárgások észlelésére; az olajiparban a föld alatti olajvezetékekből származó szivárgások észlelésére; a szennyvíz- és csatornaellenőrző szolgálatban a főcsatornák szivárgásának megállapítására.

Az izotópokat a tudományos kutatásban is széles körben használják. Különösen a kémiai reakciók mechanizmusának meghatározására használják őket. Példaként kiemeljük a stabil 180-as oxigénizotóppal jelölt víz használatát észterek, például etil-acetát hidrolízisének tanulmányozására (lásd még a 19.3. szakaszt). Tömegspektrometriával a 180-as izotóp kimutatására azt találták, hogy a hidrolízis során a vízmolekulából az oxigénatom ecetsavba kerül, és nem az etanolba.

A radioizotópokat széles körben használják jelölt atomokként a biológiai kutatásokban. Az élő rendszerekben zajló metabolikus útvonalak nyomon követésére a szén-14, trícium, foszfor-32 és kén-35 radioizotópokat használják. Például a műtrágyával kezelt talajból a növények foszforfelvétele nyomon követhető olyan műtrágyák használatával, amelyek foszfor-32 keveréket tartalmaznak.

Sugárkezelés.

Az ionizáló sugárzás tönkreteheti az élő szöveteket. A rosszindulatú daganatos szövetek érzékenyebbek a sugárzásra, mint az egészséges szövetek. Ez lehetővé teszi a rák kezelését olyan forrásból kibocsátott -sugárzás segítségével, amely a kobalt-60 radioaktív izotópot használja. A sugárzás a páciens testének a daganat által érintett területére irányul; A kezelés néhány percig tart, és naponta ismétlődik 2-6 héten keresztül. Az ülés során a beteg minden testrészét gondosan le kell fedni sugárzást át nem eresztő anyaggal, hogy megakadályozzuk az egészséges szövetek pusztulását.

A minták életkorának meghatározása radiokarbon segítségével.

A légkörben lévő szén-dioxid kis része radioaktív izotópot tartalmaz. A növények a fotoszintézis során felszívják ezt az izotópot. Ezért a szövetek minden

növények és állatok is tartalmazzák ezt az izotópot. Az élő szövetek radioaktivitása állandó, mert a radioaktív bomlás miatti csökkenését kompenzálja a légkörből érkező állandó radiokarbon ellátás. Amint azonban egy növény vagy állat elpusztul, a radiokarbon áramlása a szöveteibe leáll. Ez az elhalt szövet radioaktivitási szintjének fokozatos csökkenéséhez vezet.

Az izotóp radioaktivitása a -bomlás következménye

A geokronológia radiokarbon módszerét 1946-ban fejlesztette ki az U.F. Libby, aki 1960-ban kémiai Nobel-díjat kapott érte. Ezt a módszert ma már széles körben alkalmazzák régészek, antropológusok és geológusok, akár 35 000 éves mintákat is. Ennek a módszernek a pontossága körülbelül 300 év. A legjobb eredményeket a gyapjú, magvak, héjak és csontok korának meghatározásakor érjük el. A minta életkorának meghatározásához a p-sugárzási aktivitást (percenkénti bomlásszám) mérjük 1 gramm szénre vonatkoztatva. Ez lehetővé teszi a minta korának meghatározását az izotóp radioaktív bomlási görbéje alapján.

Felezési ideje 5700 év. A légkörrel aktívan érintkező élő szövet aktivitása 15,3 diszperzió/perc 1 g szénre vonatkoztatva. Ezen adatok alapján a következőket kell tennie:

a) határozza meg a lecsengési állandót

b) készítsünk egy bomlási görbét

c) számítsa ki az USA-ban található Oregon-tó kráter korát, amely vulkáni eredetű! Megállapítást nyert, hogy közben egy fa felfordult

A tó megjelenését eredményező kitörés aktivitása 6,5 ​​diszperzió/perc 1 g szénre vonatkoztatva.

a) A bomlási állandó az egyenletből megtudható

b) A bomlási görbe az aktivitás és az idő grafikonja. A görbe felépítéséhez szükséges adatok a minta felezési idejének és kezdeti aktivitásának (élőszöveti aktivitás) ismeretében számíthatók ki; ezeket az adatokat a táblázat tartalmazza. 1.14. A bomlási görbe az ábrán látható. 1.32.

c) Egy tó kora pusztulási görbe segítségével határozható meg (lásd a szaggatott vonalakat az 1.32. ábrán). Ez a kor 7000 év.

1.14. táblázat. Adatok a szén radioaktív bomlási görbéjének elkészítéséhez a minták korának meghatározásához

Rizs. 1.32. Egy izotóp radioaktív bomlási görbéje

A Földön és a Holdon számos kőzet tartalmaz radioizotópokat, amelyek felezési ideje évnagyságrendű. Ezeknek a radioizotópoknak a relatív tartalmának és bomlástermékeik relatív tartalmának az ilyen kőzetekből vett mintákban való mérésével és összehasonlításával meghatározható az életkoruk. A geokronológia három legfontosabb módszere az izotópok relatív abundanciájának (felezési évek) meghatározásán alapul. (felezési év) és (felezési idő év).

Kálium és argon kormeghatározási módszer.

Az olyan ásványi anyagok, mint a csillám és egyes földpátok, kis mennyiségben tartalmazzák a kálium-40 radioizotópot. Elektronbefogással bomlik, és argon-40-vé alakul:

A minta korát olyan számítások alapján határozzák meg, amelyek a mintában a kálium-40 relatív mennyiségét használják az argon-40-hez viszonyítva.

Ismerkedési módszer rubídium és stroncium felhasználásával.

A Föld legrégebbi kőzetei, például Grönland nyugati partjairól származó gránit rubídiumot tartalmaznak. Az összes rubídium atom körülbelül egyharmada radioaktív rubídium-87. Ez a radioizotóp stabil stroncium-87 izotóppal bomlik le. A minták rubídium és stroncium izotópjainak relatív tartalmára vonatkozó adatok felhasználásán alapuló számítások lehetővé teszik az ilyen kőzetek korának meghatározását.

Keltezési módszer urán és ólom felhasználásával.

Az urán izotópjai ólom izotópokká bomlanak. Az uránszennyeződéseket tartalmazó ásványok, például az apatit kora meghatározható a mintáik egyes urán- és ólomizotóp-tartalmának összehasonlításával.

Mindhárom leírt módszert alkalmazták a szárazföldi kőzetek datálására. Az így kapott adatok azt mutatják, hogy a Föld életkora év. Ezekkel a módszerekkel határozták meg az űrmissziókból a Földre hozott holdkőzetek korát is. Ezeknek a fajtáknak az életkora 3,2 év és év között van.

Radioaktív izotópok előállítása és alkalmazása Kr.e. 1. csoport tanulója Galtsova Vlada

Az IZOTÓPOK ugyanannak a kémiai elemnek a változatai, amelyek fizikai-kémiai tulajdonságaikban hasonlóak, de eltérő atomtömegűek. Bármely kémiai elem atomja egy pozitív töltésű atommagból és az azt körülvevő negatív töltésű elektronok felhőjéből áll (lásd még ATOMMAG). Egy kémiai elem helyzetét Mengyelejev periódusos rendszerében (sorszáma) az atommag töltése határozza meg. Az izotópokat ezért ugyanazon kémiai elem fajtáinak nevezzük, amelyek atomjainak azonos a magtöltése (és ezért gyakorlatilag ugyanazok az elektronhéjak), de a magtömeg értékükben különböznek. F. Soddy figuratív kifejezése szerint az izotópok atomjai „kint” ugyanazok, de „belül” különbözőek.

Az izotópok felfedezésének története Az első bizonyítékot arra, hogy az azonos kémiai viselkedésű anyagok eltérő fizikai tulajdonságokkal rendelkezhetnek, a nehéz elemek atomjainak radioaktív átalakulásának vizsgálatából származtak. 1906-07-ben kiderült, hogy az urán - ionium radioaktív bomlási terméke és a tórium - radiotórium radioaktív bomlásterméke ugyanazokkal a kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a tórium, de eltér attól az atomtömegben és a radioaktív bomlási jellemzőkben. 1932-ben felfedezték a neutront - egy töltés nélküli részecskét, amelynek tömege közel van a hidrogénatom atommagjának tömegéhez - egy protont, és létrehozták az atommag proton-neutron modelljét. Ennek eredményeként a tudomány létrehozta az izotópok fogalmának végső modern meghatározását

Radioaktív izotópok előállítása A radioaktív izotópokat atomreaktorokban és részecskegyorsítókban állítják elő

Radioaktív izotópok alkalmazása biológia gyógyászat mezőgazdasági régészeti ipar

Radioaktív izotópok a biológiában. Az egyik legkiemelkedőbb „címkézett atomok” felhasználásával végzett tanulmány az élőlények anyagcseréjének vizsgálata volt.

Radioaktív izotópok az orvostudományban Diagnózisra és terápiás célokra. A radioaktív nátriumot a vérkeringés tanulmányozására használják. A jód intenzíven lerakódik a pajzsmirigyben, különösen Graves-kórban.

Radioaktív izotópok a gazdaságban Növényi magvak (gyapot, káposzta, retek) besugárzása. A sugárzás mutációkat okoz a növényekben és a mikroorganizmusokban.

Radioaktív izotópok a régészetben Érdekes alkalmazás szerves eredetű ősi tárgyak (fa, szén) kormeghatározására. Ezzel a módszerrel határozzák meg az egyiptomi múmiák korát és az őskori tüzek maradványait.

Radioaktív izotópok az iparban Módszer belső égésű motorok dugattyúgyűrűinek kopásának megfigyelésére. Lehetővé teszi a fémek diffúzióját és a nagyolvasztókban zajló folyamatok megítélését

A "Lenin" atomjégtörő 1959-ben készült. Telephelyén a sugárzási dózisteljesítmény ellenőrzése.

Radioaktív anyagokkal végzett munka manipulátorral

"Éter" - radioizotópos átalakító a világűrben és a tengerben található eszközök táplálására

Hegesztési varratok vizsgálata γ-sugárzással. Mezőgazdasági termékek besugárzása hozamuk növelése érdekében

A műtrágyákhoz adott radioaktív foszfor eloszlása ​​paradicsomlevélben Kesztyűtartó radioaktív anyagokkal való munkavégzéshez.

Gamma terápiás készülék. A pajzsmirigy vizsgálata radioaktív jóddal

Tanfolyami munka

A témában: "Radioaktivitás.

Radioaktív izotópok alkalmazása a technológiában"

Bevezetés

1. A radioaktív sugárzás fajtái

2.A radioaktivitás egyéb típusai

3. Alfa-bomlás

4.Béta-bomlás

5. Gamma-bomlás

6. A radioaktív bomlás törvénye

7.Radioaktív sorozat

8. Radioaktív sugárzás hatása az emberre

9.Radioaktív izotópok használata

Felhasznált irodalom jegyzéke

Bevezetés

A radioaktivitás az atommagok átalakulása más atommagokká, különféle részecskék kibocsátásával és elektromágneses sugárzással. Innen a jelenség neve: latinul radio - sugároz, activus - hatásos. Ezt a szót Marie Curie alkotta meg. Amikor egy instabil atommag - egy radionuklid - elbomlik, egy vagy több nagy energiájú részecske nagy sebességgel kirepül belőle. Ezen részecskék áramlását radioaktív sugárzásnak vagy egyszerűen sugárzásnak nevezik.

röntgensugarak. A radioaktivitás felfedezése közvetlenül összefüggött Röntgen felfedezésével. Ráadásul egy ideig azt hitték, hogy ezek ugyanaz a típusú sugárzás. 19. század vége Általában gazdag volt különféle, korábban ismeretlen „sugárzások” felfedezésében. Az 1880-as években Joseph John Thomson angol fizikus elemi negatív töltéshordozókat kezdett tanulmányozni; 1891-ben George Johnston Stoney (1826–1911) ír fizikus elektronoknak nevezte ezeket a részecskéket. Végül decemberben Wilhelm Conrad Roentgen bejelentette egy új típusú sugár felfedezését, amelyet röntgensugárzásnak nevezett. Eddig a legtöbb országban így hívták őket, de Németországban és Oroszországban elfogadták Rudolf Albert von Kölliker (1817–1905) német biológus javaslatát, hogy a sugarakat röntgensugárzásnak nevezzék. Ezek a sugarak akkor jönnek létre, amikor a vákuumban gyorsan repülő elektronok (katódsugarak) ütköznek egy akadályba. Köztudott volt, hogy amikor a katódsugarak ütközik az üveggel, látható fényt bocsát ki – zöld lumineszcenciát. A röntgenfelvétel felfedezte, hogy ezzel egy időben más láthatatlan sugarak is kiáradtak az üveg zöld foltjából. Ez véletlenül történt: egy sötét szobában a közeli, bárium-tetracianoplatinát Ba-val (korábban bárium-platina-szulfidnak) borított képernyő fénylett. Ez az anyag fényes sárga-zöld lumineszcenciát hoz létre ultraibolya és katódsugarak hatására. De a katódsugarak nem értek el a képernyőt, sőt, amikor a készüléket fekete papír borította, a képernyő tovább világított. Roentgen hamarosan felfedezte, hogy a sugárzás sok átlátszatlan anyagon áthalad, és a fekete papírba csomagolt, vagy akár fémtokba helyezett fényképezőlap megfeketedését okozza. A sugarak áthaladtak egy nagyon vastag könyvön, egy 3 cm vastag lucfenyő deszkán, egy 1,5 cm vastag alumínium lemezen... Röntgen rájött felfedezésének lehetőségeire: „Ha a kisülőcső és a képernyő közé tartod a kezed”, ezt írta: „Sötét árnyékcsontok láthatók a kéz világosabb körvonalai hátterében”. Ez volt az első fluoroszkópos vizsgálat a történelemben.

Roentgen felfedezése azonnal elterjedt az egész világon, és nem csak a szakembereket lepte meg. 1896 előestéjén egy kéz fényképét állították ki egy német város egyik könyvesboltjában. Egy élő ember csontjai látszottak rajta, az egyik ujján pedig egy jegygyűrű. Röntgen feleségének a kezéről készült röntgenfelvétel volt. Röntgen első üzenete „Az újfajta sugarakról” a „Reports of the Würzburg Physico-Medical Society”-ben jelent meg december 28-án, azonnal lefordították és kiadták különböző országokban, a leghíresebb „Nature” tudományos folyóiratban Londonban. 1896. január 23-án publikálta Roentgen cikkét.

Új sugarakat kezdtek felfedezni szerte a világon, csak egy év alatt több mint ezer cikk jelent meg e témában. A kórházakban is megjelentek az egyszerű kialakítású röntgengépek: az új sugarak gyógyászati ​​felhasználása nyilvánvaló volt.

Ma a röntgensugarakat széles körben használják (és nem csak orvosi célokra) szerte a világon.

Becquerel sugarai. Röntgen felfedezése hamarosan hasonlóan figyelemre méltó felfedezéshez vezetett. Antoine Henri Becquerel francia fizikus készítette 1896-ban. 1896. január 20-án részt vett az Akadémia ülésén, amelyen Henri Poincaré fizikus és filozófus beszélt Röntgen felfedezéséről, és bemutatta az emberi kéz Franciaországban készült röntgenfelvételeit. Poincare nem korlátozta magát az új sugarakról való beszélésre. Azt javasolta, hogy ezek a sugarak a lumineszcenciához kapcsolódnak, és talán mindig egyidejűleg jelennek meg az ilyen típusú izzással, így valószínűleg meg lehet tenni a katódsugarak nélkül. Az ultraibolya sugárzás – fluoreszcencia vagy foszforeszcencia (a 19. században ezek között a fogalmak között nem volt szigorú különbségtétel)) anyagok lumineszcenciája ismerős volt Becquerel számára: apja, Alexander Edmond Becquerel (1820–1891) és nagyapja, Antoine Cesar Becquerel is. (1788–1878) részt vettek benne.mindketten fizikusok; Antoine Henri Becquerel fia, Jacques is fizikus lett, aki „örökölte” a Párizsi Természettudományi Múzeum fizika tanszékét, Becquerel 110 évig, 1838-tól 1948-ig vezette ezt a tanszéket.

Becquerel úgy döntött, hogy megvizsgálja, hogy a röntgensugarak összefüggésben állnak-e a fluoreszcenciával. Egyes uránsók, például az uranil-nitrát UO 2 (NO 3) 2, élénk sárga-zöld fluoreszcenciát mutatnak. Ilyen anyagok voltak Becquerel laboratóriumában, ahol dolgozott. Édesapja uránpreparátumokkal is dolgozott, aki kimutatta, hogy a napfény megszűnése után fényük nagyon gyorsan – kevesebb, mint egy századmásodperc alatt – eltűnik. Senki sem ellenőrizte azonban, hogy ez a ragyogás jár-e más, átlátszatlan anyagokon áthaladó sugarak kibocsátásával, mint a Roentgen esetében. Pontosan ezt döntötte el Becquerel Poincaré jelentése után. 1896. február 24-én az Akadémia heti ülésén elmondta, hogy vett egy kétrétegű vastag fekete papírba csomagolt fényképezőlapot, amelyre kettős kálium-uranil-szulfát K 2 UO 2 (SO 4) 2 2H2O kristályokat helyezett. és mindezt több órán át napfénynek tette ki, majd a fotólemez előhívása után láthatók rajta a kristályok kissé elmosódott körvonalai. Ha a lemez és a kristályok közé érmét vagy bádogból kivágott figurát helyezünk, akkor az előhívás után ezeknek a tárgyaknak tiszta képe jelenik meg a lemezen.

Mindez összefüggésre utalhat a fluoreszcencia és a röntgensugárzás között. A nemrégiben felfedezett röntgensugarakat sokkal egyszerűbben - katódsugarak és az ehhez szükséges vákuumcső és nagyfeszültség nélkül - meg lehet szerezni, de ellenőrizni kellett, hogy kiderül-e, hogy az uránsó a napon hevítve kibocsát valamennyit. egyfajta gáz, amely a fekete papír alá hatol és a fényképészeti emulzióra hat.. Ennek a lehetőségnek a kizárására Becquerel üveglapot helyezett az uránsó és a fényképezőlap közé - az még mindig világított. „Innen – fejezte be rövid üzenetét Becquerel – arra a következtetésre juthatunk, hogy a világító só olyan sugarakat bocsát ki, amelyek áthatolnak a fekete papíron, átlátszatlanok a fény számára, és helyreállítják az ezüstsókat a fényképezőlapon.” Mintha igaza lett volna Poincarénak, és a röntgenfelvételekből egészen más módon lehet röntgenfelvételt szerezni.

Becquerel számos kísérletet kezdett végezni, hogy jobban megértse, milyen körülmények között jelennek meg a fénysugarak, amelyek megvilágítanak egy fényképezőlemezt, és hogy megvizsgálja e sugarak tulajdonságait. A kristályok és a fotólemez közé különböző anyagokat helyezett el - különböző vastagságú papírt, üveget, alumíniumot, réz- és ólomlemezeket. Az eredmények megegyeztek a Roentgen által kapott eredményekkel, ami szintén érvként szolgálhat a két sugárzás hasonlósága mellett. A közvetlen napfény mellett Becquerel tükörről visszavert vagy prizmával megtört fénnyel világította meg az uránsót. Megkapta, hogy az összes korábbi kísérlet eredménye semmiképpen nem függ össze a nappal; csak az számított, mennyi ideig volt az uránsó a fényképezőlap közelében. Másnap Becquerel beszámolt erről az Akadémia ülésén, de mint később kiderült, téves következtetést vont le: úgy döntött, hogy az uránsó, legalább egyszer „feltöltött” a fényben, képes kibocsátani. láthatatlan áthatoló sugarak hosszú ideig.

Az év végéig Becquerel kilenc cikket jelentetett meg ebben a témában, az egyikben ezt írta: „Egy vastag falú ólomdobozba különböző uránsókat helyeztek el... Bármilyen ismert sugárzás hatásától védve, ezek az anyagok tovább folytatódtak. üvegen és fekete papíron áthaladó sugarakat bocsátani..., nyolc hónap alatt.”

Ezek a sugarak bármilyen uránvegyületből származnak, még azokból is, amelyek nem világítanak a napon. A fémes urán sugárzása még erősebbnek bizonyult (körülbelül 3,5-szeres). Nyilvánvalóvá vált, hogy a sugárzás, bár bizonyos megnyilvánulásaiban hasonlít a röntgensugárzáshoz, nagyobb áthatoló ereje van, és valamilyen módon rokon az uránnal, ezért Becquerel „uránsugaraknak” kezdte nevezni.

Becquerel azt is felfedezte, hogy az „uránsugarak” ionizálják a levegőt, ami elektromos vezetővé teszi. Szinte egyidejűleg, 1896 novemberében J. J. Thomson és Ernest Rutherford angol fizikusok (felfedezte a levegő ionizációját röntgensugárzás hatására. A sugárzás intenzitásának mérésére Becquerel egy elektroszkópot használt, amelyben a legkönnyebb arany levelek, a végüknél felfüggesztve és elektrosztatikusan feltöltött, taszítják és szabad végeik eltérnek.Ha a levegő áramot vezet, a töltés lecsapódik a levelekről és azok lehullanak - minél gyorsabban nagyobb a levegő elektromos vezetőképessége, és ezáltal a sugárzás intenzitása is.

Felmerült a kérdés, hogy egy anyag hogyan bocsát ki folyamatos sugárzást, amely nem gyengül hosszú hónapokon keresztül külső forrásból származó energia nélkül, maga Becquerel írta, hogy nem tudta megérteni, honnan kapta az urán az általa folyamatosan kibocsátott energiát. Különféle hipotéziseket állítottak fel ezzel kapcsolatban, néha egészen fantasztikusak. William Ramsay angol kémikus és fizikus például ezt írta: „...a fizikusok tanácstalanok voltak, honnan származhat az uránsókban található kimeríthetetlen energiakészlet. Lord Kelvin hajlamos volt azt feltételezni, hogy az urán egyfajta csapdaként szolgál, amely felfogja a világűrön keresztül hozzánk eljutó, egyébként kimutathatatlan sugárzó energiát, és olyan formává alakítja, hogy alkalmassá tegye kémiai hatások kiváltására."

Becquerel nem tudta sem elfogadni ezt a hipotézist, sem valami hihetőbbet kitalálni, sem az energiamegmaradás elvét. Ennek az lett a vége, hogy egy időre teljesen felhagyott az uránnal végzett munkával, és a spektrumvonalak mágneses térben történő felosztásával foglalkozott. Ezt a hatást a fiatal holland fizikus, Pieter Zeeman szinte egy időben fedezte fel Becquerel felfedezésével, és egy másik holland, Hendrik Anton Lorentz magyarázta.

Városi oktatási intézmény "Pobedinskaya középiskola" Shegarsky kerület, Tomszk régió

IX. OSZTÁLYBAN VÉGZŐDŐK ÁLLAMI (VÉGLEGES) IGAZOLÁSA

FIZIKÁBÓL

RADIOAKTIVITÁSI JELENSÉG. FONTOSSÁGA A TUDOMÁNYBAN, TECHNOLÓGIÁBAN, ORVOSIAN

Elkészült: Dadaev Aslan, 9. osztályos tanuló

Felügyelő: Gagarina Lyubov Alekseevna, fizikatanár

Pobeda 2010

1. Bevezetés……………………………………………………………… 1. oldal

2. A radioaktivitás jelensége…………………………………….................2. oldal

2.1. Radioaktivitás felfedezése……………………………………………………….2. oldal

2.2. Sugárforrások……………………………………………………….. 6. oldal

3. Radioaktív izotópok előállítása és felhasználása……………..8. oldal

3.1.Izotópok felhasználása a gyógyászatban…………………………………………………………………………………………….

3.2. Radioaktív izotópok a mezőgazdaságban………………10. oldal

3.3. Sugárzás kronometria………………………………… 11. o.

3.4. Radioaktív izotópok alkalmazása az iparban...12.o

3.5. Az izotópok használata a tudományban………………………………………………………………………………………

4. Következtetés…………………………………………………………………………….

5. Irodalom…………………………………………………………..14. oldal

BEVEZETÉS

Az atomok mint megváltoztathatatlan apró anyagrészecskék gondolatát az elektron felfedezése, valamint A. Becquerel francia fizikus által felfedezett természetes radioaktív bomlás jelensége semmisítette meg. Jelentős mértékben járultak hozzá e jelenség tanulmányozásához a kiváló francia fizikusok, Maria Sklodowska-Curie és Pierre Curie.

A természetes radioaktivitás évmilliárdok óta létezik, és szó szerint mindenhol megtalálható. Az ionizáló sugárzás már jóval az élet keletkezése előtt is létezett a Földön, és már a Föld megjelenése előtt is jelen volt az űrben. A radioaktív anyagok születése óta a Föld részét képezik. Bármely személy enyhén radioaktív: az emberi test szöveteiben a természetes sugárzás egyik fő forrása a kálium - 40 és a rubídium - 87, és nincs mód tőlük megszabadulni.

A híres francia fizikusok, Frederic és Irene Curie-Joliot 1934-ben nukleáris reakciókat hajtottak végre az alumíniumatomok atommagjainak a-részecskékkel történő bombázásával. A mesterséges radioaktivitás alapvetően nem különbözik a természetes radioaktivitástól, és ugyanazoknak a törvényeknek engedelmeskedik.

Jelenleg a mesterséges radioaktív izotópokat különböző módon állítják elő. A legáltalánosabb egy célpont (jövőbeni radioaktív gyógyszer) besugárzása egy atomreaktorban. Lehetőség van a céltárgy töltött részecskékkel történő besugárzására speciális berendezésekben, ahol a részecskéket nagy energiákra gyorsítják.

Cél: megtudja, hogy az élet mely területein alkalmazzák a radioaktivitás jelenségét.

Feladatok:

· Tanulmányozza a radioaktivitás felfedezésének történetét.

· Tudja meg, mi történik egy anyaggal radioaktív sugárzás során.

· Tudja meg, hogyan lehet radioaktív izotópokat nyerni, és hol fogják ezeket felhasználni.

· A kiegészítő irodalommal való munkavégzés készségeinek fejlesztése.

· Végezze el az anyag számítógépes bemutatását.

FŐ RÉSZ

2.A radioaktivitás jelensége

2.1.Radioaktivitás felfedezése

Sztori radioaktivitás Henri Becquerel francia fizikus lumineszcenciával és röntgensugárzással kapcsolatos munkájával kezdődött 1896-ban.

A radioaktivitás felfedezése, az atom összetett szerkezetének legszembetűnőbb bizonyítéka .

Röntgen felfedezését kommentálva a tudósok azt feltételezik, hogy a foszforeszcencia során röntgensugarakat bocsátanak ki, függetlenül a katódsugarak jelenlététől. A. Becquerel úgy döntött, hogy teszteli ezt a hipotézist. A fotólemezt fekete papírba csomagolva egy furcsa alakú, uránsóval bevont fémlemezt helyezett rá. Miután négy órán át napfénynek tette ki, Becquerel előhívta a fényképezőlapot, és meglátta rajta egy fémfigura pontos sziluettjét. A kísérleteket nagy variációkkal megismételte, egy érme és egy kulcs lenyomatát kapva. Minden kísérlet megerősítette a tesztelt hipotézist, amelyről Becquerel február 24-én a Tudományos Akadémia ülésén beszámolt. Becquerel azonban nem hagyja abba a kísérleteket, egyre több új lehetőséget készít elő.

Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

1896. február 26-án Párizs felett megromlott az időjárás, és az előkészített, uránsódarabokkal ellátott fényképezőlapokat egy sötét asztalfiókba kellett helyezni, amíg a nap fel nem tűnik. Március 1-jén jelent meg Párizs felett, és a kísérleteket folytatni lehetett. A lemezeket átvéve Becquerel úgy döntött, hogy továbbfejleszti azokat. A lemezek kifejlesztése után a tudós uránminták sziluettjeit látta rajtuk. Becquerel semmit sem értve úgy döntött, hogy megismétli a véletlenszerű kísérletet.

Fényálló dobozba helyezett két tányért, uránsót öntött rájuk, az egyikre először üveget, a másikra alumíniumlapot tett. Mindez egy sötét szobában volt öt órán át, majd Becquerel előhívta a fotólemezeket. És hát a minták sziluettjei ismét jól láthatóak. Ez azt jelenti, hogy bizonyos sugarak uránsókban képződnek. Úgy néznek ki, mint a röntgensugarak, de honnan származnak? Egy dolog világos: nincs kapcsolat a röntgensugárzás és a foszforeszcencia között.

Erről a Tudományos Akadémia 1896. március 2-i ülésén számolt be, teljesen összezavarva minden tagját.

Becquerel azt is megállapította, hogy az ugyanabból a mintából származó sugárzás intenzitása nem változik az idő múlásával, és az új sugárzás képes elektromos testek kisütésére.

A Párizsi Akadémia tagjainak többsége Becquerel március 26-i ülésén tett következő jelentése után úgy vélte, hogy igaza van.

A Becquerel által felfedezett jelenséget ún radioaktivitás, Maria Sklodowska-Curie javaslatára.

Maria Skłodowska – Curie

Radioaktivitás - egyes kémiai elemek atomjainak spontán kibocsátási képessége.

1897-ben Maria doktori disszertációja közben, miután kutatási témát választott - Becquerel felfedezése (Pierre Curie azt tanácsolta feleségének, hogy válassza ezt a témát) - úgy döntött, megkeresi a választ arra a kérdésre: mi az urán valódi forrása. sugárzás? Ebből a célból úgy dönt, hogy nagyszámú ásvány- és sómintát megvizsgál, és kideríti, hogy csak az uránnak van-e sugárzó tulajdonsága. A tóriummintákkal dolgozva felfedezi, hogy az uránhoz hasonlóan ugyanazokat a sugarakat és körülbelül azonos intenzitást bocsát ki. Ez azt jelenti, hogy ez a jelenség nemcsak az urán sajátossága, hanem külön nevet is kell adni neki. Az uránt és a tóriumot radioaktív elemeknek nevezték. A munka új ásványokkal folytatódott.

Pierre fizikusként érzi a munka fontosságát, és átmenetileg kihagyva a kristályok tanulmányozását, elkezd együtt dolgozni feleségével. A közös munka eredményeként új radioaktív elemeket fedeztek fel: polóniumot, rádiumot stb.

1903 novemberében a Royal Society Pierre és Marie Curie-t Anglia egyik legmagasabb tudományos kitüntetésével, a Davy-éremmel tüntette ki.

November 13-án Curieék és Becquerelek táviratot kaptak Stockholmból, amelyben bejelentették, hogy hárman megkapták a fizikai Nobel-díjat a radioaktivitás terén tett kiemelkedő felfedezéseikért.

A Curie-k által megkezdett munkát tanítványaik vették fel, köztük Irene lánya és veje, Frédéric Joliot, akik 1935-ben Nobel-díjasok lettek a felfedezésért. mesterséges radioaktivitás .

Irene és Frederic Curie – Joliot

angol fizikusok E. RutherfordÉs F. Soddy Bebizonyosodott, hogy minden radioaktív folyamatban a kémiai elemek atommagjainak kölcsönös átalakulása következik be. A mágneses és elektromos térben e folyamatokat kísérő sugárzás tulajdonságainak vizsgálata kimutatta, hogy a-részecskékre, b-részecskékre és g-sugarakra (nagyon rövid hullámhosszú elektromágneses sugárzás) oszlik.

E. Rutherford F. Soddy

Nem sokkal később e részecskék különféle fizikai jellemzőinek és tulajdonságainak (elektromos töltés, tömeg stb.) vizsgálata során sikerült megállapítani, hogy a b részecske egy elektron, az a részecske pedig egy teljesen ionizált atom. a hélium kémiai elem (azaz egy hélium atom, amely mindkét elektronját elvesztette).

Ráadásul az is kiderült radioaktivitás egyes atommagok azon képessége, hogy részecskék kibocsátásával spontán átalakuljanak más atommagokká.

Például többféle uránatomot találtak: körülbelül 234 amu, 235 amu, 238 amu atomtömeggel. és 239 amu Ráadásul ezeknek az atomoknak ugyanazok a kémiai tulajdonságaik voltak. Ugyanúgy léptek be a kémiai reakciókba, ugyanazokat a vegyületeket képezve.

Egyes nukleáris reakciók erősen átható sugárzást bocsátanak ki. Ezek a sugarak több méter vastag ólomrétegen hatolnak át. Ez a sugárzás semleges töltésű részecskék áramlása. Ezeket a részecskéket nevezik el neutronok.

Egyes nukleáris reakciók erősen átható sugárzást bocsátanak ki. Ezek a sugarak különböző típusúak és eltérő áthatoló erejük van. Például, neutron fluxus több méter vastag ólomrétegen áthatol.

2.2. Sugárforrások

A sugárzás nagyon sokféle és változatos, de megkülönböztethetünk kb hét fő forrásai.

Az első forrás a mi Földünk. Ezt a sugárzást a radioaktív elemek Földben való jelenléte magyarázza, amelyek koncentrációja a különböző helyeken igen eltérő.

A második forrás sugárzás - tér, ahonnan folyamatosan nagy energiájú részecskék áramlása esik a Földre. A kozmikus sugárzás forrásai a galaxisban fellépő csillagrobbanások és a napkitörések.

Harmadik forrás A sugárzás radioaktív természetes anyagok, amelyeket az emberek lakó- és ipari helyiségek építéséhez használnak. Az épületen belüli dózisteljesítmény átlagosan 18-50%-kal nagyobb, mint kívül. Az ember életének háromnegyedét zárt térben tölti. Egy gránitból épített helyiségben folyamatosan tartózkodó személy - 400 mrem/év, vörös téglából - 189 mrem/év, betonból - 100 mrem/év, fából - 30 mrem/év.

Negyedik A radioaktivitás forrása kevéssé ismert a lakosság számára, de nem kevésbé veszélyes. Ezek radioaktív anyagok, amelyeket az emberek mindennapi tevékenységeik során használnak.

A bankcsekkek nyomtatásához használt tinták radioaktív szenet tartalmaznak, amely biztosítja a hamisított dokumentumok könnyű azonosítását.

Az uránt festék vagy zománc előállítására használják kerámiákon vagy ékszereken.

Az uránt és a tóriumot üveggyártáshoz használják.

A mesterséges porcelán fogakat uránnal és cériummal erősítik meg. Ugyanakkor a fogak melletti nyálkahártyák sugárzása elérheti a 66 rem/év értéket, míg az egész szervezetre vonatkozó éves ráta nem haladhatja meg a 0,5 remet (azaz 33-szor többet).

Egy TV képernyő 2-3 mrem/év kibocsátást tesz lehetővé fejenként.

Ötödik forrás – radioaktív anyagok szállításával és feldolgozásával foglalkozó vállalkozások.

Hatodik A sugárzás forrása az atomerőművek. Az atomerőművekben,

A hűtésre használt szén-dioxidban a szilárd hulladékon kívül folyékony (a reaktor hűtőkörökből származó szennyezett víz) és gáz halmazállapotú hulladékot is tartalmaz.

Hetedik A radioaktív sugárzás forrása az orvosi berendezések. A mindennapi gyakorlatban való használatuk ellenére a belőlük származó sugárzás veszélye sokkal nagyobb, mint az összes fent tárgyalt forrásból, és néha eléri a tíz rem-et is. Az egyik általános diagnosztikai módszer a röntgenkészülék. Tehát a fogak radiográfiájával - 3 rem, a gyomor fluoroszkópiájával - ugyanaz, a fluorográfiával - 370 mrem.

Mi történik az anyaggal radioaktív sugárzás során?

Először, az a csodálatos konzisztencia, amellyel a radioaktív elemek sugárzást bocsátanak ki. A napok, hónapok, évek során a sugárzás intenzitása nem változik észrevehetően. Nem befolyásolja a melegítés vagy a megnövekedett nyomás, a kémiai reakciók, amelyekbe a radioaktív elem bejutott, szintén nem befolyásolták a sugárzás intenzitását.

Másodszor, a radioaktivitás energia felszabadulásával jár, és több éven keresztül folyamatosan szabadul fel. Honnan ez az energia? Amikor egy anyag radioaktívvá válik, mélyreható változásokon megy keresztül. Feltételezték, hogy maguk az atomok is átalakulnak.

Az azonos kémiai tulajdonságok jelenléte azt jelenti, hogy ezeknek az atomoknak ugyanannyi elektronja van az elektronhéjban, és ezért azonos a nukleáris töltése.

Ha az atommagok töltései azonosak, akkor ezek az atomok ugyanahhoz a kémiai elemhez tartoznak (a tömegkülönbségek ellenére), és azonos rendszámmal rendelkeznek a D.I. táblázatban. Mengyelejev. Ugyanannak a kémiai elemnek az atommagok tömegében eltérő fajtáit nevezzük izotópok .

3. Radioaktív izotópok előállítása és felhasználása

A természetben található radioaktív izotópokat ún természetes. De sok kémiai elem csak stabil (azaz radioaktív) állapotban fordul elő a természetben.

1934-ben Irène és Frédéric Joliot-Curie francia tudósok felfedezték, hogy nukleáris reakciók eredményeként radioaktív izotópokat lehet mesterségesen létrehozni. Ezeket az izotópokat nevezték el mesterséges .

Az atomreaktorokat és a részecskegyorsítókat általában mesterséges radioaktív izotópok előállítására használják. Létezik ilyen elemek gyártására szakosodott iparág.

Ezt követően minden kémiai elem mesterséges izotópját sikerült előállítani. Jelenleg összesen körülbelül 2000 radioaktív izotóp ismeretes, amelyek közül 300 természetes.

Jelenleg a radioaktív izotópokat széles körben használják a tudományos és gyakorlati tevékenység különböző területein: technológia, gyógyászat, mezőgazdaság, kommunikáció, katonaság és mások. Ebben az esetben az ún tagged atom módszer.

3.1.Izotópok felhasználása az orvostudományban

Izotópok alkalmazása Az egyik legkiemelkedőbb, „címkézett atomok” felhasználásával végzett kutatás az élőlények anyagcseréjének vizsgálata volt.

Az izotópok segítségével számos betegség kialakulásának mechanizmusát (patogenezisét) tárták fel; Az anyagcsere tanulmányozására és számos betegség diagnosztizálására is használják.

Az izotópok rendkívül kis mennyiségben kerülnek az emberi szervezetbe (az egészségre biztonságos), és nem képesek kóros elváltozásokat okozni. A vérrel egyenetlenül oszlanak el a testben. Az izotóp bomlása során keletkező sugárzást az emberi test közelében elhelyezett műszerek (speciális részecskeszámlálók, fényképezés) rögzítik. Ennek eredményeként bármilyen belső szervről képet kaphat. Ebből a képből meg lehet ítélni ennek a szervnek a méretét és alakját, az izotóp koncentrációjának növekedését vagy csökkenését

annak különböző részeit. A belső szervek funkcionális állapotát (vagyis munkáját) a radioizotóp felhalmozódásának és eliminációjának sebességével is értékelheti.

Így a szív keringésének állapotát, a véráramlás sebességét és a szívüregek képét nátrium-, jód- és technécium-izotópokat tartalmazó vegyületek segítségével határozzák meg; a technécium és a xenon izotópjait a tüdőszellőztetés és a gerincvelő betegségeinek tanulmányozására használják; A humán szérum albumin jódizotóppal alkotott makroaggregátumait a tüdő különböző gyulladásos folyamatainak, daganatainak, valamint a pajzsmirigy különböző betegségeinek diagnosztizálására használják.

Izotópok felhasználása a gyógyászatban

A máj koncentrációs és kiválasztási funkcióit bengáli rózsafesték segítségével, jód- és aranyizotóppal vizsgálják. A belek és a gyomor képét technécium-izotóppal, a lépet technécium- vagy króm-izotóppal készített vörösvértestek felhasználásával készítik; A hasnyálmirigy-betegségeket szelénizotóp segítségével diagnosztizálják. Mindezek az adatok lehetővé teszik a betegség helyes diagnózisát.

A „jelölt atomok” módszerével a keringési rendszer működésének különböző rendellenességeit is vizsgálják, daganatokat mutatnak ki (hiszen ezekben halmozódnak fel egyes radioizotópok). Ennek a módszernek köszönhetően kiderült, hogy viszonylag rövid idő alatt az emberi szervezet szinte teljesen megújul. Az egyetlen kivétel a vas, amely a vér része: a szervezet csak akkor kezdi felszívódni az élelmiszerből, amikor a tartalékai kimerültek.

Az izotóp kiválasztásánál fontos szempont az izotópelemzési módszer érzékenysége, valamint a radioaktív bomlás típusa és a sugárzási energia.

A gyógyászatban a radioaktív izotópokat nemcsak diagnózisra, hanem bizonyos betegségek kezelésére is használják, mint például a rák, a Graves-kór stb.

A nagyon kis dózisú radioizotópok alkalmazása miatt a sugárdiagnosztika és -kezelés során a szervezetet érő sugárterhelés nem jelent veszélyt a betegekre.

3.2. Radioaktív izotópok a mezőgazdaságban

A radioaktív izotópokat egyre inkább használják mezőgazdaság. A növényi magvak (gyapot, káposzta, retek stb.) radioaktív szerek kis dózisú gamma-sugárzásával történő besugárzása észrevehető termésnövekedést eredményez. A nagy dózisú sugárzás mutációkat okoz a növényekben és mikroorganizmusokban, ami bizonyos esetekben új értékes tulajdonságokkal rendelkező mutánsok megjelenéséhez vezet ( rádióválasztás). Így alakultak ki értékes búza-, bab- és egyéb termények fajtái, s így kerültek elő az antibiotikumok előállításához használt, nagy termőképességű mikroorganizmusok.

A radioaktív izotópokból származó gammasugárzást a káros rovarok leküzdésére és az élelmiszerek tartósítására is használják. A „címkézett atomokat” széles körben használják a mezőgazdasági technológiában. Például, hogy megtudja, melyik foszforműtrágyát szívja fel jobban egy növény, különböző műtrágyákat radioaktív foszforral jelölnek. Ezt követően a növények radioaktivitásának vizsgálatával meg lehet határozni a különböző műtrágyákból felvett foszfor mennyiségét.

A radioaktív szén-módszer érdekes alkalmazást kapott az ősi szerves eredetű tárgyak (fa, szén, szövetek stb.) korának meghatározására. A növények mindig tartalmaznak egy béta radioaktív szénizotópot, amelynek felezési ideje T = 5700 év. A Föld légkörében kis mennyiségben nitrogénből képződik neutronok hatására. Ez utóbbiak az űrből a légkörbe jutó gyors részecskék (kozmikus sugarak) által kiváltott magreakciók miatt keletkeznek. Ez a szén az oxigénnel kombinálva szén-dioxidot képez, amelyet a növények és rajtuk keresztül az állatok is felszívnak.

Az izotópokat széles körben használják a talaj fizikai tulajdonságainak meghatározására

és a benne lévő növényi táplálékelem-tartalékokat, a talaj és a műtrágya kölcsönhatásának, a növények tápanyagfelvételének folyamatainak, valamint az ásványi tápláléknak a leveleken keresztül a növényekbe való bejutásának tanulmányozására. Az izotópokat a peszticidek növényi szervezetre gyakorolt ​​hatásának azonosítására használják, ami lehetővé teszi a növények kezelésének koncentrációjának és időzítésének meghatározását. Izotópos módszerrel vizsgálják a mezőgazdasági kultúrák legfontosabb biológiai tulajdonságait (a tenyészanyag értékelésénél és kiválasztásánál), a termést, a korai érést és a hidegállóságot.

BAN BEN állattenyésztés tanulmányozzák az állatok szervezetében lezajló élettani folyamatokat, elemzik a takarmány toxikus (kis dózisát kémiai módszerekkel nehezen meghatározható) anyagok és mikroelemek tartalmát. Az izotópok segítségével olyan technikákat fejlesztenek ki, amelyek automatizálják a termelési folyamatokat, például a gyökérnövényeket a kövektől és a talajdaraboktól elválasztják, amikor kombájnnal aratnak be sziklás és nehéz talajokon.

3.3. Sugárzás kronometria

Egyes radioaktív izotópok sikeresen felhasználhatók különféle kövületek korának meghatározására ( sugárzási kronometria). A sugárzási kronometria legelterjedtebb és leghatékonyabb módszere a szerves anyagok radioaktivitásának mérésén alapul, amelyet a radioaktív szén (14C) okoz.

A kutatások kimutatták, hogy bármely szervezetben minden gramm szénre percenként 16 radioaktív béta-bomlás következik be (pontosabban 15,3 ± 0,1). 5730 év után percenként mindössze 8 atom bomlik le minden gramm szénben, 11460 év után pedig 4 atom bomlik le.

A fiatal erdőmintákból származó szén egy grammja körülbelül tizenöt béta-részecskét bocsát ki másodpercenként. A szervezet halála után a radioaktív szénnel való utánpótlása megszűnik. Ennek az izotópnak a rendelkezésre álló mennyisége a radioaktivitás miatt csökken. A szerves maradványok radioaktív szén százalékos arányának meghatározásával meg lehet határozni azok korát, ha az 1000 és 50 000, sőt akár 100 000 év közötti tartományba esik.

A radioaktív bomlások számát, azaz a vizsgált minták radioaktivitását radioaktív sugárzás detektorokkal mérik.

Így a vizsgált minta bizonyos tömegű anyagában megmérve a percenkénti radioaktív bomlások számát, és ezt a számot grammra vetítve újraszámolva meghatározhatjuk annak a tárgynak a korát, amelyből a mintát vettük. Ezzel a módszerrel meghatározzák az egyiptomi múmiák korát, az őskori tüzek maradványait stb.

3.4. Radioaktív anyagok alkalmazása izotópok az iparban

Az egyik példa a következő módszer a dugattyúgyűrű kopásának figyelésére belső égésű motorokban. A dugattyúgyűrűt neutronokkal besugározva nukleáris reakciókat váltanak ki benne, és radioaktívvá teszik. Amikor a motor működik, a gyűrűanyag részecskéi bejutnak a kenőolajba. Az olaj radioaktivitásának szintjének vizsgálatával a motor bizonyos működési ideje után meghatározható a gyűrű kopása. A radioaktív izotópok segítségével megítélhető a fémek diffúziója, a nagyolvasztóban zajló folyamatok stb. A radioaktív anyagokból származó erős gamma-sugárzást a fémöntvények belső szerkezetének tanulmányozására használják, hogy feltárják a bennük lévő hibákat.

Az izotópokat magfizikai berendezésekben is használják neutronszámlálók gyártásához, ami lehetővé teszi a számlálási hatékonyság több mint 5-szörös növelését, az atomenergiában pedig neutronmoderátorként és abszorberként.

3.5. Izotópok felhasználása a tudományban

Izotópok felhasználása a biológia a fotoszintézis természetével kapcsolatos korábbi elképzelések felülvizsgálatához vezetett, valamint azokról a mechanizmusokról, amelyek biztosítják a növények szervetlen anyagok karbonátok, nitrátok, foszfátok stb. asszimilációját. Izotópok segítségével a populációk mozgása a bioszférában és az egyedek egy adott populáción belül, a mikrobák vándorlása, valamint az egyes vegyületek a testen belül. Az élőlények táplálékkal vagy injekcióval történő címkézésével számos rovar (szúnyogok, legyek, sáskák), madarak, rágcsálók és egyéb kisállatok sebességét, vándorlási útvonalát lehetett tanulmányozni, és adatokat nyerni populációik méretéről.

A területen a növények élettana és biokémiája Az izotópok segítségével számos elméleti és alkalmazott probléma megoldására került sor: tisztázták az ásványok, folyadékok és gázok növényekbe jutásának útjait, valamint a különféle kémiai elemek, köztük a mikroelemek szerepét a növényi életben. Kimutatták, hogy a szén nemcsak a leveleken, hanem a gyökérrendszeren keresztül is bejut a növényekbe; számos anyag útvonala és mozgási sebessége a gyökérrendszerből a szárba és a levelekbe, valamint ezekből a szervekből a a gyökerek létrejöttek.

A területen állatok és emberek fiziológiája és biokémiája különböző anyagok szöveteikbe való bejutásának sebességét vizsgálták (többek között a vas hemoglobinba, a foszfor ideg- és izomszövetekbe, kalcium a csontokba való beépülési sebessége). A „címkézett” élelmiszerek használata a tápanyagok felszívódásának és eloszlásának sebességének, a szervezetben való „sorsának” új megértéséhez vezetett, valamint segített a belső és külső tényezők (éhezés, fulladás, túlterheltség stb.) hatásának nyomon követésében. az anyagcserén.

KÖVETKEZTETÉS

A kiváló francia fizikusok, Maria Sklodowska-Curie és Pierre Curie, lányuk, Irene és veje, Frédéric Joliot, valamint sok más tudós nemcsak nagymértékben hozzájárult a magfizika fejlődéséhez, hanem szenvedélyes harcosok is voltak a békéért. Jelentős munkát végeztek az atomenergia békés célú felhasználása terén.

A Szovjetunióban az atomenergiával kapcsolatos munka 1943-ban kezdődött a kiváló szovjet tudós, I. V. Kurchatov vezetésével. A példátlan háború nehéz körülményei között a szovjet tudósok megoldották az atomenergia elsajátításával kapcsolatos legbonyolultabb tudományos és műszaki problémákat. 1946. december 25-én I. V. Kurchatov vezetésével először hajtottak végre láncreakciót az európai és ázsiai kontinensen. A Szovjetunióban kezdődött a békés atom korszaka.

Munkám során rájöttem, hogy a mesterségesen előállított radioaktív izotópok széles körben alkalmazhatók a tudomány, a technológia, a mezőgazdaság, az ipar, az orvostudomány, a régészet és más területeken. Ez a radioaktív izotópok következő tulajdonságainak köszönhető:

· egy radioaktív anyag egy bizonyos típusú részecskét folyamatosan bocsát ki, és az intenzitás idővel nem változik;

· a sugárzásnak van bizonyos áthatoló képessége;

· a radioaktivitást energiafelszabadulás kíséri;

· sugárzás hatására a besugárzott anyagban változások következhetnek be;

· a sugárzást többféleképpen lehet kimutatni: speciális részecskeszámlálókkal, fényképezéssel stb.

IRODALOM

1. F.M. Diaghilev „A fizika történetéből és alkotóinak életéből” - M.: Oktatás, 1986.

2. A.S. Enokhin, O.F. Kabardin és mások. „Anthology on Physics” - M.: Oktatás, 1982.

3. P.S. Kudrjavcev. „A fizika története” - M.: Oktatás, 1971.

4. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovcev „Fizika 11. osztály”. - M.: Oktatás, 2004.

5. A.V. Peryskin, E.V. Gutnik "Fizika 9. osztály." - M.: Túzok, 2005.

6. Internetes források.

Felülvizsgálat

fizikából készült vizsgadolgozathoz „A radioaktivitás jelensége. Jelentősége a tudományban, a technikában, az orvostudományban."

A szerző a választott téma relevanciáját az atomenergia békés célú felhasználásának lehetőségében látja. A mesterségesen előállított radioaktív izotópokat széles körben alkalmazzák a tudományos és gyakorlati tevékenység különböző területein: tudomány, technológia, mezőgazdaság, ipar, orvostudomány, régészet stb.

A „Bevezetés” rész azonban nem jelzi a szerző relevanciáját és érdeklődését az absztrakt választott témája iránt.

A radioaktivitás felfedezését hozzáférhető, logikus módon magyarázzák; „címkézett atomok” felhasználásával végzett kutatások.

Az absztrakt formázása nem minden esetben felel meg a követelményeknek:

· Az oldalak nincsenek számozva;

· Minden rész nem új oldalról kerül kinyomtatásra;

· A szövegben nincs hivatkozás illusztrációkra;

· Az „Irodalom” szakasz nem sorolja fel az internetes forrásoldalakat.

Általánosságban elmondható, hogy az összeállítás és a tervezés kisebb hiányosságai ellenére az absztrakt „A radioaktivitás jelensége. Jelentősége a tudomány, a technológia és az orvostudomány területén „jó” minősítést érdemel.

Fizikatanár, Városi Oktatási Intézmény "Pobedinskaya Középiskola": ___________/L.A. Gagarin/