Izotopy promieniotwórcze radioizotopy Kacper Kulicki klasa Ic

Kilka słów wstępu. Izotopy promieniotwórcze, radioizotopy – pierwiastki lub odmiany pierwiastków  (izotopy), których jądra atomów są niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie promieniotwórczej . W wyniku tej przemiany powstają inne atomy, cząstki elementarne , a także uwalniana jest energia w postaci promieniowania gamma i energii kinetycznej produktów przemiany.

Pochodzenie Naturalne Naturalne radionuklidy* syntezowane są w gwiazdach, szczególnie podczas wybuchów supernowych.  Niektóre z nich (np. uran) mają wystarczająco długi okres półtrwania, aby nie ulegały rozpadowi w ciągu miliardów lat, dlatego występują w przyrodzie. Sztuczne Radionuklidy są wytwarzane przez człowieka głównie w reaktorach jądrowych oraz akceleratorach. W reaktorach jądrowych nowe izotopy powstają wskutek oddziaływania neutronów z materiałem aktywowanym. Cząstki przyspieszane w akceleratorach mogą zderzać się z innymi cząstkami bądź z jądrami tzw. tarczy, produkując izotopy o różnych zastosowaniach, często niewystępujące w przyrodzie. *promieniotwórcze nuklidy

Akcelerator cząstek Bryłka rudy uranu Elektrownia jądrowa Hongyanhe

Zastosowanie cz. 1 Przemysł i fizyka - W wielu dziedzinach badań technicznych. Za ich pomocą można z zewnątrz śledzić przemieszczanie się płynów w układzie. Implementując izotopy w elementy konstrukcyjne, np. silnika można badać stopień zużycia poszczególnych elementów poprzez rejestrowanie zmiany aktywności tego izotopu w oleju silnikowym. Źródło energii - Izotopy promieniotwórcze stosowane jako paliwo w reaktorach są źródłem ciepła potrzebnego do wytwarzania pary zasilającej turbiny elektrowni atomowych. Oprócz elektrowni atomowych, energia rozpadu radioizotopów wykorzystywana jest również w zasilaczach izotopowych. Zasilacze izotopowe stosuje się wszędzie tam, gdzie konieczna jest najwyższa niezawodność zasilania, przy jednoczesnych małych wymaganiach, co do mocy, np. w rozrusznikach serca. Datowanie - Promieniotwórczy izotop węgla 14C stosowany jest przy oznaczaniu wieku próbek geologicznych oraz wykopalisk archeologicznych i paleontologicznych. Chemia - Izotopy promieniotwórcze stosuje się do modyfikacji cech przedmiotów naświetlanych: np. do wywoływania zmian w strukturze polimerów. W przemyśle chemicznym niektóre reakcje są możliwe tylko pod wpływem promieniowania. Do najważniejszych należą produkcja różnych żeli, folii oraz synteza niektórych związków organicznych. Znaczniki promieniotwórcze pozwalają śledzić etapy pośrednie zachodzących reakcji.

Zastosowanie cz. 2 Przechowywanie żywności - Napromieniowanie żywności stosowane jest w celach dezynfekcyjnych, przedłużających jej trwałość. Biologia -W biochemii stosuje się często izotopy jako znaczniki. Wprowadza się je celowo do cząsteczek chemicznych, a następnie tak "oznakowane" cząsteczki wprowadza się do organizmu po czym dzięki detekcji emitowanego przez nie promieniowania gamma śledzi się ich rozmieszczenie oraz obecność w różnych związkach pośrednich. Umożliwia to badanie mechanizmów reakcji chemicznych oraz szlaków metabolicznych w organizmie. Medycyna - Medycyna nuklearna zajmuje się zastosowaniem izotopów promieniotwórczych w rozpoznawaniu i leczeniu chorób (radioterapia oraz w badaniach naukowych (np. zastosowanie znaczników radioizotopowych w testach ELISA*) * Test immunoenzymatyczny lub immunoenzymosorpcyjny Służy on do wykrycia określonych białek w badanym materiale z użyciem przeciwciał poliklonalnych lub monoklonalnych skoniugowanych z odpowiednim enzymem.

Zastosowania według pierwiastka. Fosfor - 32P jest stosowany w nauce i technice jako wskaźnik promieniotwórczy i źródło promieni β, w medycynie do diagnostyki nowotworów i znakowania czerwonych ciałek krwi. Kobalt - 60Co stosowany jest w medycynie do leczenia nowotworów, do sterylizacji żywności, narzędzi chirurgicznych i lekarstw (bomba kobaltowa). Pluton - 239Pu stosowany jest w głowicach bomb jądrowych, bywa też używany jako materiał rozszczepialny w energetyce jądrowej. Pluton-238 bywa stosowany w generatorach radioizotopowych (składnik termoogniw) Polon - stosuje się w chemii radiacyjnej jako źródło cząstek, zmieszany z berylem jako źródło neutronów. Rad - wykorzystuje się go do celów leczniczych i do celów naukowych. Uran - 235U znajduje zastosowanie w reaktorach jądrowych jako materiał rozszczepialny

Broń jądrowa Rodzaj broni masowego rażenia wykorzystującej wewnątrzjądrową energię wydzielaną podczas niekontrolowanej łańcuchowej reakcji rozszczepienia jąder ciężkich pierwiastków (uranu i plutonu – broń atomowa) lub reakcji termojądrowej syntezy lekkich pierwiastków z wodoru – bomba wodorowa – o sile wybuchu znacznie większej od broni atomowej. Nagasaki 6 tygodni po wybuchu. Wybuch bomby atomowej w Nagasaki.

Zagrożenia W przypadku dostania się radionuklidów do środowiska w wyniku wypadku, bądź zamierzonego działania, mogą wystąpić szkodliwe efekty w wyniku wystąpienia skażenia promieniotwórczego.

Skażenie promieniotwórcze Skażenie promieniotwórcze – znaczny wzrost aktywności promieniotwórczej przedmiotów, organizmów żywych, budynków i wielkich obszarów, powyżej naturalnego poziomu aktywności promieniotwórczej. Czas trwania skażenia promieniotwórczego wynosi od kilku godzin do kilku tygodni, a nawet miesięcy i lat – czas ten zależy od trwałości (czasu połowicznego zaniku)pierwiastków promieniotwórczych wchodzących w skład opadu oraz rodzaju emitowanego przez nie promieniowania. Zmienność wiatru powoduje, że miejsca wystąpienia skażenia oraz jego intensywność są trudne do przewidzenia. W Czarnobylu skażenie radioaktywne po awarii reaktora nr 4 utrzymuje się od roku 1986 do dnia dzisiejszego

Bibliografia http://www.szkolnictwo.pl/szukaj,izotopy_promieniotw%C3%B3rcze http://pl.wikipedia.org/wiki/Izotopy_promieniotw%C3%B3rcze http://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Uranium_ore_square.jpg http://energyflows.blog.com/2011/02/23/akcelerator-czastek/ http://www.money.pl/gospodarka/wiadomosci/artykul/uruchomiono;nowy;reaktor;ja drowy;w;chinach,0,0,1253120.html http://pl.wikipedia.org/wiki/Czarnobyl http://pl.wikipedia.org/wiki/Ska%C5%BCenie_promieniotw%C3%B3rcze http://pl.wikipedia.org/wiki/Bro%C5%84_j%C4%85drowa http://incompetech.com/music/ Zespół Szkół Ogólnokształcących nr 1 im. Zbigniewa Herberta w Lublinie XIV Liceum Ogólnokształcące ul. Radzyńska 5 Nauczyciel: mgr Lech Ziemiński