同位素-同位素是什么-同位素的应用-中国同辐
来源:   日期:2018-04-17

  什么是同位素

  大家要了解什么是同位素,首先应当了解一下原子结构。自然界的一切物质都是由极小的粒子-分子-所组成,而一切的物质的分子又是由原子所组成,原子是元素的最小单位,它具有元素的一切特征。原子是由原子核和外围电子组成,原子核是由带电的质子和不带电的中子组成。

  

  不同质量数、质子数和核能态的原子核构成不同种类的原子。

  具有特定质量数、质子数和核能态,而且其平均寿命长到足以被观察到(一般长于10—10s)的一类原子为核素(如1H、2H、12C、13C、16O、17O等各为一种核素)。

  原子核内具有相同质子数但中子数不同的核素,它们在元素周期表中处于同一位置,称为同位素(如1H、2H、3H互为同位素,都是氢元素的同位素)。

  同位素的应用

  自二十世纪初,英国科学家索迪提出同位素的概念到现在已有一百年历史了。这些年来,随着科学技术水平的不断提高,科学工编辑对同位素的研究和应用取得了令人瞩目的成就。到目前为止,同位素技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。

  医学上,利用放射性同位素原子示踪,对甲状腺、肝、肾、脑、心脏、胰脏等脏器进行扫描,来诊断肿瘤等疾病。例如:人体内的甲状腺将人体吸取的碘绝大部分集中起来制成甲状腺素,以调节人体中的脂肪、蛋白质和碳水化合物的新陈代谢,正常的甲状腺吸取的碘量是一定的,如果甲状腺功能强,吸取碘的能力就强,如果甲状腺功能弱,吸取碘的能力就弱。所以,口服Na131I,一定时间后,观察131I?聚集情况,根据131I?吸取的快慢和多少,与正常值比较便可判断它的功能状态。此外用131I?—?马尿酸可测定肾功能,用51Cr?可以测定脾功能,用60Co?可以改善癌症的治疗(即放射疗法)等。?

  在工业上,利用放射性同位素可以测井探矿、无损探伤、检查管道泄露或管道堵塞等。例如:检验一个部件是否严密,可以先将部件放入一个密闭容器内,然后充入85Kr?气体,再将气体抽出,检查部件内是否有85Kr?,如果部件内没有85Kr?,则说明部件严密。

  在地质、考古方面,利用放射性同位素的半衰期,可以确定矿石的年龄,化石的年代。例如:碳的同位素除12C(占98.8%)?和13C(占1.11%)外,还有少量的14C?,14C具有放射性,14C经过?β?衰变后变成14N?,半衰期为5720?年,在大气中,C氧化为CO2?(含放射性和非放射性碳)以后,被植物吸取,动物以植物为食物,这样14C?进入动物的组织中,通过14C?的吸取和放射性衰变的自然平衡,活有机体内的14C?和12C?的恒态比与大气中的14C?和12C?的比例达到相等,动植物死亡后,C的吸取停止,放射性碳的含量由于衰变而逐渐减少。在5720年后14C?的含量变为原来的一半。这样通过测定含碳物质如化石等样品中碳的衰变速度,即可确定有机体的死亡时间,即化石的年代。

  在农业上,利用放射性同位素辐射种子,改变其遗传基因,可以选育良种。另外还可用于防治害虫、贮藏食品、合理施肥、农药残留毒素的研究等。

  目前,对同位素的研究已日臻完善,同位素技术越来越成熟,同位素的应用范围越来越广,它正不断地造福人类。?