ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

مؤسسه آموزشی مستقل دولتی

آموزش متوسطه حرفه ای -

کالج دولتی علوم انسانی و فناوری نووکویبیشفسک

انشا

بر اساس رشته:"علم شیمی"

موضوع: استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو در فناوری

گراژدانکینا داریا ایگورونا

دانش آموزان سال اول گروه 16

تخصص 230115

2013

1. ایزوتوپ ها و تولید آنها چیست

کتابشناسی - فهرست کتب

تشخیص نقص اتم ایزوتوپ رادیواکتیو

1. ایزوتوپ ها چیست؟

ایزوتوپ ها انواعی از هر عنصر شیمیایی در جدول تناوبی D.I هستند. مندلیف با داشتن وزن اتمی متفاوت. ایزوتوپ های مختلف هر عنصر شیمیایی تعداد پروتون های یکسانی در هسته و تعداد الکترون های یکسان روی پوسته اتم دارند، عدد اتمی یکسانی دارند و مکان های خاصی در جدول D.I را اشغال می کنند که مشخصه یک عنصر شیمیایی است. مندلیف. تفاوت وزن اتمی بین ایزوتوپ ها با این واقعیت توضیح داده می شود که هسته اتم های آنها دارای تعداد متفاوتی نوترون است.

ایزوتوپ‌های رادیواکتیو ایزوتوپ‌های هر عنصر جدول تناوبی D.I. مندلیف هستند که اتم‌های آن هسته‌های ناپایدار دارند و از طریق واپاشی رادیواکتیو همراه با تشعشع به حالت پایدار می‌رسند. برای عناصر با عدد اتمی بیشتر از 82، همه ایزوتوپ ها رادیواکتیو هستند و با واپاشی آلفا یا بتا تجزیه می شوند. اینها به اصطلاح ایزوتوپ های رادیواکتیو طبیعی هستند که معمولاً در طبیعت یافت می شوند. اتم هایی که در حین واپاشی این عناصر تشکیل می شوند، اگر عدد اتمی آنها بالای 82 باشد، به نوبه خود دچار واپاشی رادیواکتیو می شوند که محصولات آن می تواند رادیواکتیو نیز باشد. معلوم می شود که این یک زنجیره متوالی یا به اصطلاح خانواده ایزوتوپ های رادیواکتیو است. سه خانواده رادیواکتیو طبیعی شناخته شده وجود دارد که به نام اولین عنصر این سری، خانواده های اورانیوم، توریم و اکتین اورانیوم (یا اکتینیم) نامیده می شوند. خانواده اورانیوم شامل رادیوم و رادون است. آخرین عنصر هر سری در نتیجه تجزیه به یکی از ایزوتوپ های پایدار سرب با شماره سریال 82 تبدیل می شود. علاوه بر این خانواده ها، ایزوتوپ های رادیواکتیو طبیعی خاصی از عناصر با شماره سریال کمتر از 82 شناخته شده اند. 40 و برخی دیگر. از این میان، پتاسیم 40 مهم است، زیرا در هر موجود زنده ای یافت می شود.

ایزوتوپ های رادیواکتیو همه عناصر شیمیایی را می توان به طور مصنوعی به دست آورد.

راه های مختلفی برای به دست آوردن آنها وجود دارد. ایزوتوپ های رادیواکتیو عناصری مانند استرانسیم، ید، برم و غیره که مکان های میانی جدول تناوبی را اشغال می کنند، محصولات شکافت هسته اورانیوم هستند. از مخلوطی از چنین محصولاتی که در یک راکتور هسته ای به دست می آیند، آنها با استفاده از روش های رادیوشیمیایی و سایر روش ها جدا می شوند. ایزوتوپ های رادیواکتیو تقریباً همه عناصر را می توان در یک شتاب دهنده ذرات با بمباران اتم های پایدار خاص با پروتون ها یا دوترون ها تولید کرد. یک روش متداول برای تولید ایزوتوپ‌های رادیواکتیو از ایزوتوپ‌های پایدار همان عنصر، تابش آنها با نوترون‌ها در یک راکتور هسته‌ای است. این روش بر اساس واکنش جذب تشعشع است. اگر یک ماده با نوترون تابش شود، دومی، بدون بار، می تواند آزادانه به هسته یک اتم نزدیک شود و، همانطور که بود، به آن "چسبیده"، هسته جدیدی از همان عنصر را تشکیل می دهد، اما با یک نوترون اضافی. در این حالت مقدار معینی انرژی به صورت تابش گاما آزاد می شود و به همین دلیل است که این فرآیند را جذب تابش می نامند. هسته هایی با نوترون های اضافی ناپایدار هستند، بنابراین ایزوتوپ به دست آمده رادیواکتیو است. به استثنای موارد نادر، ایزوتوپ های رادیواکتیو هر عنصری را می توان از این طریق به دست آورد.

هنگامی که یک ایزوتوپ تجزیه می شود، ایزوتوپی که رادیواکتیو نیز هست می تواند تشکیل شود. به عنوان مثال، استرانسیم-90 به ایتریم-90، باریم-140 به لانتانیم-140 و غیره تبدیل می شود.

عناصر ترانس اورانیوم ناشناخته در طبیعت با شماره سریال بیشتر از 92 (نپتونیوم، پلوتونیوم، آمریکیوم، کوریم و غیره) که همگی ایزوتوپ های آن رادیواکتیو هستند، به طور مصنوعی به دست آمدند. یکی از آنها خانواده رادیواکتیو دیگری را ایجاد می کند - خانواده نپتونیوم.

در حین کار راکتورها و شتاب دهنده ها، ایزوتوپ های رادیواکتیو در مواد و قطعات این تاسیسات و تجهیزات اطراف تشکیل می شوند. این "فعالیت القایی" که برای مدت زمان کم و بیش طولانی پس از توقف کار تاسیسات ادامه دارد، منبع نامطلوب تشعشع است. فعالیت القا شده همچنین در یک موجود زنده در معرض نوترون رخ می دهد، به عنوان مثال در طی یک حادثه یا انفجار اتمی.

فعالیت ایزوتوپ های رادیواکتیو بر حسب واحد کوری یا مشتقات آن - میلی کوری و میکروکوری اندازه گیری می شود.

از نظر خواص شیمیایی و فیزیکوشیمیایی، ایزوتوپ های رادیواکتیو عملاً هیچ تفاوتی با عناصر طبیعی ندارند. اختلاط آنها با هیچ ماده ای رفتار آن را در یک موجود زنده تغییر نمی دهد.

می توان ایزوتوپ های پایدار در ترکیبات شیمیایی مختلف را با چنین اتم های نشاندار جایگزین کرد. خواص دومی در نتیجه تغییر نمی کند و در صورت وارد شدن به بدن، مانند مواد معمولی و بدون برچسب رفتار می کنند. با این حال، به لطف تشعشع، تشخیص وجود آنها در خون، بافت‌ها، سلول‌ها و غیره آسان است. بنابراین ایزوتوپ‌های رادیواکتیو موجود در این مواد به عنوان شاخص یا شاخص توزیع و سرنوشت مواد وارد شده به بدن عمل می‌کنند. به همین دلیل به آنها «ردیاب رادیواکتیو» می گویند. انواع ترکیبات معدنی و آلی که با ایزوتوپ‌های رادیواکتیو مختلف برچسب‌گذاری شده‌اند، برای تشخیص رادیوایزوتوپ و برای مطالعات تجربی مختلف سنتز شده‌اند.

2. کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو در فناوری

یکی از برجسته ترین مطالعاتی که با استفاده از "اتم های برچسب گذاری شده" انجام شد، مطالعه متابولیسم در موجودات بود. ثابت شده است که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی بدن تقریباً به طور کامل تجدید می شود. اتم های تشکیل دهنده آن با اتم های جدید جایگزین می شوند. تنها آهن، همانطور که آزمایشات بر روی مطالعات ایزوتوپی خون نشان داده است، از این قاعده مستثنی است. آهن بخشی از هموگلوبین گلبول های قرمز است. هنگامی که اتم های آهن رادیواکتیو وارد غذا شدند، مشخص شد که اکسیژن آزاد آزاد شده در طول فتوسنتز در اصل بخشی از آب است، نه دی اکسید کربن. دامنه کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت گسترده است. یک مثال از این روش روش زیر برای نظارت بر سایش رینگ پیستون در موتورهای احتراق داخلی است. با تابش نوترون به حلقه پیستون واکنش های هسته ای در آن ایجاد می کنند و آن را رادیواکتیو می کنند. هنگامی که موتور کار می کند، ذرات مواد حلقه وارد روغن روان کننده می شود. با بررسی سطح رادیواکتیویته در روغن پس از مدت زمان مشخصی از کارکرد موتور، سایش رینگ مشخص می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو قضاوت در مورد انتشار فلزات، فرآیندهای کوره بلند و غیره را ممکن می سازند.

تشعشعات گامای قدرتمند داروهای رادیواکتیو برای بررسی ساختار داخلی قطعات ریخته گری فلز به منظور تشخیص عیوب در آنها استفاده می شود.

ایزوتوپ‌های رادیواکتیو که پرتوهای گاما را ساطع می‌کنند، می‌توانند به جای واحدهای پرتو ایکس حجیم برای فراورده‌های نورانی استفاده شوند، زیرا خواص پرتوهای گاما مشابه خواص پرتو ایکس است. یک منبع اشعه گاما در یک طرف محصول مورد آزمایش قرار می گیرد و فیلم عکاسی در طرف دیگر قرار می گیرد. به این روش تست، تشخیص نقص گاما می گویند. به این ترتیب در حال حاضر ریخته گری های آهنی و غیر آهنی، محصولات نهایی (محصولات فولادی تا ضخامت 300 میلی متر) و کیفیت جوش ها بررسی می شود. با کمک ایزوتوپ های رادیواکتیو می توان ضخامت نوار فلزی یا ورق های فلزی نورد شده را در حال حرکت و بدون تماس اندازه گیری کرد و به طور خودکار ضخامت ثابتی را حفظ کرد. منبعی از ذرات بتا در زیر تسمه متحرک قرار می گیرد که از زیر غلتک های دستگاه خارج می شود. بنابراین تغییر در ضخامت نوار منجر به تغییر در جریان در متر می شود. این جریان تقویت می شود و یا به یک دستگاه اندازه گیری یا به یک ماشین خودکار ارسال می شود که فوراً غلتک ها را به هم نزدیک می کند یا برعکس آنها را از هم جدا می کند. از این نوع دستگاه ها در صنایع کاغذسازی، لاستیک سازی و چرم سازی نیز استفاده می شود. منابع رادیوایزوتوپ انرژی الکتریکی ایجاد شده است. آنها از گرمای تولید شده در نمونه ای استفاده می کنند که تابش را جذب می کند. این گرما به کمک ترموالمان ها به جریان الکتریکی تبدیل می شود. یک منبع با وزن چند کیلوگرم، توان چند ده وات را برای 10 سال کارکرد بدون وقفه فراهم می کند. چنین منابعی برای تغذیه چراغ های خودکار و ایستگاه های هواشناسی خودکار که در مناطق صعب العبور کار می کنند استفاده می شود. منابع قوی تری روی ماه نوردهای شوروی که به ماه پرتاب شده بودند نصب شد. آنها به طور قابل اعتماد در دماهای 140- تا 120+ کار می کردند.

یکی از برجسته ترین مطالعاتی که با استفاده از "اتم های برچسب گذاری شده" انجام شد، مطالعه متابولیسم در موجودات بود. ثابت شده است که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی بدن تقریباً به طور کامل تجدید می شود. اتم های تشکیل دهنده آن با اتم های جدید جایگزین می شوند. تنها آهن، همانطور که آزمایشات بر روی مطالعات ایزوتوپی خون نشان داده است، از این قاعده مستثنی است. آهن بخشی از هموگلوبین گلبول های قرمز است. هنگامی که اتم های آهن رادیواکتیو وارد غذا شدند، مشخص شد که اکسیژن آزاد آزاد شده در طول فتوسنتز در اصل بخشی از آب است، نه دی اکسید کربن. ایزوتوپ های رادیواکتیو در پزشکی هم برای تشخیص و هم برای اهداف درمانی استفاده می شوند. سدیم رادیواکتیو که در مقادیر کم به خون تزریق می شود، برای مطالعه گردش خون استفاده می شود؛ ید به شدت در غده تیروئید رسوب می کند، به ویژه در بیماری گریوز. با مشاهده رسوب ید رادیواکتیو با استفاده از متر می توان به سرعت تشخیص داد. دوزهای زیاد ید رادیواکتیو باعث تخریب جزئی بافت های در حال رشد غیرعادی می شود و بنابراین از ید رادیواکتیو برای درمان بیماری گریوز استفاده می شود. از تشعشعات گامای کبالت شدید در درمان سرطان (تفنگ کبالت) استفاده می شود.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Gaisinsky M.N.، شیمی هسته ای و کاربردهای آن، ترجمه. از فرانسوی، M.، 1961

2. Experimental Nuclear Physics, ed. E. Segre، ترجمه. از انگلیسی، ج 3، م.، 1961; ابزارهای اینترنتی

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

ماهیت پدیده رادیواکتیویته، تاریخچه کشف و مطالعه آن، دانش مدرن، اهمیت و کاربرد آن در زمینه های مختلف. انواع تشعشعات رادیواکتیو، ویژگی ها و ویژگی های متمایز آنها. ترتیب و مراحل واپاشی آلفا، بتا، گاما.

کار دوره، اضافه شده 05/10/2009


رادیواکتیویته طبیعی ناشی از ایزوتوپ های رادیواکتیو طبیعی موجود در تمام لایه های زمین است. اجداد ایزوتوپ های رادیواکتیو که بخشی از خانواده رادیواکتیو هستند رادیوم و توریم هستند.

کار دوره، اضافه شده در 2008/11/25


قانون واپاشی رادیواکتیو تعیین یونهای عناصر شیمیایی روش تیتراسیون رادیومتری، رقیق سازی ایزوتوپی، آنالیز فعال سازی، تعیین محتوای عناصر شیمیایی با تابش ایزوتوپ های رادیواکتیو طبیعی آنها.

ارائه، اضافه شده در 2016/05/07


تعیین محتوای نسبی ایزوتوپ های پلوتونیوم با تجزیه و تحلیل طیف، نسبت کمی محتوای ایزوتوپ در امتداد خطوط شناسایی شده. ارزیابی یافتن شیب ها و مقاطع خطی طیف. محاسبه خطای محتوا

کار دوره، اضافه شده در 2016/08/23


سری های رادیواکتیو طبیعی و مصنوعی. انواع واپاشی رادیواکتیو سری اصلی رادیواکتیو مشاهده شده در طبیعت. ویژگی های سری توریم، نپتونیم، رادیوم، اکتینیم. تبدیلات رادیواکتیو هسته ها زنجیره های متوالی نوکلیدها.

ارائه، اضافه شده در 2015/05/30


ویژگی های خواص شیمیایی و فیزیکی هیدروژن. تفاوت در جرم اتمی بین ایزوتوپ های هیدروژن پیکربندی تک لایه الکترونی یک اتم هیدروژن خنثی و تحریک نشده. تاریخچه کشف، وقوع در طبیعت، روش های تولید.

ارائه، اضافه شده در 2011/01/14


ویژگی های خواص شیمیایی اکتینیدها. تعیین کمی عناصر ترانس پلوتونیوم جداسازی با رسوب با معرف های معدنی و آلی. روش های جداسازی و جداسازی عناصر ترانس پلوتونیوم بدست آوردن اورانیوم فلزی

چکیده، اضافه شده در 10/03/2010


اصول کلی طبقه بندی مواد معدنی پیچیده و ساده. اندازه اتمی و رابطه آنها با موقعیت در جدول تناوبی عناصر مفهوم تفکیک الکتریکی و محلول های الکترولیت. حسگرهای پیوند هیدروژنی و غشایی.

تست، اضافه شده در 02/01/2011


روشهای یونیزاسیون و سوسوزن پرتوهای رادیواکتیو. تعیین یون های عناصر شیمیایی در محلول با استفاده از معرف های رادیواکتیو. زمان بهینه برای ثبت تشعشعات روش تیتراسیون رادیومتری و آنالیز فعال سازی.

کار دوره، اضافه شده در 2016/05/07


خواص فیزیکی و شیمیایی اسید استیک ویژگی های فرآیند اکسیداسیون آلدهید روش تولید استالدهید و اتانال اصول محاسبه مقدار محصولات جانبی تشکیل شده در طی تولید اسید استیک. ماهیت روش کولبه.

موسسه آموزشی شهری "دبیرستان پوبدینسکایا" منطقه شگارسکی، منطقه تومسک

گواهینامه دولتی (نهایی) فارغ التحصیلان کلاس نهم

چکیده در مورد فیزیک

پدیده رادیواکتیویته اهمیت آن در علم، فناوری، پزشکی

تکمیل شد:دادائف اصلان، دانش آموز کلاس نهم

سرپرست:گاگارینا لیوبوف آلکسیونا، معلم فیزیک

پوبدا 2010

1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. صفحه ۱

2. پدیده رادیواکتیویته………………………………………….................صفحه ۲

2.1.کشف رادیواکتیویته…………………………………………………….صفحه ۲

2.2. منابع تشعشع………………………………………………….. صفحه ۶

3. تولید و استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو………………..صفحه ۸

3.1. استفاده از ایزوتوپ ها در پزشکی ……………………………………………….. صفحه ۸

3.2. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو در کشاورزی………………… صفحه ۱۰

3.3. کرونومتری تشعشع…………………………………………………………… p.۱۱

3.4. کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت ... ص 12

3.5. استفاده از ایزوتوپ ها در علم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………….

5. ادبیات………………………………………………..صفحه ۱۴

معرفی

ایده اتم ها به عنوان ذرات ریز تغییر ناپذیر ماده با کشف الکترون و همچنین پدیده واپاشی رادیواکتیو طبیعی که توسط فیزیکدان فرانسوی A. Becquerel کشف شد، از بین رفت. سهم قابل توجهی در مطالعه این پدیده توسط فیزیکدانان برجسته فرانسوی ماریا اسکلودوسکا-کوری و پیر کوری انجام شد.

رادیواکتیویته طبیعی میلیاردها سال است که وجود داشته و به معنای واقعی کلمه در همه جا وجود دارد. تشعشعات یونیزان مدت ها قبل از پیدایش حیات بر روی زمین وجود داشته و قبل از ظهور خود زمین در فضا وجود داشته است. مواد رادیواکتیو از بدو تولد بخشی از زمین بوده اند. هر فرد کمی رادیواکتیو است: در بافت های بدن انسان، یکی از منابع اصلی تابش طبیعی پتاسیم - 40 و روبیدیم - 87 است و هیچ راهی برای خلاص شدن از شر آنها وجود ندارد.

فیزیکدانان مشهور فرانسوی فردریک و ایرنه کوری ژولیو با انجام واکنش های هسته ای با بمباران هسته اتم های آلومینیوم با ذرات a در سال 1934 موفق به ایجاد هسته های رادیواکتیو مصنوعی شدند. رادیواکتیویته مصنوعی اساساً هیچ تفاوتی با رادیواکتیویته طبیعی ندارد و از همان قوانین پیروی می کند.

در حال حاضر ایزوتوپ های رادیواکتیو مصنوعی به روش های مختلفی تولید می شوند. رایج ترین آنها تابش یک هدف (داروهای رادیواکتیو آینده) در یک راکتور هسته ای است. تابش ذرات باردار به هدف در تاسیسات ویژه ای امکان پذیر است که در آن ذرات تا انرژی های بالا شتاب می گیرند.

هدف:دریابید که پدیده رادیواکتیویته در کدام مناطق زندگی استفاده می شود.

وظایف:

· مطالعه تاریخچه کشف رادیواکتیویته.

· دریابید که در طی تشعشعات رادیواکتیو برای یک ماده چه اتفاقی می افتد.

· نحوه بدست آوردن ایزوتوپ های رادیواکتیو و محل استفاده از آنها را بیابید.

· ایجاد مهارت در کار با ادبیات اضافی.

· یک ارائه کامپیوتری از مطالب انجام دهید.

بخش اصلی

2. پدیده رادیواکتیویته

2.1. کشف رادیواکتیویته

داستان رادیواکتیویتهبا کار فیزیکدان فرانسوی هانری بکرل در مورد لومینسانس و اشعه ایکس در سال 1896 آغاز شد.

کشف رادیواکتیویته، بارزترین شواهد از ساختار پیچیده اتم .

دانشمندان با اظهار نظر در مورد کشف رونتگن، فرض می کنند که پرتوهای ایکس بدون توجه به حضور پرتوهای کاتدی، در طول فسفرسانس ساطع می شوند. A. Becquerel تصمیم گرفت این فرضیه را آزمایش کند. صفحه عکاسی را در کاغذ سیاه پیچید و یک صفحه فلزی به شکل عجیب و غریب که با لایه ای از نمک اورانیوم پوشانده شده بود، روی آن قرار داد. بکرل پس از چهار ساعت قرار دادن آن در معرض نور خورشید، صفحه عکاسی را توسعه داد و روی آن شبح دقیق یک شکل فلزی را دید. او آزمایش ها را با تغییرات زیاد تکرار کرد و چاپ یک سکه و یک کلید را به دست آورد. همه آزمایش‌ها فرضیه در حال آزمایش را تأیید کردند که بکرل در 24 فوریه در جلسه آکادمی علوم گزارش داد. با این حال، بکرل آزمایشات را متوقف نمی کند و گزینه های جدید بیشتری را آماده می کند.

هانری بکرل ولهلم کنراد رونتگن

در 26 فوریه 1896، آب و هوا بر فراز پاریس بدتر شد و صفحات عکاسی آماده شده با تکه های نمک اورانیوم باید در یک کشوی میز تاریک قرار می گرفتند تا خورشید ظاهر شود. در 1 مارس بر فراز پاریس ظاهر شد و آزمایشات را می توان ادامه داد. با گرفتن رکوردها، بکرل تصمیم گرفت آنها را توسعه دهد. پس از توسعه صفحات، دانشمند تصاویری از نمونه های اورانیوم را روی آنها دید. بدون درک چیزی، بکرل تصمیم گرفت آزمایش تصادفی را تکرار کند.

او دو بشقاب را در یک جعبه ضد نور قرار داد و نمک اورانیوم را روی آنها ریخت و ابتدا روی یکی از آنها شیشه و روی دیگری یک صفحه آلومینیومی گذاشت. همه اینها به مدت پنج ساعت در یک اتاق تاریک بود و پس از آن بکرل صفحات عکاسی را توسعه داد. و خوب، شبح نمونه ها دوباره به وضوح قابل مشاهده است. این بدان معنی است که برخی از پرتوها در نمک های اورانیوم تشکیل می شوند. آنها شبیه اشعه ایکس هستند، اما از کجا می آیند؟ یک چیز واضح است: هیچ ارتباطی بین اشعه ایکس و فسفرسانس وجود ندارد.

او این را در جلسه آکادمی علوم در 2 مارس 1896 گزارش کرد و همه اعضای آن را کاملاً گیج کرد.

بکرل همچنین ثابت کرد که شدت تابش از همان نمونه در طول زمان تغییر نمی کند و تابش جدید می تواند اجسام برق دار را تخلیه کند.

اکثر اعضای آکادمی پاریس، پس از گزارش بعدی بکرل در جلسه 26 مارس، معتقد بودند که او درست می‌گوید.

پدیده کشف شده توسط بکرل نامیده شد رادیواکتیویته،به پیشنهاد ماریا اسکلودوسکا-کوری.

ماریا اسکلودوفسکا – کوری

رادیواکتیویته - توانایی اتم های برخی از عناصر شیمیایی برای انتشار خود به خود.

در سال 1897، ماریا در حالی که پایان نامه دکتری خود را دنبال می کرد، با انتخاب موضوعی برای تحقیق - کشف بکرل (پیر کوری به همسرش توصیه کرد این موضوع را انتخاب کند)، تصمیم گرفت پاسخ این سوال را بیابد: منبع واقعی اورانیوم چیست؟ تابش - تشعشع؟ برای این منظور، او تصمیم می گیرد تعداد زیادی نمونه از مواد معدنی و نمک را بررسی کند و دریابد که آیا فقط اورانیوم خاصیت تابش دارد یا خیر. او با کار با نمونه‌های توریم متوجه می‌شود که مانند اورانیوم، پرتوهای مشابه و تقریباً همان شدت را تولید می‌کند. این بدان معناست که معلوم می شود این پدیده نه تنها متعلق به اورانیوم است و باید نام خاصی به آن داده شود. اورانیوم و توریم را عناصر رادیواکتیو می نامیدند. کار با مواد معدنی جدید ادامه یافت.

پیر، به عنوان یک فیزیکدان، اهمیت کار را احساس می کند و با ترک موقت مطالعه کریستال ها، با همسرش شروع به کار می کند. در نتیجه این کار مشترک، عناصر رادیواکتیو جدیدی کشف شد: پلونیوم، رادیوم و غیره.

در نوامبر 1903، انجمن سلطنتی به پیر و ماری کوری یکی از بالاترین جوایز علمی انگلستان، مدال دیوی را اعطا کرد.

در 13 نوامبر، کوری ها و بکرل تلگرافی از استکهلم دریافت کردند که در آن اعلام شد که این سه نفر به خاطر اکتشافات برجسته خود در زمینه رادیواکتیویته، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند.

کار آغاز شده توسط کوری ها توسط دانش آموزان آنها انجام شد، از جمله دختر ایرن و داماد فردریک ژولیو، که در سال 1935 به دلیل این کشف برنده جایزه نوبل شدند. رادیواکتیویته مصنوعی .

ایرنه و فردریک کوری - ژولیوت

فیزیکدانان انگلیسی ای. رادرفوردو اف. سودیثابت شده است که در تمام فرآیندهای رادیواکتیو دگرگونی های متقابل هسته اتمی عناصر شیمیایی رخ می دهد. بررسی خواص تابش همراه این فرآیندها در میدان های مغناطیسی و الکتریکی نشان داد که به ذرات a، ذرات b و اشعه g (تابش الکترومغناطیسی با طول موج بسیار کوتاه) تقسیم می شود.

ای. رادرفورد اف. سودی

مدتی بعد در نتیجه مطالعه خصوصیات فیزیکی و خصوصیات مختلف این ذرات (بار الکتریکی، جرم و غیره) این امکان وجود داشت که مشخص شود ذره b یک الکترون است و ذره a یک اتم کاملاً یونیزه شده از ذرات است. عنصر شیمیایی هلیوم (یعنی اتمی هلیوم که هر دو الکترون خود را از دست داده است).

علاوه بر این، معلوم شد که رادیواکتیویتهتوانایی برخی از هسته های اتم برای تبدیل خود به خود به هسته های دیگر با انتشار ذرات است.

به عنوان مثال، انواع مختلفی از اتم های اورانیوم یافت شد: با جرم هسته ای تقریبا برابر با آمو 234، آمو 235، آمو 238. و 239 آمو علاوه بر این، تمام این اتم ها دارای خواص شیمیایی یکسانی بودند. آنها به همین ترتیب وارد واکنش های شیمیایی شدند و ترکیبات مشابهی را تشکیل دادند.

برخی از واکنش های هسته ای تشعشعات بسیار نافذی تولید می کنند. این پرتوها در لایه ای از سرب به ضخامت چند متر نفوذ می کنند. این تابش جریانی از ذرات با بار خنثی است. این ذرات نامگذاری شده اند نوترون ها

برخی از واکنش های هسته ای تشعشعات بسیار نافذی تولید می کنند. این پرتوها انواع مختلفی دارند و قدرت نفوذ متفاوتی دارند. مثلا، شار نوترونی از طریق لایه ای از سرب به ضخامت چند متر نفوذ می کند.

2.2. منابع تشعشع

تشعشعات بسیار زیاد و متنوع هستند، اما ما می توانیم در مورد آنها تمایز قائل شویم هفت منابع اصلی آن

منبع اولزمین ماست این تشعشع با حضور عناصر رادیواکتیو در زمین توضیح داده می شود که غلظت آنها در مکان های مختلف بسیار متفاوت است.

منبع دومتشعشع - فضا، از جایی که جریانی از ذرات پرانرژی به طور مداوم بر روی زمین می ریزد. منابع تشعشعات کیهانی انفجارهای ستاره ای در کهکشان و شراره های خورشیدی هستند.

منبع سومتشعشعات مواد طبیعی پرتوزا هستند که توسط انسان برای ساخت و ساز اماکن مسکونی و صنعتی استفاده می شود. به طور متوسط، نرخ دوز در داخل ساختمان ها 18٪ - 50٪ بیشتر از خارج است. یک فرد سه چهارم زندگی خود را در داخل خانه می گذراند. فردی که دائماً در یک اتاق ساخته شده از گرانیت اقامت می کند می تواند - 400 mrem / سال، از آجر قرمز - 189 mrem / سال، از بتن - 100 mrem / سال، از چوب - 30 mrem / سال دریافت کند.

چهارممنبع رادیواکتیویته برای مردم کمتر شناخته شده است، اما کمتر خطرناک نیست. اینها مواد رادیواکتیو هستند که انسان در فعالیت های روزمره از آنها استفاده می کند.

جوهرهای چاپ چک بانکی شامل کربن رادیواکتیو است که شناسایی آسان اسناد جعلی را تضمین می کند.

اورانیوم برای تولید رنگ یا لعاب روی سرامیک یا جواهرات استفاده می شود.

از اورانیوم و توریم در تولید شیشه استفاده می شود.

دندان های چینی مصنوعی با اورانیوم و سریم تقویت می شوند. در عین حال، تابش به غشاهای مخاطی مجاور دندان ها می تواند به 66 رم در سال برسد، در حالی که میزان سالانه برای کل بدن نباید از 0.5 rem (یعنی 33 برابر بیشتر) تجاوز کند.

یک صفحه تلویزیون 2-3 mrem/سال به ازای هر نفر ساطع می کند.

پنجممنبع - شرکت های حمل و نقل و پردازش مواد رادیواکتیو.

ششممنبع تشعشع نیروگاه های هسته ای هستند. در نیروگاه های هسته ای،

علاوه بر زباله‌های جامد، زباله‌های مایع (آب آلوده از مدارهای خنک‌کننده راکتور) و زباله‌های گازی نیز در دی‌اکسید کربن مورد استفاده برای خنک‌سازی وجود دارد.

هفتممنبع تشعشعات رادیواکتیو تأسیسات پزشکی است. با وجود مشترک بودن استفاده از آنها در عمل روزمره، خطر تشعشع از آنها بسیار بیشتر از همه منابع مورد بحث در بالا است و گاهی اوقات به ده ها رم می رسد. یکی از روش های رایج تشخیصی دستگاه اشعه ایکس است. بنابراین، با رادیوگرافی دندان - 3 rem، با فلوروسکوپی معده - همان، با فلوروگرافی - 370 mrem.

در طول تشعشعات رادیواکتیو چه اتفاقی برای ماده می افتد؟

اولا، قوام شگفت انگیزی که عناصر رادیواکتیو با آن تشعشع می کنند. در طول روز، ماه، سال، شدت تابش به طور قابل توجهی تغییر نمی کند. تحت تأثیر گرما یا افزایش فشار قرار نمی گیرد؛ واکنش های شیمیایی که عنصر رادیواکتیو وارد آن می شود نیز بر شدت تابش تأثیر نمی گذارد.

دومارادیواکتیویته با آزاد شدن انرژی همراه است و به طور مداوم در طی چند سال آزاد می شود. این انرژی از کجا می آید؟ هنگامی که یک ماده رادیواکتیو می شود، تغییرات عمیقی را تجربه می کند. فرض بر این بود که خود اتم ها دچار دگرگونی می شوند.

وجود خواص شیمیایی یکسان به این معنی است که همه این اتم ها دارای تعداد الکترون های یکسانی در لایه الکترونی هستند و بنابراین بارهای هسته ای یکسانی دارند.

اگر بارهای هسته های اتم یکسان باشد، این اتم ها متعلق به یک عنصر شیمیایی (با وجود تفاوت در جرم آنها) هستند و در جدول D.I دارای عدد اتمی یکسانی هستند. مندلیف. انواع یک عنصر شیمیایی که در جرم هسته اتم متفاوت است نامیده می شوند ایزوتوپ ها .

3. تولید و استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو

ایزوتوپ های رادیواکتیو موجود در طبیعت نامیده می شوند طبیعی. اما بسیاری از عناصر شیمیایی در طبیعت فقط در حالت پایدار (یعنی رادیواکتیو) وجود دارند.

در سال 1934، دانشمندان فرانسوی ایرن و فردریک ژولیوت کوری کشف کردند که ایزوتوپ های رادیواکتیو می توانند به طور مصنوعی در نتیجه واکنش های هسته ای ایجاد شوند. این ایزوتوپ ها نامیده شدند ساختگی .

راکتورهای هسته ای و شتاب دهنده های ذرات معمولاً برای تولید ایزوتوپ های رادیواکتیو مصنوعی استفاده می شوند. یک صنعت متخصص در تولید چنین عناصری وجود دارد.

پس از آن، ایزوتوپ های مصنوعی از تمام عناصر شیمیایی به دست آمد. در مجموع، تقریباً 2000 ایزوتوپ رادیواکتیو در حال حاضر شناخته شده است و 300 مورد از آنها طبیعی هستند.

در حال حاضر، ایزوتوپ‌های رادیواکتیو به طور گسترده در زمینه‌های مختلف فعالیت علمی و عملی استفاده می‌شوند: فناوری، پزشکی، کشاورزی، ارتباطات، نظامی و برخی دیگر. در این مورد، به اصطلاح روش اتم برچسب گذاری شده

3.1. استفاده از ایزوتوپ ها در پزشکی

کاربرد ایزوتوپ ها یکی از برجسته ترین مطالعاتی که با استفاده از "اتم های برچسب گذاری شده" انجام شد، مطالعه متابولیسم در موجودات بود.

با کمک ایزوتوپ ها، مکانیسم های توسعه (پاتوژنز) تعدادی از بیماری ها آشکار شد. آنها همچنین برای مطالعه متابولیسم و ​​تشخیص بسیاری از بیماری ها استفاده می شوند.

ایزوتوپ ها در مقادیر بسیار کم (بی خطر برای سلامتی) وارد بدن انسان می شوند و قادر به ایجاد هیچ گونه تغییر پاتولوژیک نیستند. آنها به طور نابرابر در سراسر بدن توسط خون توزیع می شوند. تشعشعات تولید شده در هنگام فروپاشی یک ایزوتوپ توسط ابزارهایی (شمارگر ذرات ویژه، عکاسی) که در نزدیکی بدن انسان قرار دارند ثبت می شود. در نتیجه، می توانید تصویری از هر اندام داخلی دریافت کنید. از این تصویر می توان اندازه و شکل این اندام، افزایش یا کاهش غلظت ایزوتوپ در آن را قضاوت کرد

قسمت های مختلف آن همچنین می توانید وضعیت عملکردی (یعنی کار) اندام های داخلی را با میزان تجمع و حذف رادیوایزوتوپ ارزیابی کنید.

بنابراین، وضعیت گردش خون، سرعت جریان خون و تصویر حفره‌های قلب با استفاده از ترکیباتی از جمله ایزوتوپ‌های سدیم، ید و تکنسیوم تعیین می‌شوند. ایزوتوپ های تکنسیوم و زنون برای مطالعه تهویه ریوی و بیماری های نخاع استفاده می شود. کلاندانه های آلبومین سرم انسانی با ایزوتوپ ید برای تشخیص فرآیندهای التهابی مختلف در ریه ها، تومورهای آنها و برای بیماری های مختلف غده تیروئید استفاده می شود.

استفاده از ایزوتوپ ها در پزشکی

غلظت و عملکردهای دفعی کبد با استفاده از رنگ رز بنگال با ایزوتوپ ید و طلا مورد مطالعه قرار می گیرد. تصاویر روده و معده با استفاده از ایزوتوپ تکنسیوم، طحال با استفاده از گلبول های قرمز با ایزوتوپ تکنسیوم یا کروم به دست می آید. بیماری های پانکراس با استفاده از ایزوتوپ سلنیوم تشخیص داده می شوند. همه این داده ها به ما اجازه می دهد تا تشخیص درستی از بیماری داشته باشیم.

با استفاده از روش "اتم های نشاندار"، ناهنجاری های مختلف در عملکرد سیستم گردش خون نیز مورد مطالعه قرار می گیرد و تومورها شناسایی می شوند (زیرا در آنها است که برخی از ایزوتوپ های رادیوئی تجمع می کنند). به لطف این روش، مشخص شد که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی بدن انسان تقریباً به طور کامل تجدید می شود. تنها استثناء آهن است که بخشی از خون است: فقط زمانی که ذخایر آن تمام شود شروع به جذب بدن از غذا می کند.

هنگام انتخاب ایزوتوپ، مسائل مهم شامل حساسیت روش تجزیه و تحلیل ایزوتوپ و همچنین نوع واپاشی رادیواکتیو و انرژی تشعشع است.

در پزشکی، ایزوتوپ های رادیواکتیو نه تنها برای تشخیص، بلکه برای درمان برخی بیماری ها مانند سرطان، بیماری گریوز و غیره استفاده می شود.

به دلیل استفاده از دوزهای بسیار کم رادیو ایزوتوپ ها، قرار گرفتن در معرض اشعه در بدن در هنگام تشخیص و درمان پرتو، خطری برای بیماران ندارد.

3.2. ایزوتوپ های رادیواکتیو در کشاورزی

ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند کشاورزی. تابش دانه های گیاهی (پنبه، کلم، تربچه و غیره) با دوزهای کمی از اشعه گاما از داروهای رادیواکتیو منجر به افزایش قابل توجه عملکرد می شود. دوزهای زیاد پرتو باعث جهش در گیاهان و میکروارگانیسم ها می شود که در برخی موارد منجر به پیدایش جهش یافته هایی با خواص ارزشمند جدید می شود. انتخاب رادیو). بدین گونه بود که انواع با ارزش گندم، لوبیا و سایر محصولات تولید شد و میکروارگانیسم های بسیار پربازده مورد استفاده در تولید آنتی بیوتیک ها به دست آمد.

تشعشعات گامای ایزوتوپ های رادیواکتیو نیز برای مبارزه با حشرات مضر و برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود. "اتم های برچسب گذاری شده" به طور گسترده در فناوری کشاورزی استفاده می شود. به عنوان مثال، برای اینکه بفهمیم کدام کود فسفر بهتر توسط گیاه جذب می شود، کودهای مختلف با فسفر رادیواکتیو برچسب گذاری می شوند. با بررسی گیاهان از نظر رادیواکتیویته، می توان میزان فسفر جذب شده توسط انواع مختلف کود را تعیین کرد.

روش کربن رادیواکتیو کاربرد جالبی برای تعیین سن اشیاء باستانی با منشا آلی (چوب، زغال چوب، پارچه و غیره) دریافت کرده است. گیاهان همیشه حاوی یک ایزوتوپ رادیواکتیو بتا کربن با نیمه عمر T = 5700 سال هستند. در جو زمین در مقادیر کم از نیتروژن تحت تأثیر نوترون ها تشکیل می شود. دومی به دلیل واکنش های هسته ای ناشی از ذرات سریعی است که از فضا وارد جو می شوند (پرتوهای کیهانی). این کربن با ترکیب شدن با اکسیژن، دی اکسید کربن را تشکیل می دهد که توسط گیاهان و از طریق آنها توسط حیوانات جذب می شود.

ایزوتوپ ها به طور گسترده ای برای تعیین خواص فیزیکی خاک استفاده می شوند

و ذخایر عناصر غذایی گیاهی موجود در آن، برای مطالعه برهمکنش خاک و کود، فرآیندهای جذب عناصر غذایی توسط گیاهان و ورود مواد معدنی به گیاهان از طریق برگ. از ایزوتوپ ها برای شناسایی اثر آفت کش ها بر روی ارگانیسم گیاهی استفاده می شود که تعیین غلظت و زمان درمان آنها را ممکن می سازد. با استفاده از روش ایزوتوپی، مهمترین خواص بیولوژیکی محصولات کشاورزی (هنگام ارزیابی و انتخاب مواد اصلاحی)، عملکرد، زودرسی و مقاومت به سرما مورد بررسی قرار می گیرد.

که در دامپروریآنها فرآیندهای فیزیولوژیکی را که در بدن حیوانات اتفاق می افتد مطالعه می کنند، مواد غذایی را برای محتوای مواد سمی (که تعیین دوزهای کوچک آن با روش های شیمیایی دشوار است) و عناصر ریز تجزیه و تحلیل می کنند. با کمک ایزوتوپ ها، تکنیک هایی برای خودکارسازی فرآیندهای تولید در حال توسعه است، به عنوان مثال، جدا کردن محصولات ریشه از سنگ ها و توده های خاک هنگام برداشت با کمباین در خاک های سنگی و سنگین.

3.3. کرونومتری تابش

برخی از ایزوتوپ های رادیواکتیو می توانند با موفقیت برای تعیین سن فسیل های مختلف استفاده شوند. کرونومتری تابش). متداول ترین و مؤثرترین روش کرونومتری تابش بر اساس اندازه گیری رادیواکتیویته مواد آلی است که توسط کربن رادیواکتیو (14C) ایجاد می شود.

تحقیقات نشان داده است که به ازای هر گرم کربن در هر موجود زنده، 16 واپاشی بتا رادیواکتیو در دقیقه رخ می دهد (به طور دقیق تر، 0.1 ± 15.3). پس از 5730 سال، تنها 8 اتم در دقیقه در هر گرم کربن تجزیه می شود و پس از 11460 سال، 4 اتم تجزیه می شود.

یک گرم کربن از نمونه‌های جنگلی جوان حدود پانزده ذره بتا در ثانیه منتشر می‌کند. پس از مرگ ارگانیسم، دوباره پر کردن آن با کربن رادیواکتیو متوقف می شود. مقدار موجود این ایزوتوپ به دلیل رادیواکتیویته کاهش می یابد. با تعیین درصد کربن رادیواکتیو در بقایای آلی، می توان سن آنها را در محدوده 1000 تا 50000 و حتی تا 100000 سال تعیین کرد.

تعداد واپاشی های رادیواکتیو، یعنی رادیواکتیویته نمونه های مورد مطالعه، توسط آشکارسازهای تشعشعات رادیواکتیو اندازه گیری می شود.

بدین ترتیب با اندازه گیری تعداد واپاشی های رادیواکتیو در دقیقه در وزن معینی از ماده نمونه مورد مطالعه و محاسبه مجدد این تعداد در هر گرم کربن، می توان سن جسمی را که از آن نمونه گرفته شده است، تعیین کرد. از این روش برای تعیین سن مومیایی های مصری، بقایای آتش سوزی های ماقبل تاریخ و غیره استفاده می شود.

3.4. کاربرد مواد رادیواکتیو ایزوتوپ ها در صنعت

یک مثال روش زیر برای نظارت بر سایش رینگ پیستون در موتورهای احتراق داخلی است. با تابش نوترون به حلقه پیستون واکنش های هسته ای در آن ایجاد می کنند و آن را رادیواکتیو می کنند. هنگامی که موتور کار می کند، ذرات مواد حلقه وارد روغن روان کننده می شود. با بررسی سطح رادیواکتیویته در روغن پس از مدت زمان مشخصی از کارکرد موتور، سایش رینگ مشخص می شود. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو قضاوت در مورد انتشار فلزات، فرآیندهای کوره‌های بلند و غیره را ممکن می‌سازند. تشعشعات گامای قدرتمند حاصل از آماده‌سازی‌های رادیواکتیو برای مطالعه ساختار داخلی ریخته‌گری‌های فلزی به منظور تشخیص عیوب در آنها استفاده می‌شود.

ایزوتوپ ها همچنین در تجهیزات فیزیک هسته ای برای ساخت شمارنده های نوترون استفاده می شوند که افزایش راندمان شمارش را تا بیش از 5 برابر و در انرژی هسته ای به عنوان تعدیل کننده و جاذب نوترون ممکن می سازد.

3.5. استفاده از ایزوتوپ ها در علم

استفاده از ایزوتوپ ها در زیست شناسیمنجر به تجدید نظر در ایده های قبلی در مورد ماهیت فتوسنتز و همچنین در مورد مکانیسم هایی شد که جذب مواد معدنی کربنات ها، نیترات ها، فسفات ها و غیره توسط گیاهان را تضمین می کند. با کمک ایزوتوپ ها، حرکت جمعیت ها در بیوسفر و افراد در یک جمعیت معین، مهاجرت میکروب ها، و همچنین ترکیبات فردی در بدن. با وارد کردن یک برچسب به موجودات زنده با غذا یا با تزریق، می توان سرعت و مسیرهای مهاجرت بسیاری از حشرات (پشه، مگس، ملخ)، پرندگان، جوندگان و سایر حیوانات کوچک را مطالعه کرد و اطلاعاتی در مورد اندازه جمعیت آنها به دست آورد.

در منطقه فیزیولوژی و بیوشیمی گیاهانبا کمک ایزوتوپ ها تعدادی از مسائل نظری و کاربردی حل شده است: مسیرهای ورود مواد معدنی، مایعات و گازها به گیاهان و همچنین نقش عناصر شیمیایی مختلف از جمله ریز عناصر در زندگی گیاهی روشن شده است. به ویژه نشان داده شده است که کربن نه تنها از طریق برگ ها، بلکه از طریق سیستم ریشه نیز وارد گیاهان می شود؛ مسیرها و سرعت حرکت تعدادی از مواد از سیستم ریشه به ساقه و برگ و از این اندام ها به ریشه ها ایجاد شده است.

در منطقه فیزیولوژی و بیوشیمی حیوانات و انساننرخ ورود مواد مختلف به بافت آنها مورد مطالعه قرار گرفته است (از جمله میزان جذب آهن به هموگلوبین، فسفر به بافت عصبی و عضلانی، کلسیم به استخوان). استفاده از مواد غذایی "برچسب" منجر به درک جدیدی از میزان جذب و توزیع مواد مغذی، "سرنوشت" آنها در بدن شد و به نظارت بر تأثیر عوامل داخلی و خارجی (گرسنگی، خفگی، کار زیاد و غیره) کمک کرد. روی متابولیسم

نتیجه

فیزیکدانان برجسته فرانسوی ماریا اسکلودوسکا-کوری و پیر کوری، دخترشان ایرن و داماد فردریک ژولیو و بسیاری از دانشمندان دیگر نه تنها سهم بزرگی در توسعه فیزیک هسته ای داشتند، بلکه مبارزانی پرشور برای صلح بودند. آنها کارهای قابل توجهی در زمینه استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی انجام دادند.

در اتحاد جماهیر شوروی، کار بر روی انرژی اتمی در سال 1943 تحت رهبری دانشمند برجسته شوروی I.V. Kurchatov آغاز شد. در شرایط دشوار یک جنگ بی سابقه، دانشمندان شوروی پیچیده ترین مسائل علمی و فنی مربوط به تسلط بر انرژی اتمی را حل کردند. در 25 دسامبر 1946، تحت رهبری I.V. Kurchatov، یک واکنش زنجیره ای برای اولین بار در قاره اروپا و آسیا انجام شد. در اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد دوران اتم صلح آمیز

در جریان کارم متوجه شدم که ایزوتوپ های رادیواکتیو به دست آمده به طور مصنوعی کاربرد گسترده ای در علم، فناوری، کشاورزی، صنعت، پزشکی، باستان شناسی و سایر زمینه ها پیدا کرده اند. این به دلیل خواص زیر ایزوتوپ های رادیواکتیو است:

یک ماده رادیواکتیو به طور مداوم نوع خاصی از ذرات را ساطع می کند و شدت آن در طول زمان تغییر نمی کند.

· تشعشع قابلیت نفوذ خاصی دارد.

· رادیواکتیویته با انتشار انرژی همراه است.

· تحت تأثیر تشعشع، تغییراتی در ماده تابیده شده رخ می دهد.

· تشعشع را می توان به روش های مختلف تشخیص داد: با شمارشگر ذرات خاص، عکاسی و غیره.

ادبیات

1. F.M. دیاگیلف "از تاریخ فیزیک و زندگی سازندگان آن" - M.: آموزش و پرورش، 1986.

2. ع.س. انوخین، O.F. کاباردین و دیگران "مجموعه فیزیک" - M.: آموزش ، 1982.

3. ص. کودریاوتسف. "تاریخ فیزیک" - M.: آموزش و پرورش، 1971.

4. جی.یا. میاکیشف، بی.بی. بوخوفتسف "فیزیک کلاس یازدهم." - م.: آموزش و پرورش، 1383.

5. A.V. پریشکین، ای.وی. گوتنیک "فیزیک نهم کلاس." - M.: Bustard، 2005.

6. منابع اینترنتی.

مرور

برای یک مقاله امتحانی در فیزیک "پدیده رادیواکتیویته. اهمیت آن در علم، فناوری، پزشکی."

نویسنده ارتباط موضوع انتخاب شده را در امکان استفاده از انرژی هسته ای برای اهداف صلح آمیز می بیند. ایزوتوپ های رادیواکتیو که به طور مصنوعی به دست می آیند کاربرد گسترده ای در زمینه های مختلف فعالیت علمی و عملی پیدا کرده اند: علم، فناوری، کشاورزی، صنعت، پزشکی، باستان شناسی و غیره.

با این حال، بخش "مقدمه" ارتباط و علاقه نویسنده به موضوع انتخاب شده چکیده را نشان نمی دهد.

کشف رادیواکتیویته به شیوه ای قابل دسترس و منطقی توضیح داده شده است. تحقیقاتی که با استفاده از "اتم های برچسب گذاری شده" انجام شده است.

قالب بندی چکیده در همه موارد شرایط زیر را برآورده نمی کند:

· صفحات شماره گذاری نشده اند.

· هر بخش از یک صفحه جدید چاپ نمی شود.

· هیچ ارجاعی به تصاویر در متن وجود ندارد.

· بخش "ادبیات" سایت های منابع اینترنتی را فهرست نمی کند.

به طور کلی با وجود کاستی‌های جزئی در تدوین و طراحی، می‌توان گفت چکیده «پدیده رادیواکتیویته. اهمیت آن در علم، فناوری و پزشکی سزاوار رتبه "خوب" است.

معلم فیزیک، موسسه آموزشی شهری "دبیرستان پوبدینسکایا": ___________/L.A. گاگارین/

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

تجزیه و تحلیل ایزوتوپ رادیواکتیو هسته

ایزوتوپ های رادیواکتیو و کاربردهای آنها

ایزوتوپ ها انواعی از یک عنصر شیمیایی هستند که از نظر خواص فیزیکوشیمیایی مشابه هستند، اما جرم اتمی متفاوتی دارند.

رادیواکتیویته تبدیل هسته اتمی به هسته های دیگر است که با انتشار ذرات مختلف و تشعشعات الکترومغناطیسی همراه است.

در طبیعت، هم ایزوتوپ های پایدار و هم ایزوتوپ های ناپایدار - رادیواکتیو وجود دارد که هسته اتم های آنها با انتشار ذرات مختلف (یا فرآیندهای فروپاشی رادیواکتیو) در معرض تبدیل خود به خود به هسته های دیگر هستند. در حال حاضر حدود 270 ایزوتوپ پایدار شناخته شده است. تعداد ایزوتوپ های ناپایدار بیش از 2000 است، اکثریت قریب به اتفاق آنها به طور مصنوعی در نتیجه واکنش های هسته ای مختلف به دست می آیند. تعداد ایزوتوپ های رادیواکتیو بسیاری از عناصر بسیار زیاد است و می تواند بیش از دوجین باشد. تعداد ایزوتوپ های پایدار به طور قابل توجهی کمتر است. برخی از عناصر شیمیایی تنها از یک ایزوتوپ پایدار (بریلیم، فلوئور، سدیم، آلومینیوم، فسفر، منگنز، طلا و تعدادی عنصر دیگر) تشکیل شده‌اند. بیشترین تعداد ایزوتوپ پایدار - 10 - در قلع، به عنوان مثال در آهن، 4 و در جیوه - 7 یافت شد.

با کمک واکنش های هسته ای می توان ایزوتوپ های رادیواکتیو همه عناصر شیمیایی را به دست آورد. آنها در شتاب دهنده های ذرات الکترونی و راکتورهای هسته ای تولید می شوند. آنها همچنین "اتم های برچسب دار" نامیده می شوند.

تشخیص رادیوایزوتوپ استفاده از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو و ترکیبات برچسب‌دار برای مطالعه اندام‌ها و سیستم‌های انسان به منظور تشخیص بیماری‌ها است. روش اصلی تشخیص رادیوایزوتوپ روش نشانگر رادیواکتیو است، یعنی روشی برای نظارت بر مواد رادیواکتیو وارد شده به بدن.

ایزوتوپ های رادیواکتیو تعدادی از عناصر شیمیایی منابع تشعشعات یونیزه هستند که پس از وارد شدن ایزوتوپ به بدن انسان، می توان با استفاده از دستگاه های رادیومتری و ثبت کننده مخصوص، با دقت بالایی ثبت کرد. تجهیزات رادیولوژی مدرن امکان گرفتن و مطالعه مقادیر بسیار کمی از ترکیبات رادیواکتیو (به اصطلاح مقادیر شاخص) را فراهم می کند که عملاً برای بدن فرد مورد بررسی بی ضرر هستند. با ثبت توزیع، حرکت، تبدیل و دفع ردیاب های رادیواکتیو از بدن، پزشک می تواند درباره مشارکت عناصر مربوطه در فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی بدن قضاوت کند. در میان روش های متعدد تشخیص رادیوایزوتوپ، رادیومتری آزمایشگاهی، رادیومتری بالینی، رادیوگرافی بالینی و اسکن بیشترین کاربرد را دارند. اسکن رادیوایزوتوپی اندام های داخلی امکان تعیین محل اندام مورد مطالعه در بدن، تعیین شکل و اندازه آن و شناسایی وجود تعدادی از تغییرات پاتولوژیک در آن را ممکن می سازد. مزیت اصلی روش های تحقیق رادیوایزوتوپ، بی درد بودن کامل و ایمنی عملی آنها برای بیمار با دقت بالای نتایج تشخیصی است.

یکی از برجسته ترین مطالعات، مطالعه متابولیسم در موجودات بود. ثابت شده است که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی بدن تقریباً به طور کامل تجدید می شود. اتم های تشکیل دهنده آن با اتم های جدید جایگزین می شوند. تنها آهن، همانطور که آزمایشات بر روی مطالعات ایزوتوپی خون نشان داده است، از این قاعده مستثنی است. ایزوتوپ های رادیواکتیو در پزشکی هم برای تشخیص و هم برای اهداف درمانی استفاده می شوند. سدیم رادیواکتیو که در مقادیر کم به خون تزریق می شود، برای مطالعه گردش خون استفاده می شود؛ ید به شدت در غده تیروئید رسوب می کند، به ویژه در بیماری گریوز. با مشاهده رسوب ید رادیواکتیو با استفاده از متر می توان به سرعت تشخیص داد. دوزهای زیاد ید رادیواکتیو باعث تخریب جزئی بافت های در حال رشد غیرعادی می شود و بنابراین از ید رادیواکتیو برای درمان بیماری گریوز استفاده می شود. از تشعشعات گامای کبالت شدید در درمان سرطان (تفنگ کبالت) استفاده می شود.

کاربردهای ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت کم نیست. یک مثال از این روش روش زیر برای نظارت بر سایش رینگ پیستون در موتورهای احتراق داخلی است. با تابش نوترون به حلقه پیستون واکنش های هسته ای در آن ایجاد می کنند و آن را رادیواکتیو می کنند. هنگامی که موتور کار می کند، ذرات مواد حلقه وارد روغن روان کننده می شود. با بررسی سطح رادیواکتیویته در روغن پس از مدت زمان مشخصی از کارکرد موتور، سایش رینگ مشخص می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو قضاوت در مورد انتشار فلزات، فرآیندهای کوره بلند و غیره را ممکن می سازند.

تشعشعات گامای قدرتمند داروهای رادیواکتیو برای بررسی ساختار داخلی قطعات ریخته گری فلز به منظور تشخیص عیوب در آنها استفاده می شود.

ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور فزاینده ای در کشاورزی استفاده می شوند. تابش دانه های گیاهی (پنبه، کلم، تربچه و غیره) با دوزهای کمی از اشعه گاما از داروهای رادیواکتیو منجر به افزایش قابل توجه عملکرد می شود. دوزهای زیاد تشعشع باعث ایجاد جهش در گیاهان و میکروارگانیسم ها می شود که در برخی موارد منجر به پیدایش جهش یافته هایی با خواص ارزشمند جدید (رادیو انتخاب) می شود. بدین گونه بود که انواع با ارزش گندم، لوبیا و سایر محصولات تولید شد و میکروارگانیسم های بسیار پربازده مورد استفاده در تولید آنتی بیوتیک ها به دست آمد. تشعشعات گامای ایزوتوپ های رادیواکتیو نیز برای کنترل حشرات مضر و برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور گسترده در فناوری کشاورزی استفاده می شوند. به عنوان مثال، برای اینکه بفهمیم کدام کود فسفر بهتر توسط گیاه جذب می شود، کودهای مختلف با فسفر رادیواکتیو 15 32P برچسب گذاری می شوند. با بررسی گیاهان از نظر رادیواکتیویته، می توان میزان فسفر جذب شده توسط انواع مختلف کود را تعیین کرد.

تاریخ یابی رادیوکربن یک روش فیزیکی برای قدمت بقایای بیولوژیکی، اشیاء و مواد با منشاء بیولوژیکی با اندازه گیری محتوای ایزوتوپ رادیواکتیو 14C در مواد نسبت به ایزوتوپ های پایدار کربن است.یک کاربرد جالب رادیواکتیویته روش قدمت گذاری یافته های باستان شناسی و زمین شناسی است. با غلظت ایزوتوپ های رادیواکتیو. به دلیل واکنش های هسته ای ناشی از پرتوهای کیهانی، ایزوتوپ ناپایدار کربن در جو ظاهر می شود. درصد کمی از این ایزوتوپ همراه با ایزوتوپ پایدار معمولی در هوا یافت می شود.گیاهان و موجودات دیگر کربن را از هوا می گیرند و هر دو ایزوتوپ را به همان نسبتی که در هوا است انباشته می کنند. پس از مرگ گیاهان، مصرف کربن را متوقف می کنند و ایزوتوپ ناپایدار، در نتیجه فروپاشی β، به تدریج به نیتروژن با نیمه عمر 5730 سال تبدیل می شود. با اندازه گیری دقیق غلظت نسبی کربن رادیواکتیو در بقایای موجودات باستانی می توان زمان مرگ آنها را تعیین کرد. از این روش برای تعیین سن مومیایی های مصری، بقایای آتش سوزی های ماقبل تاریخ و غیره استفاده می شود.

روش رادیواکتیو تجزیه و تحلیل یک ماده امکان تعیین محتوای فلزات مختلف در آن، از کلسیم تا روی، در غلظت های بسیار کم - حداکثر 1-10 گرم را ممکن می سازد. (فقط 10-12 گرم ماده مورد نیاز است). داروهای رادیواکتیو به طور گسترده در عمل پزشکی برای درمان بسیاری از بیماری ها از جمله تومورهای بدخیم استفاده می شود. ایزوتوپ های پلوتونیوم-238 و کوریم-224 برای تولید باتری های کم مصرف برای تثبیت کننده های ریتم قلب استفاده می شوند. برای کار مداوم آنها به مدت 10 سال، تنها 150-200 میلی گرم پلوتونیوم کافی است (باتری های معمولی تا چهار سال عمر می کنند).

منابع انرژی رادیوایزوتوپی دستگاه هایی با طرح های مختلف هستند که از انرژی آزاد شده در طی واپاشی رادیواکتیو برای گرم کردن مایع خنک کننده یا تبدیل آن به الکتریسیته استفاده می کنند. یک منبع انرژی رادیوایزوتوپ اساساً با یک راکتور هسته ای متفاوت است زیرا از یک واکنش زنجیره ای کنترل شده استفاده نمی کند، بلکه از انرژی تجزیه طبیعی ایزوتوپ های رادیواکتیو استفاده می کند. منابع انرژی رادیوایزوتوپ در مواردی استفاده می شود که برای اطمینان از استقلال عملیات تجهیزات، قابلیت اطمینان قابل توجه، وزن و ابعاد کم ضروری است. در حال حاضر، حوزه های اصلی کاربرد فضا (ماهواره ها، ایستگاه های بین سیاره ای و غیره)، وسایل نقلیه در اعماق دریا، مناطق دور افتاده (شمال دور، دریای آزاد، قطب جنوب) است. به طور کلی، به بیان ساده، مطالعه "فضای عمیق" بدون ژنراتورهای ایزوتوپ رادیویی غیرممکن است، زیرا در فاصله قابل توجهی از خورشید سطح انرژی خورشیدی که می تواند از طریق فتوسل ها استفاده شود، کم است. به عنوان مثال، در مدار زحل، روشنایی خورشید در اوج خود مطابق با گرگ و میش زمین است. علاوه بر این، در فاصله قابل توجهی از زمین، انتقال سیگنال های رادیویی از یک کاوشگر فضایی به قدرت بسیار بالایی نیاز دارد. بنابراین، تنها منبع انرژی ممکن برای فضاپیماها در چنین شرایطی، علاوه بر راکتور هسته ای، یک مولد رادیوایزوتوپ است. برنامه های کاربردی موجود:

کاوشگرهای بین ستاره ای: تامین حرارت الکتریکی برای فضاپیماها.

· دارو: منبع تغذیه ضربان سازها و غیره.

· منبع تغذیه چراغ ها و بویه ها.

زمینه های کاربردی امیدوارکننده:

· روبات های اندروید: تامین حرارت الکتریکی. به عنوان منبع اصلی انرژی.

· لیزرهای رزمی مبتنی بر فضای: پمپاژ لیزری و تامین حرارت الکتریکی.

· وسایل نقلیه رزمی: موتورهای قدرتمند با عمر طولانی (وسایل نقلیه شناسایی بدون سرنشین - هواپیما و قایق های کوچک، منبع تغذیه هلیکوپترها و هواپیماهای جنگی و همچنین تانک ها و پرتابگرهای خودمختار).

· ایستگاه های هیدروآکوستیک در اعماق دریا: تامین برق طولانی مدت وسایل نقلیه غیر بازیابی.

ایزوتوپ‌های رادیواکتیو و ترکیبات برچسب‌گذاری شده با ایزوتوپ‌های رادیواکتیو به طور گسترده در حوزه‌های مختلف فعالیت‌های انسانی استفاده می‌شوند. صنعت و کنترل تکنولوژیکی، کشاورزی و پزشکی، ارتباطات و تحقیقات علمی - تقریباً غیرممکن است که طیف وسیعی از کاربردهای ایزوتوپ‌های رادیواکتیو را پوشش دهیم، اگرچه همه آنها در بیش از 100 سال به وجود آمدند.

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

مفاهیم و اصطلاحات اساسی. تشخیص و اندازه گیری کمی رادیونوکلئیدها. اتورادیوگرافی. شمارنده های سوسوزن. مهاجران رادیونوکلئیدهای اساسی در علوم زیستی مشخصات فنی ترکیبات برچسب دار رادیونوکلئید 3H (تریتیوم).

چکیده، اضافه شده در 2007/09/18


ایزوتوپ ها در پزشکی ویژگی های اساسی رادیونوکلئیدها برای استفاده برای اهداف تشخیصی. سیستم ماموگرافی مدرن، با دوز تابش کم و وضوح بالا. ایزوتوپ ها در صنعت و کشاورزی

ارائه، اضافه شده در 06/08/2012


اساس فیزیکی واکنش هسته ای: انرژی اتصال نوکلئون و شکافت هسته ای. انتشار انرژی هسته ای ویژگی های استفاده از انرژی آزاد شده در هنگام شکافت هسته های سنگین در نیروگاه های هسته ای، یخ شکن های هسته ای، ناوهای هواپیمابر و زیردریایی ها.

ارائه، اضافه شده در 04/05/2015


ایزوتوپ ها انواعی از یک عنصر شیمیایی هستند که از نظر خواص فیزیکوشیمیایی مشابه هستند، اما جرم اتمی متفاوتی دارند. ساختار اتم، توصیف مدل پروتون-نوترون هسته. کشف و استفاده از ایزوتوپ ها، رادیواکتیویته آنها.

ارائه، اضافه شده در 2010/12/27


برهمکنش بین نوکلئون ها ویژگی های نیروهای هسته ای روش‌های آزادسازی انرژی هسته‌ای: شکافت هسته‌های سنگین و همجوشی هسته‌های سبک. دستگاهی که از واکنش شکافت آنها پشتیبانی می کند. تجمع عناصر رادیواکتیو در بدن انسان.

ارائه، اضافه شده در 2014/12/16


تاریخچه توسعه روش اتم برچسب گذاری شده. ردیاب های ایزوتوپی، ایزوتوپ های پایدار و رادیواکتیو. ردیاب های ایزوتوپی در پزشکی، زیست شناسی و کشاورزی. شمارشگرهای تشعشع قرنی. معرفی برچسب های رادیواکتیو به آماده سازی بیولوژیکی.

چکیده، اضافه شده در 1392/12/14


منابع اصلی آلودگی رادیواکتیو: ضد آلودگی صنعتی ناشی از انفجار سلاح های هسته ای، تاسیسات اضطراری. انواع کار ضد آلودگی در نیروگاه های هسته ای، ترتیب اجرای آنها و ارزیابی اثربخشی عملی.

تست، اضافه شده در 2015/05/26


تجزیه و تحلیل مواد رادیواکتیو طبیعی و مصنوعی. روش های تجزیه و تحلیل بر اساس برهمکنش تابش با مواد. روشهای تجزیه و تحلیل رادیو ردیاب روش تجزیه و تحلیل مبتنی بر پراکندگی الاستیک ذرات باردار و جذب ذرات P.

چکیده، اضافه شده در 1390/03/10


کاربرد انرژی همجوشی حرارتی واپاشی رادیواکتیو به دست آوردن انرژی هسته ای شکافتن اتم تقسیم هسته عناصر سنگین، تولید نورون های جدید. تبدیل انرژی جنبشی به گرما. کشف ذرات بنیادی جدید

ارائه، اضافه شده در 04/08/2015


بار، جرم، اندازه و ترکیب هسته اتم. انرژی اتصال هسته ای، نقص جرمی. نیروهای هسته ای و رادیواکتیویته چگالی مواد هسته ای مفهوم واکنش های هسته ای و انواع اصلی آنها. شکافت و همجوشی هسته ای. گشتاور الکتریکی چهار قطبی هسته.

ایزوتوپ‌ها انواعی از عناصر شیمیایی هستند که در آنها هسته‌های اتم‌ها از نظر تعداد نوترون‌ها متفاوت است، اما تعداد پروتون‌های یکسانی دارند و بنابراین در جدول تناوبی عناصر مندلیف، مکان یکسانی را اشغال می‌کنند. ایزوتوپ های پایدار (پایدار) و رادیواکتیو وجود دارد. اصطلاح "ایزوتوپ" برای اولین بار در سال 1910 مطرح شد. فردریک سودی (1877-1956)، رادیو شیمیدان مشهور انگلیسی، برنده جایزه نوبل در سال 1921، که به طور تجربی تشکیل رادیوم از اورانیوم را اثبات کرد.

ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور گسترده ای نه تنها در انرژی هسته ای، بلکه در انواع ابزارها و تجهیزات برای تعیین چگالی، همگنی یک ماده، رطوبت سنجی آن و غیره استفاده می شوند. با کمک نشانگرهای رادیواکتیو می توان حرکت ترکیبات شیمیایی را در فرآیندهای فیزیکی، تکنولوژیکی، بیولوژیکی و شیمیایی نظارت کرد که برای آن شاخص های رادیواکتیو (اتم های برچسب دار) عناصر خاص به جسم مورد مطالعه وارد شده و سپس حرکت آنها انجام می شود. مشاهده شده. این روش امکان مطالعه مکانیسم های واکنش را در طول تبدیل مواد در شرایط دشوار، به عنوان مثال در دمای بالا، در کوره بلند یا در محیط تهاجمی یک راکتور شیمیایی، و همچنین مطالعه فرآیندهای متابولیک در موجودات زنده فراهم می کند. ایزوتوپ 18 اکسیژن به روشن شدن مکانیسم تنفس موجودات زنده کمک می کند.

روش رادیواکتیو تجزیه و تحلیل یک ماده امکان تعیین محتوای فلزات مختلف در آن، از کلسیم تا روی، را در غلظت های بسیار کم - تا 1-10 گرم (فقط 10-12 گرم از ماده مورد نیاز است) ممکن می سازد. داروهای رادیواکتیو به طور گسترده در عمل پزشکی برای درمان بسیاری از بیماری ها از جمله تومورهای بدخیم استفاده می شود. ایزوتوپ های پلوتونیوم-238 و کوریم-224 برای تولید باتری های کم مصرف برای تثبیت کننده های ریتم قلب استفاده می شوند. برای کار مداوم آنها به مدت 10 سال، تنها 150-200 میلی گرم پلوتونیوم کافی است (باتری های معمولی تا چهار سال عمر می کنند).

در نتیجه واکنش های تشعشعی-شیمیایی، ازن از اکسیژن و هیدروژن و ترکیبات پیچیده الفین های با وزن مولکولی کم از پارافین های گازی تشکیل می شوند. تابش پلی اتیلن، پلی وینیل کلراید و سایر پلیمرها منجر به افزایش مقاومت و استحکام حرارتی آنها می شود. مثال های زیادی از کاربرد عملی ایزوتوپ ها و تشعشعات رادیواکتیو وجود دارد. با وجود این، نگرش مردم به تشعشعات، به ویژه در دهه های اخیر، به شدت تغییر کرده است. در طول یک تاریخ صد ساله، منابع رادیواکتیو از اکسیر حیات تا نمادی از شر راه طولانی را طی کرده اند. مفاهیم علوم طبیعی مدرن: کتاب درسی. راهنمای دانشگاه ها / A.A. Gorelov.- M.: VLADOS.، 2000.- P. 285-288.

پس از کشف اشعه ایکس، بسیاری معتقد بودند که پرتو می تواند همه بیماری ها را درمان کند و همه مشکلات را حل کند. در آن زمان مردم نمی خواستند خطرات قرار گرفتن در معرض تشعشعات را ببینند. هنگامی که ویلهلم رونتگن (1845-1923) نوع جدیدی از تابش را در سال 1895 کشف کرد، موجی از لذت تمام جهان متمدن را فرا گرفت. این کشف نه تنها پایه های فیزیک کلاسیک را متزلزل کرد. این نوید امکانات نامحدود را داد - در پزشکی آنها بلافاصله شروع به استفاده از آن برای تشخیص و کمی بعد - برای درمان طیف گسترده ای از بیماری ها کردند. تشخیص اشعه ایکس و رادیوتراپی جان بسیاری از مردم را نجات داده است. با این حال، پزشکان پس از مدتی شروع به محدود کردن تعداد مجاز اشعه ایکس برای یک بیمار کردند، اما هیچ کس به طور جدی به سوختگی هایی که پس از اشعه ایکس رخ می دهد توجه نکرد. به عنوان مثال، فیزیکدان فرانسوی A. Becquerel عادت داشت یک وسیله رادیومی را در جیب شلوار خود حمل کند. پس از مدتی متوجه التهاب در پای خود شد. برای اطمینان از اینکه دستگاه عامل بیماری است، آن را به جیب دیگری منتقل کرد. اما حتی زخمی که روی پای دیگر ظاهر شد نیز نتوانست دانشمند را که مانند بقیه از کشف جدید خوشحال بود، هوشیار کند. تشعشعات رادیواکتیو در آن زمان به عنوان یک عامل شفابخش جهانی، اکسیر حیات در نظر گرفته می شد. رادیوم در درمان تومورهای خوش خیم موثر بود و "محبوبیت" آن به طور چشمگیری افزایش یافت. بالش های رادیومی، خمیر دندان رادیواکتیو و لوازم آرایشی در بازار عمومی ظاهر شدند.

با این حال، اولین علائم هشدار دهنده به زودی ظاهر شد. در سال 1911 کشف شد که پزشکان برلینی که با پرتوها سروکار داشتند اغلب به سرطان خون مبتلا می شدند. بعدها، فیزیکدان آلمانی ماکس فون لائو (1879-1960) به طور تجربی ثابت کرد که تشعشعات رادیواکتیو بر موجودات زنده تأثیر نامطلوب می گذارد و در سال های 1925-1927. مشخص شد که تحت تأثیر تابش، تغییراتی در ماده ارثی - جهش - رخ می دهد.

هوشیاری کامل پس از بمباران اتمی هیروشیما و ناکازاکی رخ داد. تقریباً همه بازماندگان انفجار هسته ای در معرض دوزهای زیادی از تشعشعات قرار گرفتند و بر اثر سرطان جان خود را از دست دادند و فرزندان آنها برخی از اختلالات ژنتیکی ناشی از تشعشعات را به ارث بردند. این اولین بار آشکارا در سال 1950 مورد بحث قرار گرفت، زمانی که تعداد بیماران لوسمی در میان قربانیان انفجار اتمی شروع به رشد فاجعه بار کرد. پس از حادثه چرنوبیل، بی اعتمادی به تشعشعات به هیستری واقعی هسته ای تبدیل شد.

بنابراین، اگر در آغاز قرن بیستم. مردم سرسختانه نمی خواستند آسیب ناشی از تشعشعات را ببینند، سپس در پایان آن، حتی زمانی که خطر واقعی ایجاد نمی کند، شروع به ترس از تشعشعات کردند. علت هر دو پدیده یکی است - جهل انسان. فقط می توان امیدوار بود که در آینده فرد یاد بگیرد که به میانگین طلایی پایبند باشد و دانش در مورد پدیده های طبیعی را به نفع خود تبدیل کند.

استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو به عنوان شاخص (اتم های برچسب دار).در حال حاضر، در زیست شناسی، بیوشیمی و فیزیولوژی، ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور گسترده ای به عنوان موادی استفاده می شوند که امکان تحقیق در سطح مولکولی را فراهم می کنند. آنها امکان مطالعه حرکات اجسام کوچک زیر میکروسکوپی و همچنین مولکول ها، اتم ها و یون های منفرد را در بین نوع خود در بدن بدون ایجاد اختلال در عملکرد طبیعی آن فراهم کردند. چندین روش تحقیق پیشنهاد شده است.

روش نشان دادن رادیویی(روش اتم نشاندار) مبتنی بر استفاده از ترکیبات شیمیایی است که در ساختار آنها عناصر رادیواکتیو به عنوان برچسب گنجانده شده است. در تحقیقات بیولوژیکی، معمولاً از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو عناصری که بدن را تشکیل می‌دهند و در متابولیسم آن شرکت می‌کنند استفاده می‌شود - 3H، "C، 24 Na، 32 P، 35 S، 42 K، 45 Ca، 51 Cr، 59 Fe، 125". I, 131 I و غیره. رادیونوکلئیدهای وارد شده به بدن در سیستم‌های بیولوژیکی مانند ایزوتوپ‌های پایدار خود رفتار می‌کنند. این شرایط امکان ردیابی سرنوشت نه تنها ایزوتوپ‌های رادیواکتیو، بلکه ترکیبات آلی و معدنی مختلف برچسب‌گذاری شده و کنترل را فراهم می‌کند. تبدیل آنها در طی فرآیند مبادله.

مزیت بزرگ این روش حساسیت بالای آن است که امکان استفاده در تحقیقات از مقادیر ناچیز (از نظر وزن) از ترکیب برچسب‌گذاری شده را فراهم می‌کند که نمی‌تواند بر روند طبیعی فرآیندهای زندگی تأثیر بگذارد یا تغییر دهد. بنابراین، اگر روش‌های تحلیلی مرسوم بتوانند ایزوتوپ‌هایی با وزن 10-6 گرم را تعیین کنند، ابزارهای رادیومتریک مدرن اندازه‌گیری ایزوتوپ‌های رادیواکتیو را که جرم آن‌ها 10-18-10-20 گرم است ممکن می‌سازد. استفاده از روش ردیاب رادیواکتیو در مطالعه انواع مختلف فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی، توصیف آنها را به زبان فرمول ها و معادلات ریاضی، یعنی حرکت از توصیف کیفی فرآیندها به بیان کمی دقیق آنها ممکن کرده است.

کنترل توزیع و رسوب رادیونوکلئیدها در اندام های مختلف را می توان با رادیومتری خارجی حیوانات آزمایشگاهی (به عنوان مثال ثبت تابش گاما 131 در غده تیروئید) یا مواد زیستی تهیه شده (خون، بافت اندام، ادرار، مدفوع، و غیره.). روش اتورادیوگرافی به طور گسترده برای این اهداف استفاده می شود.

اتورادیوگرافی روشی برای به دست آوردن تصاویر عکاسی در نتیجه عمل تابش عناصر رادیواکتیو واقع در جسم مورد مطالعه بر روی امولسیون عکاسی است. برای اولین بار، اتورادیوگرافی برای مطالعه موجودات جانوری توسط دانشمند روسی E. S. London در سال 1904 r£J3a در طول سه دهه گذشته مورد استفاده قرار گرفت، به لطف توسعه و استفاده از امولسیون های هسته ای ویژه، تکنیک اتورادیوگرافی به طور قابل توجهی بهبود یافته است و با آن موفقیت های بزرگی در مطالعه فرآیندهای متابولیک و همچنین در مطالعه توزیع و محلی سازی مواد رادیواکتیو در سلول ها و بافت های حیوانات و گیاهان به دست آمده است.

اتورادیوگرافی به دو دسته ماکرو اتورادیوگرافی و میکرو اتورادیوگرافی تقسیم می شود. ماکرو اتورادیوگرافی (تماس، کنتراست) تصویری از توزیع ایزوتوپ های رادیواکتیو در ساختارهای کلان یک شی بیولوژیکی (ارزیابی کمی غلظت رادیو ایزوتوپ) ارائه می دهد، که از آن می توان ماهیت تبادل و ارگانوتروپی رادیونوکلئید را قضاوت کرد. Microautoradiography (histoautoradiography) به شما امکان می دهد مکان یابی درون سلولی یک ماده رادیواکتیو و همچنین ساختارهای سلولی و فرآیندهای پیچیده بیوشیمیایی در آنها (سنتز پروتئین ها، آنزیم ها و غیره) را مطالعه کنید.

الف) تجویز اولیه مقدار خاصی از ایزوتوپ رادیواکتیو به حیوان آزمایشی؛

ب) گرفتن برخی از اندام ها و آماده سازی های ساخته شده از آنها (برش های بافتی، برش های نازک، خون و غیره) برای اتورادیوگرافی.

ج) ایجاد تماس نزدیک برای مدت معینی بین فرآورده تولیدی حاوی عنصر رادیواکتیو و امولسیون عکاسی.

د) توسعه و تثبیت مواد عکاسی، همانطور که در عکاسی معمولی انجام می شود.

فیلم های بسیار حساس اشعه ایکس و عکاسی به عنوان مواد عکاسی برای ماکرورادیواوتوگرافی استفاده می شود؛ برای هیستورادیوگرافی از امولسیون های هسته ای مایع و قابل جابجایی ویژه (نوع "P"، "K"، "MR" و غیره) استفاده می شود که آماده سازی های بافت شناسی را پوشش می دهد. تحت مطالعه

اتورادیوگرافی ها مجموعه ای از دانه های سیاه رنگ نقره احیا شده در یک امولسیون عکاسی هستند که محل یک ماده رادیواکتیو را در ماده مورد مطالعه نشان می دهد.

ماکرورادیوآتوگراف ها به صورت بصری تجزیه و تحلیل می شوند و هنگامی که به صورت کمی برای رادیواکتیویته ارزیابی می شوند، چگالی سنجی چگالی نوری سیاه شدن فوتومولسیون رادیوآتوگرام ها در مقایسه با چگالی سیاه شدن فوتومولسیون یک منبع تشعشعی با رادیواکتیویته شناخته شده انجام می شود.

هم‌زمان با نمونه‌های بافت‌شناسی، هیستورادیو اتوگراف‌ها زیر میکروسکوپ بررسی می‌شوند. هنگام تعیین کمیت آنها، دانه های نقره کاهش یافته یا ذرات آلفا یا بتا در امولسیون با بزرگنمایی میکروسکوپ بالا با استفاده از یک میکرومتر چشمی با شبکه شمارش می شوند.

A.D. Belov (1959) تکنیک "رادیواتوگراف دوگانه" را توسعه داد، که بر خلاف روش‌های موجود، به فرد امکان می‌دهد رادیوآتوگرام‌های جداگانه‌ای از دو ایزوتوپ رادیواکتیو به‌طور همزمان در یک شی مورد مطالعه به دست آورد. این تکنیک بر اساس در نظر گرفتن تفاوت در انرژی تابش و "طول عمر" ایزوتوپ ها است. بنابراین، هنگام مطالعه متابولیسم فسفر-کلسیم در استخوان‌ها با استفاده از 32 P و 45 Ca، می‌توان عکس‌های رادیویی جداگانه برای این ایزوتوپ‌ها هنگامی که به طور همزمان به یک حیوان آزمایشی تجویز می‌شوند، به دست آورد. با در نظر گرفتن انرژی نسبتاً زیاد تابش و نیمه عمر کوتاه 32 R، ابتدا یک اتورادیوگرافی 32 R بدست می آید.برای این کار، فیلتری بین جسم مورد مطالعه و امولسیون عکاسی قرار می گیرد و تابش بتای نرم 45 را جذب می کند. حدود اتورادیوگرافی برای 4b Ca پس از فروپاشی 32 R بدست می آید.

تکنیک "رادیواتوگرافی مضاعف" نه تنها امکان استفاده از حیوانات آزمایشی را دو برابر اقتصادی تر می کند، بلکه می تواند داده های قابل اطمینان تری را نیز به دست آورد، زیرا امکان مقایسه تجمع و توزیع دو ماده نشاندار شده روی یک حیوان و جلوگیری از مشکلاتی که هنگام مقایسه ایجاد می شود وجود دارد. چنین شاخص هایی از حیوانات مختلف به دست آمده است. با استفاده از تکنیک "دوبل اتورادیوگرافی"، پویایی متابولیسم پروتئین- مواد معدنی در بافت استخوان گونه های مختلف حیوانی (سگ، گوسفند، خوک، گوساله) به طور معمول، در حین بهبود شکستگی ها و با روش های مختلف استئوسنتز و تحریک استخوان سازی مورد مطالعه قرار گرفت. در مقایسه با تصویر مورفولوژیکی اشعه ایکس و فعالیت هیستوشیمیایی فسفاتازهای قلیایی و اسیدی در استخوان ها. مشخص شد که متابولیسم پروتئین و فسفر-کلسیم در استخوان های طبیعی و در شکستگی ها به طور مستقیم به یکدیگر و به فعالیت آنزیمی فسفاتازهای قلیایی و اسیدی وابسته است. بیشترین شدت متابولیسم پروتئین و فسفر-کلسیم در آن نواحی از اندام استخوانی (پریوستئوم، اندوستوم، مغز استخوان، دیواره های کانال هاورسین و قسمت اسفنجی اپی فیزها و همچنین بافت های پینه) رخ می دهد. فعالیت فسفاتازها، رشد، توسعه و بازسازی بافت استخوانی بارزتر است.

با کمک رادیو ایزوتوپ های ساطع کننده گاما 24 Na، 131 1، 42 K و سایرین که به بدن وارد شدند، داده های اساسی جدید در مورد اندازه گیری سرعت جریان خون، توده خون، وضعیت عملکردی غده تیروئید و سایر اندام ها و سیستم های حیوانات به دست آمد. از طریق رادیومتری داخل حیاتی خارجی بدست می آید. این مطالعات رادیوایزوتوپ در عمل بالینی کاملاً تثبیت شده است.

برای مطالعه درون حیاتی متابولیسم در اندام ها و بافت های مختلف با استفاده از ایزوتوپ های 3 ساطع کننده با توانایی نفوذ ضعیف، A. D. Belov (1968) روشی برای تحقیقات تجربی با کاشت اولیه سنسورهای رادیومتریک کوچک از نوع SBI-9 پیشنهاد کرد. این روش با کاشت همزمان سنسورهای ثبت دما (میکروترمستر) برای مطالعه همزمان متابولیسم و ​​واکنش دما در شرایط تجربه مزمن تکمیل شد. استفاده از روش تحقیق رادیوترمومتری امکان تعیین نرخ تبادل و دما را فراهم کرد. واکنش‌های کبد، استخوان‌ها، ماهیچه‌ها و سایر اندام‌ها و همچنین شناسایی تغییرات مرتبط آن‌ها در شرایط عادی و آسیب‌شناسی استخوان در گونه‌های مختلف جانوری با مطالعه همزمان فرآیندهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و فیزیولوژیکی، آن روابط متقابل پدیده‌ها آشکار می شود، آن فعل و انفعالات همبستگی فرآیندها کشف می شود، نیازی که I. P. Pavlov در مورد آن به عنوان وظیفه "فیزیولوژی مصنوعی" صحبت کرد. در نتیجه، روش ردیاب های رادیواکتیو چشم اندازهای زیادی را برای تحقیقات درون حیاتی متابولیسم - نوعی بیوشیمی حیاتی - باز کرده است.

یکی از دستاوردهای بسیار مهم بیوشیمی مدرن که با کمک مواد رادیواکتیو به دست آمده است را می توان ایده حالت پویایی ثابت فرآیندهای متابولیک در یک موجود زنده، تبدیل پذیری بسیاری از مواد، واپاشی مداوم و سنتز مجدد، تجدید مداوم ترکیبات شیمیایی سلول های زنده، که حتی در حالت تعادل فرآیندهای متابولیک رخ می دهد. پروتئین ها، نوکلئوپروتئین ها، کروموپروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، ترکیبات معدنی در حالت تجزیه و سنتز دائمی هستند. ماهیت مبادله و جهت آن اغلب به غلبه فرآیندهای سنتز یا فروپاشی بستگی دارد. بنابراین، هنگام مطالعه تومورهای بدخیم، مشخص شد که رشد آنها به دلیل افزایش سنتز نیست، بلکه به دلیل تاخیر در تجزیه مواد پروتئینی تومور است. به لطف ردیاب های رادیو ایزوتوپ، امکان تعیین میزان نوسازی اجزای مختلف بافت ها و اندام ها وجود داشت. ثابت شده است که پروتئین های ماهیچه ای دیرتر از سایرین جایگزین می شوند و کبد، پلاسمای خون، به ویژه مخاط روده، سرعت تجدید بالایی دارند. شواهد مستقیم مبادله بین پروتئین ها در عضلات، پلاسما، کبد و سایر اندام ها نیز به دست آمد.

در ترکیب با سایر روش‌های تحقیق، روش‌های رادیوایزوتوپ نقش بزرگی در توسعه زیست‌شناسی مولکولی ایفا کردند و نزدیک شدن به حل بسیاری از مسائل مهم زیست‌شناسی را ممکن کردند. اینها به طور خاص شامل مکانیسم های تجمع و استفاده از انرژی در موجودات زنده، مسیرهای بیوسنتز پروتئین، فتوسنتز بیولوژیکی، انقباض عضلانی، تحریک عصبی، تولید مثل و

وراثت

با کمک بسیاری از ترکیبات شیمیایی برچسب‌گذاری شده با ایزوتوپ‌های رادیواکتیو (اسیدهای آمینه نشان‌دار، اسیدهای چرب و نوکلئیک، گلوکز، فسفاتیدها، نمک‌های معدنی)، می‌توان موضوعات مهمی مانند تأثیر مواد غذایی بر بهره‌وری حیوانات، مسائل میانی را روشن کرد. متابولیسم و ​​تبدیل پذیری ترکیبات و مسیرهای تجزیه و سنتز مواد شیمیایی در بدن حیوان زنده، تعیین ساختار ترکیبات شیمیایی و غیره. قابلیت تبدیل اسیدهای پالمیتیک و استئاریک به اثبات رسیده است، تبدیل اورنیتین به آرژنین، فنیل آلانین به تیروزین تشکیل کراتین به دلیل گروه های متیل سنتز شده از متیونین یا کولین، ایجاد گلیسین از آرژنین (در حین تجزیه پروتئین ها و آمیدین)، آدرنالین از فنیل آلانین، زنجیره کربنی سیستین از سرین، تشکیل فسفولیپیدهای کبدی از خون. فسفات های پلاسما و غیره. روش رادیواندیکاسیون امکان روشن شدن ویژگی های تبادل و نقش مصنوعی میکرو فلور شکمبه و سایر قسمت های دستگاه گوارش نشخوارکنندگان را فراهم کرد که با روش های دیگر قابل تعیین نبود. ایجاد امکان سنتز اسیدهای آمینه از آمونیاک، کتو و اسیدهای هیدروکسی در شکمبه نشخوارکنندگان و تامین چنین ترکیباتی به بدن، به ویژه غده پستانی، در ارتباط با تشکیل شیر، بسیار جالب است. در کنار این، امکان مطالعه یک منطقه جالب دیگر از فرآیندهای متابولیک در بدن حیوانات وجود داشت - نقش دستگاه گوارش و غدد گوارشی در گردش مواد در سیستم ها: خون - دیواره های دستگاه گوارش. ; غدد گوارشی - محتویات کانال گوارشی. هنگام تعیین جذب، به اصطلاح قابلیت هضم، راه هایی برای از بین بردن خطاهای وارد شده توسط عوامل درون زا - اختلاط مداوم مواد ترشح شده توسط غدد گوارشی و صفرا در محتویات روده پیدا شد.

مطالعه متابولیسم در بدن با استفاده از روش نشان‌دهنده رادیوایزوتوپ موقعیت برگشت‌پذیری بسیاری از فرآیندهای متابولیک متوسط، تغییرپذیری احتمالی مسیرهای متابولیک میانی تحت شرایط مختلف بیولوژیکی بدن و زمانی که شرایط محیطی تغییر می‌کند را تأیید کرد. ناپایداری محیط های داخلی و فرآیندهای متابولیک به عنوان پایه ای برای سازگاری بدن با یک محیط خارجی در حال تغییر عمل می کند. ردیاب‌های رادیوایزوتوپی تشخیص تغییرات تطبیقی ​​در متابولیسم در یک ارگانیسم حیوانی را ممکن می‌سازد و چشم‌انداز جدیدی را در این زمینه باز می‌کند.

ایزوتوپ های رادیواکتیو امکان مطالعه متابولیسم عناصر ماکرو و ریز را بدون وارد کردن مواد اضافی به رژیم غذایی، بدون ایجاد اختلال در محتوای طبیعی مواد مورد مطالعه در بدن، امکان پذیر کردند. در نتیجه، امکان تعیین دقیق میزان تجمع مواد معدنی در اندام‌ها و بافت‌های مختلف و حذف آن‌ها از بدن و همچنین مطالعه ترکیبات شیمیایی که عنصر در طی فرآیند انتقال یا محلی‌سازی آن در آنها ثابت شده است، وجود داشت. . یکی دیگر از نتایج مهم استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو در مطالعه متابولیسم مواد معدنی، ایجاد سرعت تجدید ترکیب معدنی اندام ها و برخی ترکیبات بافت استخوانی است. تا به امروز، داده های زیادی در مورد تبادل و تجمع در بافت ایزوتوپ های رادیواکتیو عناصری مانند کلسیم، فسفر، کبالت، مس، روی، منگنز، بریلیم، باریم، استرانسیوم، ید و غیره به دست آمده است. نتیجه کلی این مطالعات تأیید می کند که نفوذ به بافت های فردی مواد معدنی، به عنوان مثال، عناصر کمیاب، نه تنها توسط قوانین انتشار، بلکه عمدتاً توسط متابولیسم سلولی مرتبط با فرآیندهای شیمیایی خاص در سلول، بسته به عملکرد آنزیم ها، کنترل می شود.

روش نشان دادن رادیوایزوتوپ در مطالعه متابولیسم مواد معدنی امکان نفوذ به فرآیندهای متابولیسم میانی را که با مشارکت مواد معدنی از جمله عناصر کمیاب (131 I، 60 Co، 64 Cu و غیره) اتفاق می افتد، می دهد.

از زمان معرفی روش الکتروفورتیک به زیست شناسی و پزشکی برای جداسازی پروتئین های سرم انسان و حیوان، داده های زیادی جمع آوری شده است که نشان دهنده واکنش غیر اختصاصی در تغییر فرمول پروتئین تحت شرایط مختلف بدن است. با این حال، برخی از تغییرات کمی در پروتئین های سرم توسط نویسندگان مختلف تفسیر متفاوتی می شود. این به دلیل این واقعیت است که یک روش جداسازی الکتروفورتیک پروتئین ها به ما امکان می دهد فقط تغییرات کمی را در فرمول پروتئین ایجاد کنیم، اما نمی تواند جنبه های صمیمی پویایی متابولیسم پروتئین، نقش و اهمیت پروتئین های مختلف را آشکار کند. کسری، شدت سنتز و تجزیه آنها در یک بیماری خاص. با کمک ایزوتوپ های رادیواکتیو، ردیابی این فرآیندها ممکن شد. برای این منظور، A.D. Belov (1972) روشی را برای اتورادیوگرافی کمی پروتئین های سرم خون تحت الکتروفورز (روش اتودیوالکتروفورز) و همچنین اصل پردازش ریاضی رادیو اتوگرام ها برای تعیین سرعت بیوسنتز و تجزیه پروتئین ها و عملکرد آنها پیشنهاد کرد. توانایی برای تعیین سنتز پروتئین، اسیدهای آمینه نشاندار (35 S-متیونین، 14 C-گلیسین، و غیره) استفاده می شود، و ظرفیت عملکردی - 32 P، 45 Ca، و غیره. این تکنیک به نویسنده اجازه می دهد تا نه تنها یک سند بصری ( رادیواتوگرام) که شدت گنجاندن مواد نشاندار شده را در یک یا آن کسر پروتئین مشخص می کند، بلکه برای تعیین کمیت بیوسنتز، تجزیه و توانایی عملکرد هر بخش پروتئین با استفاده از شاخص های فعالیت خاص نسبی، برای رمزگشایی جنبه های صمیمی مکانیسم تغییرات کمی. در فرمول پروتئینی سرم خون در حیوانات تحت شرایط طبیعی و با آسیب شناسی استخوانی.

با استفاده از 51 کروم موجود در مولکول هموگلوبین و 75 Se در ترکیب متیونین، طول عمر گلبول های قرمز در خون محیطی حیوانات مزرعه مختلف تعیین شد.

ایزوتوپ رادیواکتیو 32 P برای شناسایی سرعت بلوغ اسپرم، زمان حرکت آنها در دستگاه تناسلی مردان، و تغییرات در این زمان بندی تحت بارهای جنسی مختلف استفاده شد.

در دهه گذشته، روش‌های تحقیق رادیوایزوتوپ آزمایشگاهی، که در آن مواد رادیواکتیو به بدن وارد نمی‌شوند، به سرعت توسعه یافته‌اند. این شرایط به طور قابل توجهی امکان استفاده از روش رادیو اندیکاسیون را در عمل آزمایشگاهی و بالینی گسترش داده است. روش های آزمایشگاهی به طور گسترده در غدد درون ریز و ایمونولوژی استفاده می شود. پیشرفت های امیدوارکننده ای برای استفاده از آنها در مطالعه سایر سیستم ها در حال انجام است. هنگام مطالعه وضعیت هورمونی در انسان و حیوان، از یک روش رادیو ایمنی (رقابت رادیویی) استفاده می‌شود که بر اساس توانایی یک هورمون بدون برچسب در نمونه سرم خون مورد مطالعه برای رقابت با هورمون نشان‌دار برای یافتن آنتی‌بادی‌ها و در نتیجه مسدود کردن اتصال هورمون نشان‌دار شده، استفاده می‌شود. . در نهایت، درصد اتصال کل آنتی ژن نشان‌دار شده به آنتی‌بادی‌ها تعیین می‌شود که با مقدار آنتی ژن نشان‌دار نشده، یعنی مقدار هورمون در نمونه آزمایش، نسبت معکوس دارد. این روش با ویژگی و حساسیت بالا مشخص می شود. در حال حاضر انسولین، هورمون رشد، ACTH، پپتید و بسیاری از هورمون های دیگر از این طریق تعیین می شوند. در سال‌های اخیر، آزمایش‌های کیت‌های استاندارد (نهنگ‌ها) که به‌ویژه برای تعیین هورمون‌ها تهیه شده‌اند، به طور گسترده در تشخیص آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

E. A. Nezhikova (1979) اولین کسی بود که از یک روش رادیوایمونولوژیک برای ردیابی پویایی هورمونهای گنادوتروپیک هیپوفیز - هورمون لوتئینه کننده (LH) و هورمون محرک فولیکول (FSH) در سرم خون گاوها بر اساس ماه بارداری و فصول سال استفاده کرد. . تأثیر این هورمون ها نه تنها بر وضعیت فیزیولوژیکی حیوانات، بلکه بر بهره وری نیز آشکار شده است. بنابراین، اگر در گاوهای با بهره وری متوسط ​​در پاییز میزان LH در ماه اول آبستنی به 1/32 نانوگرم در میلی لیتر برسد، در گاوهایی با بهره وری بالا 77/24 نانوگرم در میلی لیتر است. همین الگو را می توان در سایر دوره های بارداری نیز مشاهده کرد. در عین حال، وابستگی آشکار سطح LH به ماه بارداری و فصل سال وجود دارد. بنابراین، در گاوها در ماه سوم بارداری در بهار، سطح LH 4.33 نانوگرم در میلی لیتر، در تابستان - 30.9 نانوگرم در میلی لیتر، در پاییز - 34.8 نانوگرم در میلی لیتر و در زمستان - 63.2 نانوگرم در میلی لیتر است.

روش رادیوایزوتوپ برای مطالعه وضعیت عملکردی غده تیروئید در حیوانات در طول معاینه بالینی، و همچنین برای تعیین دوز مکمل های یدید پتاسیم در مناطق کمبود ید، جلوگیری از اختلالات متابولیک و افزایش بهره وری، شایسته توجه جدی است. با کمبود ید، یک چرخه تخمک گذاری در گاوها مشاهده می شود، در خوک ها - تولد خوک های مرده، بی مو یا کم توان، در جوجه ها - کاهش شدید تولید تخم. برای دامپروری و دامپزشکی، بیشترین علاقه به روش‌های آزمایشگاهی مطالعات رادیوایزوتوپی مبتنی بر تعیین گنجاندن تری یدوتیرونین نشان‌دار شده با 125 I یا 131 I در گلبول‌های قرمز، یا با درجه اتصال تیروکسین نشان‌دار شده با ید رادیواکتیو به پروتئین است. کسری از سرم خون این روش ها امکان تعیین غیر مستقیم میزان هورمون ترشح شده توسط غده تیروئید و در نتیجه قضاوت در مورد فعالیت عملکردی آن را فراهم می کند.

V.P. Ostapchuk، A.D. Belov و N.A. Kovalev (1979) یک روش رادیو ایمنی برای تشخیص هاری ایجاد کردند که مبتنی بر اتصال آنتی بادی های خاص نشاندار شده با رادیونوکلئید با آنتی ژن هاری در اسمیر مغز حیوانات بیمار و اندازه گیری رادیواکتیویته کمپلکس حاصل است. مزیت این روش در مقایسه با روش های پاتومورفولوژی سنتی، ویژگی بالای آن، حساسیت، سرعت اجرا و توانایی مطالعه مواد پاتولوژیک کهنه و تجزیه شده و همچنین بیان کمی نتایج تحقیق است.

همه روش‌های تحقیق رادیوایمونولوژیکی و رادیوایزوتوپی فوق برای فعالیت‌های آزمایشگاهی گسترده در بخش‌های رادیولوژی منطقه‌ای و آزمایشگاه‌های دامپزشکی رادیولوژی جمهوری در دسترس هستند.

تجزیه و تحلیل فعال سازی نوترونیک روش بسیار حساس امیدوارکننده برای تعیین مقادیر فوق‌ریز ایزوتوپ‌های پایدار در مواد مختلف بیولوژیکی (خون، لنف، بافت‌های اندام‌های مختلف و غیره) است. این شامل این واقعیت است که ماده مورد مطالعه در شرایط یک راکتور هسته ای در معرض شار نوترونی قرار می گیرد. در نتیجه محصولات رادیواکتیو (محصولات فعال سازی) تشکیل می شوند که سپس تحت آنالیز رادیوشیمیایی و رادیومتری قرار می گیرند.

طیف گسترده ای از سوالات در زیست شناسی، فیزیولوژی، بیوشیمی پویا و اکولوژی میکروارگانیسم ها را می توان با روش ردیاب های رادیواکتیو حل کرد. ادغام ترکیبات نشاندار شده در سلول میکروبی در نتیجه مشارکت فعال آنها در متابولیسم در طی کشت میکروبها در یک محیط غذایی حاوی رادیونوکلئیدها اتفاق می افتد. میکروب‌ها را حتی می‌توان با یک برچسب دوتایی علامت‌گذاری کرد، مثلاً 32 P و 35 S. آنها رادیونوکلئیدها را جذب می‌کنند و هنگام تکثیر، آن‌ها را به فرزندان خود می‌رسانند. یک کشت بیماری زا نشاندار شده به حیوانات داده می شود که در فواصل زمانی معینی کشته می شوند و سرعت و مسیرهای انتشار میکروب ها در بدن توسط فعالیت خاص اندام های آن مشخص می شود. به این ترتیب می توان سرنوشت میکروب ها و واکسن های بیماری زا را در بدن حیوانات آزمایشی ردیابی کرد.

ویروس ها را می توان با معرفی محلول های ایزوتوپ های رادیواکتیو 32 P، 35 5-متیونین، 35 5-سیستین، 14 C-گلیسین و غیره در کشت بافت و سایر محیط های غذایی مشخص کرد. ویروس در طول تولید مثل لازم به ذکر است که 32 P در RNA و فسفولیپیدهای ویروس و اسیدهای آمینه نشاندار در پوسته پروتئینی آن گنجانده شده است.

روش ردیاب‌های رادیواکتیو در حشره‌شناسی در مطالعه مسیرها و سرعت مهاجرت، مکان‌های نگهداری مگس‌ها، پشه‌ها، کنه‌ها و سایر حشرات حامل میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و اثربخشی اقدامات انجام‌شده برای مبارزه با آن‌ها و همچنین برای ردیابی کاربرد پیدا کرده است. انتقال حشره کش ها به حشرات ارگانیسم ها با وارد کردن یک ایزوتوپ رادیویی به غذا یا با رشد آنها در محیط های مناسب حاوی ایزوتوپ های رادیویی مشخص می شوند. انتخاب ردیاب رادیواکتیو به وظیفه تحقیقاتی بستگی دارد.

استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو برای تشخیص و درمان حیوانات.در حال حاضر، ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور گسترده ای در پزشکی برای بیماری های قلبی عروقی، نئوپلاسم های بدخیم، بیماری های خونی (لوسمی میلوئیدی، لوسمی لنفوسیتی، پلی سیتومی و غیره)، سیستم عصبی محیطی (نوریت، رادیکولیت)، پوست (اگزما، درماتیت، کورک)، تیروئید استفاده می شود. غدد (تیروتوکسیکوز)، و همچنین برای سرکوب ایمنی پیوند در حین پیوند اعضا و غیره.

در بیماری های سیستم قلبی عروقی، سرعت جریان خون به شدت تغییر می کند. برای تعیین آن از 24 Na، 131 I، 42 K، 32 R استفاده می شود.در افراد سالم در حالت استراحت، سرعت جریان خون در دایره کوچک 5-6 ثانیه، در دایره بزرگ 12-16 ثانیه است. استفاده درمانی از رادیو ایزوتوپ ها و تشعشعات برای تومورها بر اساس اثر بیولوژیکی آنها است. سلول های جوان و قویاً در حال تولید مثل بیشتر تحت تأثیر رادیوتراپی قرار می گیرند. این شرایط امکان توسعه رادیوتراپی برای بیماران مبتلا به تومورهای بدخیم و خوش خیم و بیماری های اندام های خونساز را فراهم کرد. بسته به محل تومور، تابش گامای خارجی با استفاده از واحدهای گاما درمانی انجام می شود. برای اعمال تماس، برنامه ها را روی پوست اعمال کنید. محلول های کلوئیدی داروهای رادیواکتیو به طور مستقیم یا به شکل سوزن های توخالی پر از ایزوتوپ های رادیواکتیو به ضخامت تومور تزریق می شوند. رادیونوکلئیدهای کوتاه مدت به صورت داخل وریدی تزریق می شوند و به طور انتخابی در بافت های تومور و اندام های حیاتی تجمع می یابند.

A.D. Belov (1968) یک اپلیکاتور چشمی ایجاد کرد و روشی را برای استفاده از آن در بیماری های چشمی در حیوانات ابداع کرد. با استفاده از اپلیکاتور شارژ شده با 32 P و 89 Sr، نتایج مثبتی برای التهاب ملتحمه اولسراتیو و عفونی، عروقی شدن قرنیه در گوساله ها و سگ ها به دست آمد. یک دوز واحد 50-100 R بود، برای یک دوره کامل درمان - 200-2000 R. نویسنده با موفقیت از دوزهای کوچک فسفر-32 (0.01 μCi/kg وزن حیوان) برای تسریع بازسازی بافت استخوان و عادی سازی مواد معدنی استفاده کرد. متابولیسم در حیوانات با شکستگی استخوان با تزریق محلول رادیواکتیو در ناحیه شکستگی.

از اثر محرک پرتو ایکس و گاما می توان برای افزایش کیفیت مفید اقتصادی جوجه ها (تولید تخم مرغ، سرزندگی و رشد جوجه ها) استفاده کرد.

روش رادیو اندیکاسیون خدمات ارزشمندی در مطالعه فارماکودینامیک داروها، سرعت و مسیرهای نفوذ و دفع آنها از بدن در شرایط عادی و در شرایط مختلف پاتولوژیک ارائه می دهد. داده های ارزشمندی از آزمایش داروهای قوی و همچنین داروهایی که قبلاً بی ضرر تلقی می شدند به دست آمده است.

عقیم سازی با استفاده از اشعه یونیزانآنها برای استریل کردن سرد آماده سازی های بیولوژیکی (واکسن ها، سرم ها، ویتامین ها، مواد مغذی و غیره)، بخیه های جراحی و پانسمان هایی که نمی توانند در برابر حرارت مقاومت کنند استفاده می شود.

روش های فرآوری غیر حرارتی در صنایع غذایی برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود. نتایج خوبی با تابش گاما با دوز 1.8 میلیون روبل به دست می آید.

عقیم سازی برای ضدعفونی کود در مجتمع های بزرگ دامداری، در شرکت های فرآوری مواد خام چرم و خز، پشم، مو، پر و پر از اهمیت بالایی برخوردار است. استریلیزاسیون با اشعه در مبارزه با حشرات مضر (کنه انبار، مگس گزنده و غیره) استفاده می شود.

البته موارد فوق به دور از تنوع حوزه های کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو و پرتوهای یونیزان در زیست شناسی، دامپزشکی و دامپروری است. با این حال، از مثال‌های بالا مشخص می‌شود که ایزوتوپ‌های رادیواکتیو و پرتوهای یونیزان، که اساساً در مطالعه طبیعت جدید هستند، فرصت‌های بزرگی را در مطالعه فرآیندهای زندگی، پاتوژنز بیماری‌ها، تشخیص و درمان حیوانات مزرعه باز می‌کنند. و همچنین در حل سایر مشکلات مهم اقتصادی.