Задание: Изучить предложенный материал, составить краткий конспект по теме

физики Г.Ф. Полещук

1911 г. английский радиохимик Фредерик Содди (1877-1956гг), позже он назвал

их изотопами (от греч. isos – одинаковый, topos- место).

Изотопы- разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов и электронов (занимают одно и то же место в таблице Д.И. Менделеева), но отличаются массовым числом.
Изотопы одинаковы по химическим свойствам, но кроме стабильных
могут быть и радиоактивными.

Экспериментальное подтверждение гипотезы
Фредерика Содди было получено английским физиком Джозефом Джоном Томсоном (директор Кавендишской лаборатории, лауреат Нобелевской премии 1906г.)

нестабильные – радиоактивные, которые самопроизвольно превращаются в другие химические элементы

с испусканием различных частиц.
Сейчас известно около 270 стабильных изотопов. Число нестабильных превышает 2000, большинство из них получено в результате различных ядерных реакций искусственным путём.
Число радиоактивных изотопов у многих элементов велико и может превышать два десятка. Стабильных изотопов существенно меньше.
Некоторые химические элементы состоят из одного стабильного изотопа (бериллий, фтор, натрий, алюминий, фосфор, марганец, золото и др.). Наибольшее число стабильных изотопов – 10 обнаружено у олова, у железа их - 4, у ртути - 7.

химических элементов.
Особенно интересны изотопы водорода.
Дейтерий не радиоактивен.

Тритий – β –радиоактивен, период полураспада примерно 12 лет.

Ответить на вопросы:

1.Чем отличаются друг от друга изотопы одного и того же химического элемента?

Количеством нейтронов в ядре

2. Какие свойства атома определяет заряд ядра?

Химические

(1) и на ускорителях заряженных частиц (2). С помощью ядерных

реакций можно получить радиоактивные изотопы всех химических элементов, которые встречаются в природе только в стабильном состоянии.
Такие химические элементы как технеций (№43), прометий (№61), астат(№85), франций (№87) вообще не имеют стабильных изотопов и впервые получены искусственно. Были получены также трансурановые элементы. Элементы, начиная с номера 104, впервые синтезированы либо в подмосковной Дубне, либо в Германии.

ПОЛУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ

(1)

(2)

(2)

растений
Гамма-дефектоскопия
Ядерное топливо для реакторов
Определение толщины, плотности, износа материалов
Изотопные термоэлектро-генераторы
Лечение
32Р
Болезней

крови

90Sr

Глазных болезней

60Со

Опухолей и
воспалений

131I

Щитовидной железы

235U

239Pu

244Cm

238Pu

60Co

65Zn

192Ir

75Se

59Fe

22Na

45Ca

32P

42K

1970-х годов на маяках стали устанавливать РИТЭГи, которые использовали тепловую энергию, выделяющуюся

при естественном распаде радиоактивных изотопов. Тепловая энергия преобразовывалась в электрическую при помощи термоэлектрического генератора. В "атомной батарейке", в которой использовался в качестве активного элемента стронций-90 и плутоний-228 очень низкий КПД, но зато при небольшой мощности такие аппараты могли работать до 30 лет автономно.
Большая часть населения обитающая в пределах доступности маяков, которые работали от "атомных батареек", знала об их существовании, поэтому старались близко к ним не подходить.
В 2010-2012 годах удалось утилизировать потенциально опасные источники загрязнения окружающей среды.  Финансирование демонтажа и вывоза РИТЭГ, занимались иностранные государства заинтересованные в экологической безопасности своих границ. В Мурманской области финансирование шло из Норвегии, на Чукотке из США. 
 РИТЭГ появились на Чукотке не от хорошей жизни, а от необходимости автономной бесперебойной работы маяков. Сегодня эту проблему решили за счёт установки солнечных панелей.

Солнечные панели на маяках установлены за счёт американской программы по утилизации РИТЭГ.

ведении в организм
человека радиохимического препарата, который распространяется по организму.

Регистрация пространственно-временного распределения позволяет
диагностировать заболевание. Данный метод диагностики используется
для определения заболевания щитовидной железы (с использованием
изотопа 131 I). Этот метод также позволяет изучить распределение крови и других биологических жидкостей, диагностировать заболевания сердца, почек, легких, головного мозга, костной системы и других органов.
Радиоактивные медицинские препараты вводятся в организм пациента в большинстве случаев внутривенно, гораздо реже через рот или другими способами. Количество самого вещества в радиофармацевтическом препарате очень небольшое – тысячные доли грамма. 

Причиняет ли вред здоровью радиоактивность, содержащаяся в радиофармпрепаратах? 
Радиоактивность в медицинских диагностических препаратах подобрана так, чтобы быть безопасной, и минимально достаточной для получения изображения. Лучевая нагрузка сопоставима с дозой облучения, которую человек получает при рентгенографии грудной клетки
или рентгеновском снимке зубов.

ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ

В МЕДИЦИНЕ:

для воздействия на кожу (радоновые ванны), органы пищеварения (питьё), органы

дыхания (ингаляция).

Лучевая терапия (или радиотерапия)представляет собой воздействие ионизирующей радиации на очаг поражения тканей с целью подавления активности патогенных клеток. В зависимости от задачи, которая ставится перед лучевой терапией, могут использоваться различные типы ионизирующего излучения:α,β,γ, нейтронное, рентгеновское, протонное излучение и др.

По способу подачи луча на пораженные ткани различается поверхностное (дистанционное) и внутритканевое (контактное) воздействие.
Дистанционное облучение заключается в размещении источников луча на поверхности тела. Контактный метод основан на введение источника внутрь организма, именно в зону очага поражения. В этом варианте используются устройства в виде иглы, проволоки, капсулы.

промышленной безопасности радиоизотопы используются для обнаружения дефектов в стальных секциях,

используемых для строительства мостов и самолётостроения, а также для проверки сварных швов труб, резервуаров и других конструкций.
В современных дефектоскопах используются источники ионизирующих излучений на основе радионуклида
селен-75, иридий-192 и кобальт-60. 

Радиоактивные изотопы в промышленности.
Не менее обширна область применения радиоактивных изотопов в промышленности. Одним из примеров может служить способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания. Облучая поршневое кольцо нейтронами, вызывают в нём ядерные реакции и делают его радиоактивным.

При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло. Исследуя уровень радиоактивности масла после определённого времени работы двигателя, определяют износ кольца.

Радиоактивные изотопы позволяют судить:
- о диффузии металлов, процессах в доменных печах;
- используются для изучения явлений диффузии, лежащих в основе процессов обработки материалов. На металл наносится слой радиоактивного изотопа, а после диффузионного нагрева высчитывают зависимость диффузии от температуры и энергию активации.

гамма-дефектоскоп «Гаммарид»

Радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве
Все более широкое применение получают радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве. Облучение семян растений (хлопчатника, пшеницы, капусты, бахчевые культуры и др.) небольшими дозами гамма-лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному повышению урожайности. Большие дозы радиации вызывают мутации у растений и микроорганизмов, что в отдельных случаях приводит к появлению мутантов с новыми ценными свойствами (радио-селекция).

Применение радиоактивных изотопов в с/х позволяет:
* Получать высокопродуктивные, богатые белками культуры.
* Выводить и производить сорта, устойчивые к болезням.
* Определять эффективность поглощения удобрений посевами.
* Бороться с насекомыми-вредителями.
Опыты с изотопами помогли определить, что красно-жёлтые лучи образуют сахар, а синие – белки. Стало возможным выращивать новые, более сахаристые сорта свёклы, дынь, арбузов и др.

на том, что получаемые от ускорителей высокоэнергетические электроны или гамма-лучи

от ядерных реакций губительно действуют на живую клетку, в том числе и на микроорганизмы.
В нашей стране ведут в значительных масштабах эффективные опыты по консервированию ионизирующим излучением, особенно комбинированной стерилизацией тепловой и гамма-лучами.
Облучение снижает риск заражения и порчи пищевого продукта, при этом не делает саму пищу радиоактивной, и пища, как показали исследования, безопасна, однако могут происходить химические реакции, которые изменяют пищу и, следовательно, изменяют её химический состав, содержание питательных веществ и органолептические свойства.

процентное содержание радиоактивного углерода в органических остатках, можно определить их

возраст, если он лежит в пределах от 1000 до 50 000 и даже до 100 000 лет. Таким методом узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и т. д.

Радиоактивные изотопы в археологии. Интересное применение для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, древесного угля, тканей и т. д.) получил метод радиоактивного углерода. В растениях всегда имеется β-радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада Т = 5700 лет. Он образуется в атмосфере Земли в небольшом количестве из азота под действием нейтронов, которые поступают в атмосферу из космоса. Соединяясь с кислородом, этот изотоп углерода образует углекислый газ, поглощаемый растениями, а через них и животными. Один грамм углерода из образцов молодого леса испускает около пятнадцати β- частиц в секунду. После гибели организма пополнение его радиоактивным углеродом прекращается.

и углубленный уровни. Москва, «Просвещение», 2019г

В презентации использованы ресурсы Интернета: