Jakie znaczenie mają izotopy w życiu człowieka? Wykonały : Aleksandra Fornal Zuzanna Pozowska Klaudia Nowak Opiekun: Zofia Suchanek

Maria Skłodowska-Curie i Piotr Curie w swoim laboratorium, w którym zapoczątkowali badania ród składem produktów przemian promieniotwórczych uranu i toru. W 1921r. Maria Skłodowska-Curie doniosła światu o wyodrębnieniu z opadów blendy smolistej 0,1g chlorku radu.

Co to są izotopy? Izotopy to odmiany tego samego pierwiastka chemicznego o takiej samej liczbie atomowej (Z), ale różnej liczbie masowej (A). Atomy pierwiastka chemicznego mają takie same liczby protonów, ale różne liczby neutronów. Izotopy różnią się właściwościami fizycznymi (gęstość, temperatura wrzenia, topnienia i sublimacji). Natomiast właściwości chemiczne są podobne. Masa atomowa pierwiastka jest średnią masą atomową wynikającą z procentowej zawartości jego izotopów: oblicza się ją według wzoru: Gdzie: mat- masa atomowa pierwiastka, A1, A2…- liczby masowe izotopów, %m1,%m2…- procentowe zawartości poszczególnych izotopów. Na przykład miedź (Cu) jest mieszaniną 68,9% izotopu i 31,1% izotopu

Rodzaje izotopów Na ogół liczba protonów w jadrze atomu jest mniejsza niż liczba neutronów. Wynika to z tego, że nukleony przyciągają się siłami jądrowymi. Aby jądro było trwałe, siły przyciągania między nukleonami muszą być większe od sił odpychania między protonami. W miarę wzrostu liczby nukleonów konieczna jest coraz większa liczna neutronów w stosunku do liczby protonów. Istnieje jednak pewna graniczna liczba protonów w jadrze Z=82, powyżej której jądra atomowe stają się nietrwałe i ulegają samorzutnemu rozpadowi. Na skutek tego powstają jądra lżejszych pierwiastków, a procesowi towarzyszy emisja (wypromieniowanie) cząstek α, β oraz promieniowanie

Izotopy promieniotwórcze – pierwiastki lub odmiany pierwiastków, których jądra atomów są niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie promieniotwórczej . W wyniku tej przemiany powstają inne atomy , cząstki elementarne , a także uwalniania jest energia w postaci promieniowania gamma ; energii kinetycznej produktów przemiany. Izotopy promieniotwórcze charakteryzuje czas połowiczego rozpadu.

Okres półtrwania , zwany także czasem połowicznego rozpadu Okres półtrwania , zwany także czasem połowicznego rozpadu. Jest to czas , po którym połowa liczby atomów izotopu promieniotwórczego ulega przemianie . Innymi słowy , jest to czas , po którym aktywność promieniotwórcza izotopu i jego masa zmniejszają się o połowę w stosunku do aktywności i masy początkowej. Wodór

Izotopy naturalne oraz sztuczne- izotopy naturalne są to izotopy występujące w przyrodzie. Izotopy naturalne to w większości izotopy trwałe. Izotopy sztuczne są to izotopy otrzymane przez człowieka. Izotopy sztuczne uzyskiwane podczas reakcji jądrowych to w większości izotopy promieniotwórcze. Naturalne: Wodór H1 Sztuczne: Ameryk Am Deuter H2 Fern Fn

Izotopy trwałe- stabilne, ( jest ich 272 w przyrodzie) czyli takie, których jadra nie ulegają samorzutnym przemianom w inne. np: Prot: (ma jeden proton i nie ma neutronów)- trwały, jego zawartość w przyrodzie wynosi 99,9985% Deuter: (ma jeden proton i jeden neutron)- trwały, jego zawartość w przyrodzie wynosi 0,015% Tylko izotopy wodoru maja osobne nazwy, izotopy innych pierwiastków maja symbole i nazwy takie same jak główny izotop, różnią się jedynie w zapisie liczbą masową.

I Nazwa Prot Deuter (D) Tryt (T) Symbol Model atomu Liczba protonów 1 Liczba neutronów 2 Liczba elektronów Występowanie w przyrodzie 99,9 0,015 Ilości śladowe Zastosowanie brak Spowalniacz w reaktorach atomowych Składnik bomb wodorowych Rodzaj izotopu trwały promieniotwórczy

Roczne dawki w różnych regionach świata, pochodzące z naturalnych źródeł.

Pochodzenie promieniowania na Ziemi.

Pierwiastki promieniotwórcze Pierwiastki promieniotwórcze to pierwiastki chemiczne, których wszystkie izotopy są promieniotwórcze. Są to: technet (Te), promat (Pm), polon (Po) oraz wszystkie pierwiastki położone w układzie okresowym za polonem. Naturalne- pierwiastki występujące w przyrodzie, takie jak: aktyn, astat, frans, neptun, polon, radon, rad, protaktyn, tor, uran. Sztuczne- nie występują w przyrodzie: ajnsztajn, ameryk, kiur, lorens, berkel, ferm, kaliforn, mendelew, nobel, promat, technet, pierwiastek 104, 105, 106, 107.

Rodzaje przemian promieniotwórczych. Przemiany Równanie Ogólne Przykład Przemiany Przemiana α β (β-) β+

Etapy rozszczepienia jądra uranu za pomocą neutronu.

Łańcuchowa reakcja rozszczepiania jądra.

Na dodatkowe napromieniowanie swojego organizmu narażają się palacze, którzy z dymem papierosowym obok smół pogazowych, wprowadzają do płuc radioaktywny polon-210, znajdujący się w liściach tytoniu. Polon-210ulega dalszym przemianom w promieniotwórcze izotopy ołowiu, bizmutu i talu Otrzymane dawki podczas prześwietleń.

Narządy ciała, w których akumulują się poszczególne radionuklidy wytworzone sztucznie.

Zastosowanie izotopów. Stosowanie w diagnostyce medycznej izotopów promieniotwórczych. Stosowanie w terapii onkologicznej. Stosowanie izotopów promieniotwórczych do badania struktury wewnętrznej materiałów. Datowanie promieniotwórcze, czyli metodę ustalania wieku materiałów pochodzenia naturalnego. Dodatek do olejów silnikowych. Czujniki przeciwpożarowe.

Na podstawie zawartości radioaktywnego węgla można określić wiek znalezisk archeologicznych pochodzenia organicznego.

Stosowane obecnie i wcześniej dawki i jednostki dawek promieniowania.

Koniec