Утврдено е дека секој хемиски елемент пронајден во природата е мешавина од изотопи (оттука тие имаат фракциони атомски маси). За да се разбере како изотопите се разликуваат еден од друг, неопходно е детално да се разгледа структурата на атомот. Атомот формира јадро и електронски облак. Масата на атомот е под влијание на електроните кои се движат со неверојатна брзина низ орбиталите во електронскиот облак, неутроните и протоните кои го сочинуваат јадрото.
Дефиниција
Изотопие вид на атом на хемиски елемент. Во секој атом секогаш има еднаков број на електрони и протони. Бидејќи тие имаат спротивни полнежи (електроните се негативни, а протоните се позитивни), атомот е секогаш неутрален (оваа елементарна честичка не носи полнеж, таа е нула). Кога електрон е изгубен или заробен, атомот ја губи неутралноста, станувајќи или негативен или позитивен јон.
Неутроните немаат полнеж, но нивниот број во атомското јадро на истиот елемент може да варира. Ова на никаков начин не влијае на неутралноста на атомот, но влијае на неговата маса и својства. На пример, секој изотоп на атом на водород содржи еден електрон и еден протон. Но, бројот на неутрони е различен. Протиумот има само 1 неутрон, деутериумот има 2 неутрони, а тритиумот има 3 неутрони. Овие три изотопи значително се разликуваат едни од други по својства.
Споредба
Тие имаат различен број на неутрони, различни маси и различни својства. Изотопите имаат идентични структури на електронски обвивки. Тоа значи дека тие се доста слични по хемиски својства. Затоа, им се дава едно место во периодниот систем.
Во природата се пронајдени стабилни и радиоактивни (нестабилни) изотопи. Јадрата на атомите на радиоактивните изотопи се способни спонтано да се трансформираат во други јадра. За време на процесот на радиоактивно распаѓање, тие испуштаат различни честички.
Повеќето елементи имаат над дваесетина радиоактивни изотопи. Покрај тоа, радиоактивните изотопи се вештачки синтетизирани за апсолутно сите елементи. Во природна мешавина на изотопи, нивната содржина малку варира.
Постоењето на изотопи овозможи да се разбере зошто, во некои случаи, елементите со помала атомска маса имаат поголем атомски број од елементите со поголема атомска маса. На пример, во парот аргон-калиум, аргонот вклучува тешки изотопи, а калиумот содржи лесни изотопи. Затоа, масата на аргон е поголема од онаа на калиумот.
Веб-страница за заклучоци
- Тие имаат различен број на неутрони.
- Изотопите имаат различни атомски маси.
- Вредноста на масата на јонските атоми влијае на нивната вкупна енергија и својства.
Повторете ги главните точки од темата „Основни поими на хемијата“ и решете ги предложените проблеми. Користете бр. 6-17.
Основни одредби
1. Супстанција(едноставен и сложен) е секоја збирка на атоми и молекули лоцирани во одредена состојба на агрегација.
Се нарекуваат трансформации на супстанции придружени со промени во нивниот состав и (или) структура хемиски реакции .
2. Структурни единици супстанции:
· Атом- најмалата електрично неутрална честичка на хемиски елемент или едноставна супстанција, која ги поседува сите нејзини хемиски својства, а потоа физички и хемиски неделива.
· Молекула- најмалата електрично неутрална честичка на супстанцијата, која ги поседува сите нејзини хемиски својства, физички неделива, но хемиски делива.
3. Хемиски елемент - Ова е тип на атом со одреден нуклеарен полнеж.
4. Соединение атом :
|
Честичка |
Како да се утврди? |
Полнење |
Тежина |
||
|
Cl |
конвенционални единици |
а.е.м. |
|||
|
Електрон |
По реден ред Број (N) |
1.6 ∙ 10 -19 |
9.10 ∙ 10 -28 |
0.00055 |
|
|
Протон |
По реден ред број (N) |
1.6 ∙ 10 -19 |
1.67 ∙ 10 -24 |
1.00728 |
|
|
Неутрон |
Ар–Н |
1.67 ∙ 10 -24 |
1.00866 |
||
5. Соединение атомско јадро :
Јадрото содржи елементарни честички ( нуклеони) –
протони(1 1 стр ) и неутрони(1 0 n).
· Затоа што Речиси целата маса на атомот е концентрирана во јадрото и m стр ≈ m n≈ 1 аму, Тоа заокружена вредностА рна хемиски елемент е еднаков на вкупниот број на нуклеони во јадрото.
7. Изотопи- разновидни атоми од ист хемиски елемент, кои се разликуваат едни од други само по нивната маса.
· Изотопска ознака: лево од симболот на елементот означете го масениот број (горе) и атомскиот број на елементот (долу)
· Зошто изотопите имаат различни маси?
Задача: Одреди го атомскиот состав на изотопи на хлор: 35 17Clи 37 17Cl?
· Изотопите имаат различни маси поради различниот број на неутрони во нивните јадра.
8. Во природата хемиските елементи постојат во форма на мешавини на изотопи.
Изотопскиот состав на истиот хемиски елемент е изразен во атомски фракции(ω на.), кои покажуваат колкав дел го сочинува бројот на атоми на даден изотоп од вкупниот број на атоми на сите изотопи на даден елемент, земен како еден или 100%.
На пример:
ω во (35 17 Cl) = 0,754
ω во (37 17 Cl) = 0,246
9. Периодниот систем ги прикажува просечните вредности на релативните атомски маси на хемиските елементи, земајќи го предвид нивниот изотопски состав. Затоа, Ar наведени во табелата се фракциони.
А рср= ω на.(1) ∙ Ар (1) + … + ω на.(n ) ∙ Ар ( n )
На пример:
А рср(Cl) = 0,754 ∙ 35 + 0,246 ∙ 37 = 35,453
10. Проблем што треба да се реши:
бр.1. Одреди ја релативната атомска маса на бор ако се знае дека моларната фракција на изотопот 10 B е 19,6%, а изотопот 11 B е 80,4%.
11. Масите на атомите и молекулите се многу мали. Во моментов, унифициран систем за мерење е усвоен во физиката и хемијата.
1 аму =м(a.m.m.) = 1/12 м(12 C) = 1,66057 ∙ 10 -27 кг = 1,66057 ∙ 10 -24 g.
Апсолутни маси на некои атоми:
м( В) =1,99268 ∙ 10 -23 g
м( Х) =1,67375 ∙ 10 -24 g
м( О) =2,656812 ∙ 10 -23 g
А р– покажува колку пати даден атом е потежок од 1/12 од атом од 12 C. М р∙ 1,66 ∙ 10 -27 кг
13. Бројот на атоми и молекули во обичните примероци на супстанции е многу голем, затоа, кога се карактеризира количината на супстанцијата, се користи мерна единица -крт .
· Крт (ν)– единица количина на супстанција која содржи ист број честички (молекули, атоми, јони, електрони) колку што има атоми во 12 g изотоп 12 В
· Маса од 1 атом 12 Ве еднаков на 12 amu, па бројот на атоми во 12 g изотоп 12 Веднакво на:
Н А= 12 g / 12 ∙ 1,66057 ∙ 10 -24 g = 6,0221 ∙ 10 23
· Физичка количина Н Аповикани Константа на Авогадро (број на Авогадро) и има димензија [N A] = mol -1.
14. Основни формули:
М = М р = ρ ∙ Вм(ρ – густина; V m – волумен на нула ниво)
Проблеми кои треба да се решаваат самостојно
бр.1. Пресметајте го бројот на атоми на азот во 100 g амониум карбонат кој содржи 10% неазотни нечистотии.
бр.2. Во нормални услови, 12 литри гасна смеса која се состои од амонијак и јаглерод диоксид имаат маса од 18 g Колку литри од секој гас содржи?
бр. 3. Кога се изложени на вишок на хлороводородна киселина, 8,24 g мешавина од манган оксид (IV) со непознатиот оксид MO 2, кој не реагира со хлороводородна киселина, при амбиентални услови се добиени 1.344 литри гас. Во друг експеримент, беше утврдено дека моларниот однос на манган оксид (IV) на непознатиот оксид е 3:1. Да се определи формулата на непознатиот оксид и да се пресмета неговиот масен удел во смесата.
Проучувајќи го феноменот на радиоактивност, научниците во првата деценија на 20 век. откриле голем број радиоактивни материи - околу 40. Имало значително повеќе отколку што имало слободни места во периодниот систем на елементи помеѓу бизмутот и ураниумот. Природата на овие супстанции е контроверзна. Некои истражувачи ги сметаа за независни хемиски елементи, но во овој случај прашањето за нивното сместување во периодниот систем се покажа како нерастворливо. Други, генерално, им го ускратија правото да се нарекуваат елементи во класична смисла. Во 1902 година, англискиот физичар Д. Мартин таквите супстанции ги нарекол радиоелементи. Како што беа проучувани, стана јасно дека некои радиоелементи имаат точно исти хемиски својства, но се разликуваат во атомските маси. Оваа околност беше во спротивност со основните одредби на периодичниот закон. Англискиот научник Ф. Соди ја решил контрадикторноста. Во 1913 година, тој ги нарекол хемиски слични радиоелементи изотопи (од грчки зборови што значат „исто“ и „место“), односно тие го заземаат истото место во периодниот систем. Се покажа дека радиоелементите се изотопи на природни радиоактивни елементи. Сите тие се комбинирани во три радиоактивни семејства, чии предци се изотопи на ториум и ураниум.
Изотопи на кислород. Изобари на калиум и аргон (изобарите се атоми на различни елементи со ист масен број).
Број на стабилни изотопи за парни и непарни елементи.
Наскоро стана јасно дека и други стабилни хемиски елементи имаат изотопи. Главната заслуга за нивното откритие му припаѓа на англискиот физичар Ф.Астон. Тој откри стабилни изотопи на многу елементи.
Од модерна гледна точка, изотопите се сорти на атоми на хемиски елемент: тие имаат различни атомски маси, но исто нуклеарно полнење.
Така, нивните јадра содржат ист број на протони, но различен број на неутрони. На пример, природните изотопи на кислород со Z = 8 содржат 8, 9 и 10 неутрони во нивните јадра, соодветно. Збирот на броевите на протоните и неутроните во јадрото на изотопот се нарекува масен број А. Следствено, масените броеви на наведените изотопи на кислород се 16, 17 и 18. Во денешно време, следнава ознака за изотопи е прифатена: вредноста Z е дадена подолу лево од симболот на елементот, вредноста A е дадена горе лево На пример: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O.
Од откривањето на феноменот на вештачка радиоактивност, произведени се приближно 1.800 вештачки радиоактивни изотопи со помош на нуклеарни реакции за елементи со Z од 1 до 110. Огромното мнозинство на вештачки радиоизотопи имаат многу краток полуживот, измерен во секунди и делови од секунди ; само неколку имаат релативно долг животен век (на пример, 10 Be - 2,7 10 6 години, 26 Al - 8 10 5 години, итн.).
Стабилните елементи во природата се претставени со приближно 280 изотопи. Сепак, некои од нив се покажаа како слабо радиоактивни, со огромен полуживот (на пример, 40 K, 87 Rb, 138 La, l47 Sm, 176 Lu, 187 Re). Животниот век на овие изотопи е толку долг што може да се сметаат за стабилни.
Сè уште има многу предизвици во светот на стабилните изотопи. Така, не е јасно зошто нивниот број толку многу варира меѓу различните елементи. Околу 25% од стабилните елементи (Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, Pt, Tb, Ho, Tu, Ta, Au) се присутни во природата само еден вид атом. Тоа се таканаречените единечни елементи. Интересно е што сите (освен Be) имаат непарни вредности на Z Генерално, за непарните елементи бројот на стабилни изотопи не надминува два. Спротивно на тоа, некои парни-Z елементи се состојат од голем број изотопи (на пример, Xe има 9, Sn има 10 стабилни изотопи).
Множеството стабилни изотопи на даден елемент се нарекува галаксија. Нивната содржина во галаксијата често варира во голема мера. Интересно е да се забележи дека најголемата содржина има изотопи со масен број кои се множители на четири (12 C, 16 O, 20 Ca итн.), иако има исклучоци од ова правило.
Откривањето на стабилните изотопи овозможи да се реши долгогодишната мистерија за атомските маси - нивното отстапување од цели броеви, објаснето со различните проценти на стабилни изотопи на елементите во галаксијата.
Во нуклеарната физика е познат концептот на „изобари“. Изобарите се изотопи на различни елементи (односно, со различни Z вредности) кои имаат исти масени броеви. Проучувањето на изобарите придонесе за воспоставување на многу важни обрасци во однесувањето и својствата на атомските јадра. Еден од овие обрасци е изразен со правилото формулирано од советскиот хемичар С. А. Шчукарев и германскиот физичар И. Матауч. Тој вели: ако два изобари се разликуваат во вредностите на Z за 1, тогаш еден од нив дефинитивно ќе биде радиоактивен. Класичен пример за пар изобари е 40 18 Ar - 40 19 K. Во него, изотопот на калиум е радиоактивен. Правилото Шчукарев-Матауч овозможи да се објасни зошто нема стабилни изотопи во елементите технициум (Z = 43) и прометиум (Z = 61). Бидејќи тие имаат непарни вредности на Z, за нив не може да се очекуваат повеќе од два стабилни изотопи. Но, се покажа дека изобарите на технициум и прометиум, соодветно изотопите на молибден (Z = 42) и рутениум (Z = 44), неодимиум (Z = 60) и самариум (Z = 62), се претставени во природата со стабилни сорти на атоми во широк опсег на масени броеви. Така, физичките закони забрануваат постоење на стабилни изотопи на технециум и прометиум. Ова е причината зошто овие елементи всушност не постојат во природата и мораа да се синтетизираат вештачки.
Научниците долго време се обидуваат да развијат периодичен систем на изотопи. Се разбира, се заснова на различни принципи од основата на периодниот систем на елементи. Но, овие обиди сè уште не доведоа до задоволителни резултати. Точно, физичарите докажаа дека низата на пополнување на протонски и неутронски обвивки во атомските јадра, во принцип, е слична на конструкцијата на електронските обвивки и подобвивките во атомите (види Атом).
Електронските обвивки на изотопи на даден елемент се конструирани на ист начин. Затоа, нивните хемиски и физички својства се речиси идентични. Само водородните изотопи (протиум и деутериум) и нивните соединенија покажуваат забележителни разлики во својствата. На пример, тешката вода (D 2 O) замрзнува на +3,8, врие на 101,4 ° C, има густина од 1,1059 g/cm 3 и не го поддржува животот на животните и растителните организми. За време на електролизата на водата во водород и кислород, претежно H 2 0 молекулите се распаѓаат, додека молекулите на тешка вода остануваат во електролизаторот.
Одвојувањето на изотопи на други елементи е исклучително тешка задача. Меѓутоа, во многу случаи, потребни се изотопи на поединечни елементи со значително изменето изобилство во споредба со природното изобилство. На пример, при решавањето на проблемот со атомската енергија, стана неопходно да се одвојат изотопите 235 U и 238 U. За таа цел, најпрвин беше користен методот на масена спектрометрија, со чија помош се добиени првите килограми ураниум-235 во САД во 1944 г. Сепак, овој метод се покажа како прескап и беше заменет со методот на дифузија на гас, кој користеше UF 6. Сега постојат неколку методи за одвојување на изотопи, но сите тие се прилично сложени и скапи. А сепак проблемот со „поделба на неразделното“ успешно се решава.
Се појави нова научна дисциплина - изотоп хемија. Таа го проучува однесувањето на различни изотопи на хемиски елементи во хемиските реакции и процесите на размена на изотопи. Како резултат на овие процеси, изотопите на даден елемент се прераспределуваат помеѓу супстанциите што реагираат. Еве го наједноставниот пример: H 2 0 + HD = HD0 + H 2 (молекула на вода разменува атом на протиум за атом на деутериум). Се развива и геохемијата на изотопи. Таа ги проучува варијациите во изотопскиот состав на различни елементи во земјината кора.
Најмногу се користат таканаречените означени атоми - вештачки радиоактивни изотопи на стабилни елементи или стабилни изотопи. Со помош на изотопски индикатори - означени атоми - тие ги проучуваат патеките на движење на елементите во неживата и жива природа, природата на дистрибуцијата на супстанции и елементи во различни предмети. Изотопите се користат во нуклеарната технологија: како материјали за изградба на нуклеарни реактори; како нуклеарно гориво (изотопи на ториум, ураниум, плутониум); во термонуклеарна фузија (деутериум, 6 Li, 3 He). Радиоактивните изотопи се исто така широко користени како извори на зрачење.
ИЗОТОПИ(грчки, isos еднакво, идентично + место на топос) - сорти на ист хемиски елемент, кои го заземаат истото место во периодниот систем на елементи на Менделеев, т.е. имаат ист нуклеарен полнеж, но се разликуваат по атомски маси. Кога се споменува I., задолжително наведете кој изотоп на хемикалијата. елемент тој е. Терминот „изотоп“ понекогаш се користи во поширока смисла - за опишување на атоми на различни елементи. Меѓутоа, за да се означи некој од атомите, без оглед на неговата припадност на одреден елемент, вообичаено е да се користи терминот „нуклид“.
I. припаѓа на специфичен елемент и основни хемикалии. својствата се одредуваат според неговиот атомски број Z или бројот на протони содржани во јадрото (соодветно, истиот број на електрони во обвивката на атомот) и неговата нуклеарна физичка. својствата се определуваат со тоталитетот и односот на бројот на протони и неутрони вклучени во него. Секое јадро се состои од Z протони и N неутрони, а вкупниот број на овие честички или нуклеони е масениот број A = Z + N, кој ја одредува масата на јадрото. Таа е еднаква на масената вредност на даден нуклид заокружен на цел број. Според тоа, секој нуклид се определува со вредностите на Z и N, иако некои радиоактивни нуклиди со исти Z и N може да бидат во различни состојби на нуклеарна енергија и да се разликуваат во нивната нуклеарна физика. својства; таквите нуклиди се нарекуваат изомери. Нуклидите со ист број протони се нарекуваат изотопи.
I. се означени со симболот на соодветната хемикалија. елемент со индекс А лоциран горе лево - масен број; понекогаш долу лево е даден и бројот на протони (Z). На пример, радиоактивен фосфор со масени броеви 32 и 33 се означени: 32 P и 33 P или 32 P и 33 P, соодветно. При означување на I. без означување на симболот на елементот, масовниот број се дава по ознаката на елементот, на пример. фосфор-32, фосфор-33.
I. различни елементи можат да имаат ист масен број. Атомите со различен број на протони Z и неутрони N, но со ист масен број A се нарекуваат изобари (на пример, 14 32 Si, 15 32 P, 16 32 S, 17 32 Cl изобари).
Името „изотоп“ го предложиле Англичаните. научник Соди (Ф. Соди). Постоењето на железо првпат било откриено во 1906 година за време на проучувањето на радиоактивното распаѓање на тешките природно радиоактивни елементи; во 1913 година, тие беа откриени и во нерадиактивниот елемент неон, а потоа изотопскиот состав на сите елементи на периодичниот систем беше одреден со помош на масена спектрометрија. Во 1934 година, I. Joliot-Curie и F. Joliot-Curie првпат добија вештачки радиоактивни јонизатори на азот, силициум и фосфор, а потоа, користејќи различни нуклеарни реакции на неутрони, наелектризирани честички и високо-енергетски фотони, радиоактивни јонизатори на сите добиени се типови познати елементи и синтетизирани радиоактивни 13 супертешки - трансураниумски елементи (со Z ≥ 93). Познати се 280 стабилни, кои се карактеризираат со стабилност, и повеќе од 1.500 радиоактивни, т.е., нестабилни, I., кои подлежат на радиоактивни трансформации со една или друга брзина. Времетраењето на постоењето на радиоактивното зрачење се карактеризира со полуживот (види) - временски период Т 1/2, при што бројот на радиоактивни јадра е преполовен.
Во природна смеса I. хемиски. Различни елементи се содржани во различни количини. Процентот на i во дадена хемикалија. елемент се нарекува нивно релативно изобилство. Така, на пример, природниот кислород содржи три стабилни кислород: 16O (99,759%), 17O (0,037%) и 18O (0,204%). Многу хем. елементите имаат само една стабилна I. (9 Be, 19 F, 23 Na, 31 P, 89 Y, 127 I, итн.), а некои (Tc, Pm, Lu и сите елементи со Z поголем од 82) немаат ниту еден стабилна I.
Изотопскиот состав на природните елементи на нашата планета (и низ Сончевиот систем) е главно константен, но има мали варијации во изобилството на атоми на лесните елементи. Ова се објаснува со фактот дека разликите во масите на нивните елементи се релативно големи, и затоа изотопскиот состав на овие елементи се менува под влијание на различни природни процеси, како резултат на ефектите на изотоп (т.е., разлики во својствата на хемиските супстанции кои ги содржат овие изотопи). Така, изотопскиот состав на голем број биолошки важни елементи (H, C, N, O, S) е поврзан, особено, со присуството на биосферата и виталната активност на растителните и животинските организми.
Разлики во составот и структурата на атомските јадра на истата хемикалија. елемент (различен број на неутрони) ја одредува разликата во нивната нуклеарна физика. својства, особено фактот дека некои од неговите i може да бидат стабилни, додека други можат да бидат радиоактивни.
Радиоактивни трансформации. Познати се следните типови на радиоактивни трансформации.
Алфа распаѓањето е спонтана трансформација на јадрата, придружена со емисија на алфа честички, т.е. два протони и два неутрони кои го формираат јадрото на хелиумот 2 4 He. Како резултат на тоа, полнењето Z на првобитното јадро се намалува за 2, а вкупниот број на нуклиди или масениот број се намалува за 4 единици, на пример:
88 226 Ра -> 86 222 Ра + 2 4 Тој
Во овој случај, кинетичката енергија на алфа честичката што бега се определува со масите на почетните и крајните јадра (земајќи ја предвид масата на самата алфа честичка) и нивната енергетска состојба. Ако последното јадро се формира во возбудена состојба, тогаш кинетичката енергија на алфа честичката малку се намалува, а ако возбуденото јадро се распаѓа, тогаш енергијата на алфа честичката соодветно се зголемува (во овој случај, т.н. алфа со долг дострел се формираат честички). Енергетскиот спектар на алфа честичките е дискретен и се наоѓа во опсег од 4-9 MeV за приближно 200 I. тешки елементи и 2-4,5 MeV за речиси 20 алфа радиоактивни I. елементи од ретка земја.
Бета распаѓањето е спонтана трансформација на јадрата, во која полнежот Z на првобитното јадро се менува за еден, но масовниот број А останува ист. бета распаѓањето е интерконверзија на протоните (p) и неутроните (n) вклучени во јадрото, придружена со емисија или апсорпција на електрони (e -) или позитрони (e +), како и неутрина (v) и антинеутрина (v -). Постојат три типа на бета распаѓање:
1) електронско бета распаѓање n -> p + e - + v -, придружено со зголемување на полнежот Z за 1 единица, со трансформација на еден од неутроните на јадрото во протон, на пример.
2) позитрон бета распаѓање p -> n + e + + v, придружено со намалување на полнежот Z за 1 единица, со трансформација на еден од протоните на јадрото во неутрон, на пример.
3) зафаќање на електрони p + e - -> n + v со истовремена трансформација на еден од протоните на јадрото во неутрон, како во случајот на распаѓање со емисија на позитрон, исто така придружено со намалување на полнењето за 1 единица, на пример.
Во овој случај, зафаќањето на електрони се случува од една од електронските обвивки на атомот, најчесто од К-обвивката најблиску до јадрото (К-фаќање).
Бета-минус распаѓањето е карактеристично за јадрата богати со неутрони, во кои бројот на неутрони е поголем отколку во стабилните јадра, а бета-плус распаѓањето и, соодветно на тоа, заробувањето на електрони се карактеристични за јадра со дефицит на неутрони, во кои бројот на неутрони е помал отколку кај стабилните јадра, или т.н бета-стабилни јадра. Енергијата на распаѓање се дистрибуира помеѓу бета честичката и неутриното, и затоа бета спектарот не е дискретен, како оној на алфа честичките, туку континуиран и содржи бета честички со енергии од блиску до нула до одреден Emax, карактеристичен за секој радиоактивен и Бета радиоактивни елементи се наоѓаат во сите елементи на периодниот систем.
Спонтаната фисија е спонтано распаѓање на тешките јадра на два (понекогаш 3-4) фрагменти, кои ги претставуваат јадрата на средните елементи на периодниот систем (феноменот беше откриен во 1940 година од советските научници Г.Н. Флеров и К.А. Петржак).
Гама зрачењето е фотонско зрачење со дискретен енергетски спектар што се јавува при нуклеарни трансформации, промена на енергетската состојба на атомските јадра или за време на уништување на честички. Емисијата на гама зраци ја придружува радиоактивната трансформација во случаи кога се формира ново јадро во возбудена енергетска состојба. Животниот век на таквите јадра го одредува нуклеарната физика. особено, својствата на јадрата мајка и ќерка се зголемуваат со намалувањето на енергијата на гама транзициите и може да достигне релативно големи вредности за случаи на метастабилна возбудена состојба. Енергијата на гама зрачењето емитирана од различни ласери се движи од десетици keV до неколку MeV.
Стабилност на јадрата. За време на бета распаѓањето, меѓусебните трансформации на протоните и неутроните се случуваат додека не се постигне енергетски најповолниот однос на p и n, што одговара на стабилната состојба на јадрото. Сите нуклиди се поделени во однос на бета распаѓањето на бета радиоактивни и бета стабилни јадра. Бета-стабилна се однесува или на стабилни или на алфа радиоактивни нуклиди за кои бета распаѓањето е енергетски невозможно. Сите бета-отпорни I. во хем. елементите со атомски броеви Z до 83 се стабилни (со неколку исклучоци), но тешките елементи немаат стабилна i.s., а сите нивни бета-стабилни i.s се алфа радиоактивни.
За време на радиоактивна трансформација, енергијата се ослободува што одговара на односот на масите на почетните и крајните јадра, масата и енергијата на емитираното зрачење. Можноста p-распаѓањето да се случи без промена на масениот број А зависи од односот на масите на соодветните изобари. Изобари со поголема маса се трансформираат во изобари со помала маса како резултат на бета распаѓање; Покрај тоа, колку е помала масата на изобарот, толку е поблиску до P-стабилната состојба. Обратниот процес, поради законот за зачувување на енергијата, не може да се случи. Така, на пример, за изобарите споменати погоре, трансформациите се одвиваат во следните насоки со формирање на стабилен изотоп на сулфур-32:
Јадрата на нуклидите отпорни на бета-распаѓање содржат најмалку еден неутрон за секој протон (исклучоците се 1 1 H и 2 3 He), а како што се зголемува атомскиот број, односот N/Z се зголемува и достигнува вредност од 1,6 за ураниум.
Како што се зголемува бројот N, јадрото на даден елемент станува нестабилно во однос на распаѓањето на електронот бета-минус (со трансформацијата n->p), затоа јадрата збогатени со неутрони се бета-активни. Според тоа, јадрата со дефицит на неутрони се нестабилни за распаѓање на позитрон бета+ или зафаќање електрони (со p->n трансформација), а алфа распаѓањето и спонтана фисија се исто така забележани кај тешките јадра.
Одвојување на стабилни и производство на вештачки радиоактивни изотопи. Раздвојување на i е збогатување на природна мешавина од i. елемент од поединечните состојки на неговиот состав и изолацијата на чистите соединенија од оваа смеса. Сите методи на сепарација се засноваат на изотопски ефекти, т.е. на разлики во физичко-хемиските. својства на различни i и хемикалии кои ги содржат. соединенија (јачина на хемиските врски, густина, вискозност, топлински капацитет, точка на топење, испарување, стапка на дифузија итн.). Методите на раздвојување се засноваат на разликите во однесувањето на i и соединенијата што ги содржат во физичката хемија. процеси. Практично се користат електролиза, центрифугирање, гасна и термичка дифузија, дифузија во проток на пареа, ректификација, хемикалија. и размена на изотопи, електромагнетно одвојување, ласерско раздвојување итн. Ако еден процес произведува низок ефект, т.е. низок коефициент на раздвојување I., тој се повторува многу пати додека не се добие доволен степен на збогатување. Раздвојувањето на лесните елементи е најефикасно поради големите релативни разлики во масите на нивните изотопи. На пример, „тешка вода“, т.е. вода збогатена со тежок водород-деутериум, чија маса е двојно поголема, се произведува на индустриско ниво во постројки за електролиза; Изолацијата на деутериум со дестилација на ниска температура е исто така многу ефикасна. Одвојувањето на ураниумот (за добивање нуклеарно гориво - 235 U) се врши во постројки за дифузија на гас. Широк асортиман на збогатен стабилен јод се добива со помош на постројки за електромагнетна сепарација. Во некои случаи, се користи раздвојување и збогатување на мешавина од радиоактивно железо, на пример, за да се добие радиоактивно железо-55 со висока специфична активност и чистота на радионуклиди.
Вештачкото радиоактивно зрачење се добива како резултат на нуклеарни реакции - интеракција на нуклиди едни со други и со нуклеарни честички или фотони, како резултат на што се јавува формирање на други нуклиди и честички. Нуклеарната реакција е конвенционално означена на следниов начин: прво се означува симболот на почетниот изотоп, а потоа симболот формиран како резултат на оваа нуклеарна реакција. Во загради меѓу нив, прво е означена честичката што влијае, а потоа емитираната честичка или квантумот на зрачење (види табела, колона 2).
Веројатноста за појава на нуклеарни реакции квантитативно се карактеризира со таканаречениот ефективен пресек (или пресек) на реакцијата, означен со грчката буква о и изразен во штали (10 -24 cm 2). За производство на вештачки радиоактивни нуклиди, нуклеарни реактори (види Нуклеарни реактори) и акцелератори на наелектризирани честички (види). Многу радионуклиди кои се користат во биологијата и медицината се произведуваат во нуклеарен реактор преку реакции на зафаќање на нуклеарно зрачење, т.е. фаќање на неутрон од јадро со емисија на гама квантум (n, гама), што резултира со формирање на изотоп на истиот елемент со масен број на единица поголем од оригиналниот, на пример. 23 Na (n, γ) 24 Na, 31 P(n, γ) 32 P; со реакција (n, γ) со последователно распаѓање на добиениот радионуклид и формирање на „ќерка“, на пример. 130 Te (n, γ) 131 Te -> 131 I; со реакции со ослободување на наелектризирани честички (n, p), (n, 2n), (n, α); на пр. 14 N (n, p) 14 C; со секундарни реакции со тритони (t, p) и (t, n), на пример. 7 Li (n, α) 3 H и потоа 16O (t, n) 18 F; со реакција на фисија U (n, f), на пример. 90 Sr, 133 Xe, итн. (види Нуклеарни реакции).
Некои радионуклиди или воопшто не можат да се произведат во нуклеарен реактор или таквото производство е ирационално за медицински цели. Во повеќето случаи, реакцијата (n, γ) не може да произведе изотопи без носител; Некои реакции имаат премала вредност на пресек, а озрачените цели имаат ниска релативна содржина на почетниот изотоп во природната смеса, што доведува до ниски приноси на реакција и недоволна специфична активност на лековите. Затоа, многу важни радионуклиди се користат клинички. радиодијагностика, се добиваат со доволна специфична активност со користење на цели збогатени со изотоп. На пример, за да се добие калциум-47, се озрачува цел збогатен со калциум-46 од 0,003 до 10-20%, за да се добие железо-59, цел со железо-58 збогатен од 0,31 до 80% се озрачува, за да се добие жива -197 - цел со жива-196, збогатена од 0,15 до 40% итн.
Во реакторот гл. arr. се добиваат радионуклиди со вишок на неутрони, кои се распаѓаат со бета-зрачење. Радионуклидите со недостаток на неутрони, кои се формираат во нуклеарните реакции на наелектризираните честички (p, d, алфа) и фотоните и се распаѓаат со емисија на позитрони или преку заробување на електрони, во повеќето случаи се произведуваат во циклотрони, линеарни забрзувачи на протони и електрони (во вториот случај, се користи bremsstrahlung) на енергии на забрзани честички од редот на десетици и стотици MeV. Вака го добиваат за мед. цели радионуклиди со реакции: 51 V (p, n) 51 Cr, 67 Zn (p, n) 67 Ga, 109 Ag (α, 2n) 111 In, 44 Ca (γ, p) 43 K, 68 Zn (γ, стр) 67 Cu итн. Важна предност на овој метод на добивање радионуклиди е тоа што тие, по правило, имаат различна хемикалија. природата отколку материјалот на озрачената цел може да се изолира од второто без носач. Ова ви овозможува да ги добиете потребните радиофармацевтски препарати. лекови со висока специфична активност и радионуклидна чистота.
За да се добијат многу краткотрајни радионуклиди директно во клиничките установи, т.н. генератори на изотопи кои содржат долговечен родител радионуклид, чие распаѓање го произведува посакуваниот краткотраен роден радионуклид, на пример. 99m Tc, 87m Sr, 113m In, 132 I. Вториот може постојано да се ослободува од генераторот за време на животниот век на матичниот нуклид (види Генератори на радиоактивни изотопи).
Примена на изотопи во биологијата и медицината. Радиоактивните и стабилните јонизатори се широко користени во научните истражувања. Тие се користат како ознака за подготовка на изотопски индикатори (види Обележени соединенија) - супстанции и соединенија кои имаат изотопски состав различен од природните. Користејќи го методот на изотопски индикатори, се проучуваат дистрибуцијата, патеките и природата на движењето на означените супстанции во различни средини и системи, се врши нивна квантитативна анализа и се проучува структурата на хемикалиите. соединенија и биолошки активни супстанции, механизми на различни динамични процеси, вклучувајќи го и нивниот метаболизам во телото на растенијата, животните и луѓето (види истражување за радиоизотоп). Користејќи го методот на индикатори на изотоп, се спроведуваат истражувања во биохемијата (проучување на метаболизмот, структурата и механизмот на биосинтеза на протеини, нуклеински киселини, масти и јаглени хидрати во жив организам, стапката на биохемиски реакции итн.); во физиологијата (миграција на јони и разни супстанции, процеси на апсорпција од гастроинтестиналниот тракт на масти и јаглехидрати, екскреција, циркулација на крвта, однесување и улога на микроелементи итн.); во фармакологијата и токсикологијата (проучување на однесувањето на лековите и токсичните материи, нивната апсорпција, патишта и стапки на акумулација, дистрибуција, екскреција, механизам на дејство итн.); по микробиологија, имунологија, вирусологија (проучување на биохемијата на микроорганизмите, ензимски и имунохемиски механизми, реакции, интеракции на вируси и клетки, механизми на дејство на антибиотици и сл.); во хигиената и екологијата (проучување на загадувањето со штетни материи и деконтаминација на индустриите и животната средина, еколошкиот синџир на различни супстанции, нивна миграција итн.). I. се користи и во други медицински биол. истражување (за проучување на патогенезата на разни болести, проучување на раните промени во метаболизмот итн.).
Во мед Во пракса, радионуклидите се користат за дијагностицирање и лекување на разни болести, како и за радијациона стерилизација на мед. материјали, производи и лекови. Клиниките користат повеќе од 130 радиодијагностички и 20 радиотерапевтски техники со користење на отворени радиофармацевтски препарати. лекови (RP) и затворени изотопски извори на зрачење. За овие цели, Св. 60 радионуклиди, прибл. 30 од нив се најраспространети (табела). Радиодијагностичките лекови ви овозможуваат да добиете информации за функциите и анатомската состојба на органите и системите на човечкото тело. Основата на радиоизотопската дијагностика (види) е способноста да се следи биолот, однесувањето на хемикалиите означени со радионуклиди. супстанции и соединенија во жив организам без да се наруши неговиот интегритет и да се менуваат неговите функции. Воведување на саканиот радиоизотоп на соодветниот елемент во структурата на хемикалија. соединението, практично без промена на неговите својства, овозможува да се следи неговото однесување во жив организам со надворешно откривање на зрачење, што е една од многу важните предности на дијагностичкиот метод на радиоизотоп.
Динамичките показатели за однесувањето на означеното соединение овозможуваат да се процени функцијата и состојбата на органот или системот што се проучува. Така, според степенот на разредување на радиофармацевтските препарати со 24 Na, 42 K, 51 Cr, 52 Fe, 131 I итн. во течни медиуми, волуменот на циркулирачка крв, еритроцити, албумин, размена на железо, размена на вода на електролити, се одредуваат според индикаторите за акумулација, движење и отстранување на радиофармацевтски препарати во органите, телесните системи или во лезијата, можете да ја процените состојбата на централната и периферната хемодинамика, да ја одредите функцијата на црниот дроб, бубрезите, белите дробови, да проучувате јод. метаболизам итн. Радиофармацевтските препарати со радиоизотопи на јод и техниум ви овозможуваат да ги проучувате сите функции на тироидната жлезда. Користејќи 99m Tc, 113m In, 123 I, 131 I, 133 Xe, можете да спроведете сеопфатна студија за белите дробови - проучувајте ја распределбата на протокот на крв, состојбата на вентилација на белите дробови и бронхиите. Радиофармацевтски препарати со 43 K, 86 Rb, 99m Tc, 67 Ga, 131 I, 113m In, 197 Hg итн. овозможуваат да се одреди протокот на крв и снабдувањето со крв во мозокот, срцето, црниот дроб, бубрезите и другите органи. Радиоактивните колоидни раствори и некои органоидни препарати овозможуваат да се процени состојбата на полигоналните клетки и хепатоцитите (Купферовите клетки) и антитоксичната функција на црниот дроб. Со користење на радиоизотопско скенирање, се врши анатомско и топографско проучување и определување на присуството, големината, обликот и положбата на лезии кои зафаќаат простор на црниот дроб, бубрезите, коскената срцевина, тироидната жлезда, паратироидните и плунковните жлезди, белите дробови, лимфните јазли; радионуклиди 18 F, 67 Ga, 85 Sr, 87M Sr, 99M Tc овозможуваат проучување на болести на скелетот итн.
Во СССР, развиени се и стапени на сила стандардите за безбедност од зрачење за пациентите при користење на радиоактивни супстанции за дијагностички цели, кои строго ги регулираат овие процедури во однос на дозволените нивоа на изложеност. Благодарение на ова, како и рационалниот избор на методи и опрема за различни видови испитувања и употребата во радиофармацевтски производи на краткотрајни радионуклиди, кои имаат поволни карактеристики на зрачење во однос на ефикасноста на нивното регистрирање со минимална изложеност на зрачење, оптоварување на зрачење на телото на пациентот за време на дијагностички процедури со радиоизотоп се многу помали дози , добиени при радиографија, прегледи и во повеќето случаи не надминуваат стотинки и десетини од рад.
Во 70-тите 20-ти век Радиоизотопските препарати се повеќе се користат за ин витро студии, главно за имунохемиски студии. анализа. Радиоимунохим. методите се засноваат на високо специфични имунохемиски. реакции на антиген-антитела, како резултат на што се формира стабилен комплекс на антитела и антигени. По одвојувањето на добиениот комплекс од нереагираните антитела или антигени, квантификацијата се врши со мерење на нивната радиоактивност. Употреба на антигени или антитела означени со радиоизотопи, на пр. 125 I, ја зголемува чувствителноста на имунохемиските. тестови десетици и стотици пати. Користејќи ги овие тестови, можете да ја одредите содржината на хормони, антитела, антигени, ензими, ензими, витамини и други биолошки активни супстанции во телото во концентрации до 0,1 mg/ml. На овој начин, можно е да се утврдат не само различни состојби на патол, туку и многу мали промени кои ги одразуваат почетните фази на болеста. На пример, овие методи успешно се користат за рана ин витро дијагноза на дијабетес мелитус, заразен хепатитис, нарушувања на метаболизмот на јаглени хидрати, некои алергиски и редица други болести. Ваквите радиоизотопски тестови не само што се почувствителни и поедноставни, туку овозможуваат и масовно истражување и се сосема безбедни за пациентите (види Дијагностика на радиоизотоп).
Со лех. За потребите на радиофармацевтски производи и извори на радионуклидно зрачење, Гл. arr. во онкологијата, како и во третманот на инфламаторни заболувања, егзема итн. (види Терапија со зрачење). За овие цели се користат и отворени радиофармацевтски препарати, внесени во телото, во ткивата, серозните шуплини, зглобните шуплини, интравенски, интраартериски и во лимфниот систем, и затворени извори на зрачење за надворешна, интракавитарна и интерстицијална терапија. Со помош на соодветни радиофармацевтски препарати, гл. arr. колоиди и суспензии кои содржат 32 P, 90 Y, 131 I, 198 Au и други радионуклиди третираат болести на хематопоетскиот систем и разни тумори, кои дејствуваат локално на патолот, фокусот. За контактно зрачење (дерматол и офталмолошки бета апликатори) се користат 32 P, 90 Sr, 90 Y, 147 Pm, 204 Tl, во далечински гама терапевтски уреди - извори на 60 Co или 137 Cs со висока активност (стотици и илјадници кари) . За интерстицијално и интракавитно зрачење, се користат игли, гранули, жици и други специјални типови запечатени извори со 60 Co, 137 Cs, 182 Ta, 192 Ir, 198 Au (види Радиоактивни лекови).
Радиоактивните нуклиди се користат и за стерилизирање на материјали и медицински производи. рецепти и лекови. Практичната употреба на стерилизација со зрачење стана возможна уште од 50-тите години, кога се појавија моќни извори на јонизирачко зрачење Во споредба со традиционалните методи на стерилизација (види), методот на зрачење има голем број на предности. Бидејќи со вообичаената стерилизирачка доза на зрачење (2-3 Mrad) нема значително зголемување на температурата на озрачениот предмет, станува возможна радијациона стерилизација на термолабилни предмети, вклучувајќи биол, лекови и производи направени од одредени видови пластика. Ефектот на зрачењето на озрачениот примерок се јавува истовремено низ целиот негов волумен, а стерилизацијата се изведува со висок степен на сигурност. Во овој случај, за контрола, се користат индикатори за боја на добиената доза, поставени на површината на пакувањето на стерилизираниот предмет. Мед. производите и производите се стерилизираат на крајот на технол. циклус веќе во готова форма и во херметичко пакување, вклучително и оние направени од полимерни материјали, што ја елиминира потребата да се создадат строго асептични услови за производство и гарантира стерилитет по производството на производите од претпријатието. Стерилизацијата со зрачење е особено ефикасна за медот. производи за еднократна употреба (шприцови, игли, катетри, ракавици, материјали за шиење и облекување, системи за собирање и трансфузија на крв, биолошки производи, хируршки инструменти итн.), лекови кои не се инјектираат, таблети и масти. За време на радијационата стерилизација на медицинските раствори, треба да се земе предвид можноста за нивно распаѓање на зрачење, што доведува до промена во составот и својствата (види Стерилизација, ладно).
Токсикологија на радиоактивни изотопи е гранка на токсикологија која го проучува ефектот на инкорпорираните радиоактивни материи врз живите организми. Нејзини главни цели се: воспоставување прифатливи нивоа на содржина и внес на радионуклиди во човечкото тело со воздух, вода и храна, како и степенот на безопасност на радиоактивни материи внесени во телото за време на клинови, радиодијагностички студии; појаснување на спецификите на оштетувањето од радионуклиди во зависност од природата на нивната дистрибуција, енергијата и видот на зрачењето, полуживотот, дозата, патиштата и ритамот на влегување и изнаоѓање ефективни средства за спречување на оштетување.
Влијанието на човечкото тело на радионуклиди кои се широко користени во индустријата, истражувањето и медицината е најдлабоко проучено. истражувања, како и оние кои настанале како резултат на фисија на нуклеарно гориво.
Токсикологијата на радиоактивните изотопи е органски поврзана со радиобиологија (види), радијациона хигиена (види) и медицинска радиологија (види).
Радиоактивните материи можат да навлезат во човечкото тело преку респираторниот тракт, жолто-киш. тракт, кожа, површини на рани и за време на инјекции - преку крвните садови, мускулното ткиво, артикуларните површини. Природата на дистрибуцијата на радионуклиди во телото зависи од основните хемикалии. својства на елементот, форма на администрираното соединение, пат на влез и физиол, состојба на телото.
Откриени се доста значајни разлики во дистрибуцијата и патиштата на елиминација на поединечни радионуклиди. Растворливите соединенија Ca, Sr, Ba, Ra, Y, Zr селективно се акумулираат во коскеното ткиво; La, Ce, Pr, Pu, Am, Cm, Cf, Np - во црниот дроб и коскеното ткиво; K, Cs, Rb - во мускулното ткиво; Nb, Ru, Te, Po се распоредени релативно рамномерно, иако имаат тенденција да се акумулираат во ретикулоендотелијалното ткиво на слезината, коскената срцевина, надбубрежните жлезди и лимфните јазли; I и At - во тироидната жлезда.
Распределбата во телото на елементите кои припаѓаат на одредена група од периодичниот систем на Менделеев има многу заедничко. Елементите од првата главна група (Li, Na, K, Rb, Cs) целосно се апсорбираат од цревата, се распределуваат релативно рамномерно низ органите и се излачуваат главно во урината. Елементите од втората главна група (Ca, Sr, Ba, Ra) добро се апсорбираат од цревата, селективно се таложат во скелетот и се излачуваат во малку поголеми количини со измет. Елементите од третата главна и четвртата секундарна група, вклучително и лесни лантаниди, актиниди и трансураниумски елементи, практично не се апсорбираат од цревата, како по правило, тие селективно се депонираат во црниот дроб и, во помала мера, во скелетот; се излачуваат главно со измет. Елементите од петтата и шестата главна група на периодниот систем, со исклучок на Po, релативно добро се апсорбираат од цревата и се излачуваат речиси исклучиво во урината во текот на првиот ден, поради што се наоѓаат во релативно мали количини. во органите.
Таложењето на радионуклиди во ткивото на белите дробови за време на вдишувањето зависи од големината на вдишените честички и нивната растворливост. Колку се поголеми аеросолите, толку е поголем делот од нив што се задржува во назофаринксот и толку помалку продира во белите дробови. Слабо растворливите соединенија полека ги напуштаат белите дробови. Висока концентрација на такви радионуклиди често се наоѓа во лимфните јазли на корените на белите дробови. Тритиум оксидот и растворливите соединенија на алкалните и земноалкалните елементи се апсорбираат многу брзо во белите дробови. Pu, Am, Ce, Cm и други тешки метали полека се апсорбираат во белите дробови.
Стандардите за радијациона безбедност (RSS) го регулираат внесот и содржината на радионуклиди во телото на лицата чија работа е поврзана со професионалните опасности, и поединци од населението, како и населението како целина, и дозволените концентрации на радионуклиди во атмосферскиот воздух и вода и прехранбени производи. Овие стандарди се засноваат на вредностите на максимално дозволените дози (MAD) на зрачење утврдени за четири групи критични органи и ткива (види Критичен орган, Максимални дозволени дози).
За лицата кои работат во услови на професионална опасност, прифатената вредност за максимално зрачење на целото тело, гонадите и црвената коскена срцевина е 5 rem/годишно, мускулно и масно ткиво, црн дроб, бубрези, слезина, жлезда. тракт, бели дробови, леќи за очи - 15 рем/година, коскено ткиво, тироидна жлезда и кожа -30 рем/година, раце, подлактици, глуждови и стопала -75 рем/год.
Стандардите за поединци од населението се препорачуваат да бидат 10 пати пониски отколку за лицата кои работат во услови на професионална опасност. Зрачењето на целата популација е регулирано со генетски значајна доза, која не треба да надминува 5 рем за 30 години. Оваа доза не вклучува можни дози на зрачење предизвикани од мед. процедури и природно позадинско зрачење.
Вредноста на годишниот максимален дозволен внес на растворливи и нерастворливи соединенија (μCi/година) преку респираторниот систем за персоналот, границата на годишниот внес на радионуклиди преку респираторниот и дигестивниот систем за поединци од популацијата, просечните годишни дозволени концентрации ( AAC) на радионуклиди во атмосферскиот воздух и вода (curies/k) за поединци од популацијата, како и содржината на радионуклиди во критичниот орган што одговара на максимално дозволеното ниво на внес (μCi) за персоналот се дадени во стандардите.
При пресметување на дозволените нивоа на радионуклиди кои влегуваат во телото, се зема предвид и честопати нерамномерната распределба на радионуклиди во одделни органи и ткива. Нерамномерната дистрибуција на радионуклиди, што доведува до создавање високи локални дози, лежи во основата на високата токсичност на алфа-емитерите, што во голема мера е олеснето со отсуството на процеси за обновување и речиси целосното сумирање на штетата предизвикана од овој тип на зрачење.
Ознаки: β- - бета зрачење; β+ - позитронско зрачење; n - неутрон; p - протон; d - деутрон; т - тритон; α - алфа честичка; Е.З. - распаѓање со заробување електрони; γ - гама зрачење (по правило, се дадени само главните линии на γ спектарот); I.P - изомерна транзиција; U (n, f) - реакција на фисија на ураниум. Наведениот изотоп е изолиран од мешавина на производи од фисија; 90 Sr-> 90 Y - производство на изотоп ќерка (90 Y) како резултат на распаѓање на матичниот изотоп (90 Sr), вклучително и користење на изотоп генератор.
Библиографија: Ivanov I.I et al. Радиоактивни изотопи во медицината и биологијата, М., 1955; Кам е н М. Радиоактивни трагачи во биологијата, транс. од англиски, М., 1948, библиогр.; Левин V.I. Добивање на радиоактивни изотопи, М., 1972 година; Стандарди за радијациона безбедност (NRB-69), М., 1972 година; Подготовка во реактор и употреба на краткотрајни изотопи, транс. со во., ед. В.В.Бочкарева и Б.В.Курчатова, М., 1965; Производство на изотопи, ед. В. В. Бочкарева, М., 1973; Селинов И.П. Атомски јадра и нуклеарни трансформации, том 1, М.-Л., 1951, библиогр. Tumanyan M. A. и K и u-shansky D. A. Стерилизација со зрачење, М., 1974, библиогр.; Фатеева М.Н. Есеи за дијагностика на радиоизотоп, М., 1960, библиогр.; Hevesi G. Радиоактивни трагачи, транс. од англиски, М., 1950, библиогр.; Динамички студии со радиоизотопи во медицината 1974, Proc, symp., v. 1-2, Виена, МААЕ, 1975; L e d e g e g Ch. М., Холандер Ј.М.а. P e g 1 m a n I. Табели на изотопи, N. Y., 1967; Silver S. Радиоактивни изотопи во клиничката медицина, New Engl. J. Med., v. 272, стр. 569, 1965, библиогр.
V. V. Бочкарев; Ју. И. Москалев (тековен), составувач на табелата. В.В.Бочкарев.
При проучувањето на својствата на радиоактивните елементи, беше откриено дека истиот хемиски елемент може да содржи атоми со различна нуклеарна маса. Во исто време, тие имаат ист нуклеарен полнеж, односно тоа не се нечистотии од туѓи материи, туку иста супстанција.
Што се изотопи и зошто постојат?
Во периодниот систем на Менделеев, и овој елемент и атомите на супстанција со различни нуклеарни маси заземаат една клетка. Врз основа на горенаведеното, на таквите сорти на иста супстанција им беше дадено името „изотопи“ (од грчкиот isos - идентично и топос - место). Значи, изотопи- ова се сорти на даден хемиски елемент, кои се разликуваат по масата на атомските јадра.
Според прифатениот неутронско-протонски модел на јадрото, беше можно да се објасни постоењето на изотопи на следниов начин: јадрата на некои атоми на супстанцијата содржат различен број на неутрони, но ист број на протони. Всушност, нуклеарното полнење на изотопи на еден елемент е ист, затоа, бројот на протони во јадрото е ист. Јадрата се разликуваат според масата, тие содржат различен број на неутрони.
Стабилни и нестабилни изотопи
Изотопите можат да бидат стабилни или нестабилни. До денес се познати околу 270 стабилни изотопи и повеќе од 2000 нестабилни. Стабилни изотопи- Станува збор за сорти на хемиски елементи кои можат да постојат независно долго време.
Повеќето нестабилни изотопие добиена вештачки. Нестабилните изотопи се радиоактивни, нивните јадра се предмет на процес на радиоактивно распаѓање, односно спонтана трансформација во други јадра, придружена со емисија на честички и/или зрачење. Речиси сите радиоактивни вештачки изотопи имаат многу краток полуживот, измерен во секунди, па дури и во делови од секунди.
Колку изотопи може да содржи јадрото?
Јадрото не може да содржи произволен број на неутрони. Според тоа, бројот на изотопи е ограничен. Парен број на протониелементи, бројот на стабилни изотопи може да достигне десет. На пример, калајот има 10 изотопи, ксенонот има 9, живата има 7 и така натаму.
Тие елементи бројот на протони е непарен, може да има само два стабилни изотопи. Некои елементи имаат само еден стабилен изотоп. Тоа се супстанции како злато, алуминиум, фосфор, натриум, манган и други. Ваквите варијации во бројот на стабилни изотопи на различни елементи се поврзани со сложената зависност на бројот на протони и неутрони од сврзувачката енергија на јадрото.
Речиси сите супстанции во природата постојат во форма на мешавина од изотопи. Бројот на изотопи во супстанцијата зависи од видот на супстанцијата, атомската маса и бројот на стабилни изотопи на даден хемиски елемент.