Презентация на тему: "Изотопы и их применение"

• 1 слайд

  Изотопы и их Применение
  

• 2 слайд

  Получение изотопов
  Получают радиоактивные изотопы в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц. С помощью ядерных реакций можно получить изотопы всех химических элементов. Были получены трансурановые элементы: америций, курий, берклий, капифоний и многие другие.
  
  

• 3 слайд

  
  Изотопы
  
  
  (от греч. ισος — «равный», «одинаковый», и τόπος — «место») — разновидности атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре. Все изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, отличаясь лишь числом нейтронов. Изотоп обозначается символом химического элемента, к которому он относится, с добавлением верхнего левого индекса, означающего массовое число (например, 12C, 222Rn). Можно также написать название элемента с добавлением через дефис массового числа (например, углерод-12, радон-222). Некоторые изотопы имеют традиционные собственные названия (например, дейтерий, актинон).
  

• 4 слайд

  История открытия изотопов
  Первое доказательство того, что вещества, имеющие одинаковое химическое поведение, могут иметь различные физические свойства, было получено при исследовании радиоактивных превращений атомов тяжёлых элементов. В 1906—07 выяснилось, что продукт радиоактивного распада урана и продукт радиоактивного распада тория, имеют те же химические свойства, что и торий, но отличаются от него атомной массой и характеристиками радиоактивного распада. Было обнаружено позднее, что у всех трёх продуктов одинаковы оптические и рентгеновские спектры. Такие вещества, идентичные по химическим свойствам, но различные по массе атомов и некоторым физическим свойствам, по предложению английского учёного Ф. Содди, стали называть изотопами.
  

• 5 слайд

  Изотопы в природе
  Считается, что изотопный состав элементов на Земле одинаков во всех материалах. Некоторые физические процессы в природе приводят к нарушению изотопного состава элементов (природное фракционирование изотопов, характерное для лёгких элементов, а также изотопные сдвиги при распаде природных долгоживущих изотопов). Постепенное накопление в минералах ядер — продуктов распада некоторых долгоживущих нуклидов используется в ядерной геохронологии.
  

• 6 слайд

  Состав излучения
  

• 7 слайд

  К неионизирующей радиации относится инфракрасное и ультрафиолетовое излучения Солнца, видимый свет и электромагнитное излучение радиочастотного диапазона. Эти виды излучения не представляют большой опасности для человека, но могут привести к ожогам кожи.
  

• 8 слайд

  Меченые атомы.
  Метод «меченых атомов» стал одним из наиболее действенных.
  
  Метод при решении многочисленных проблем
  биологии, физиологии, медицине.
  
  Метод основан на том, что химические свойства радиоактивных изотопов не отличаются от свойств нерадиоактивных изотопов тех же элементов.
  

• 9 слайд

  Исследование сварных швов с помощью γ-излучения.
  Применение радиоактивных изотопов в промышленности
  

• 10 слайд

  Облучение продуктов сельского хозяйства для увеличения их урожайности
  Применение радиоактивных изотопов в сельском хозяйстве
  

• 11 слайд

  Распределение в листьях помидора радиоактивного фосфора, внесенного в удобрения
  

• 12 слайд

  Гамма-терапевтический аппарат.
  Исследование щитовидной железы с помощью радиоактивного йода
  Применение радиоактивных изотопов в медицине
  

• 13 слайд

  Применение радиоактивных изотопов в археологии
  Для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, древесного угля, тканей и т.д.) используется метод радиоактивного углерода.
  

• 14 слайд

  Определяя процентное содержание радиоактивного углерода в органических остатках, можно определить их возраст, если он лежит в пределах от 1000 до 50 000 и даже до 100 000 лет.
  

• 15 слайд

  Таким методом узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и т. д.
  

• 16 слайд

  Работа с радиоактивными веществами при помощи манипулятора
  

• 17 слайд

  Перчаточный бокс для работы с радиоактивными веществами
  

Краткое описание документа:

Получение радиоактивных изотопов и их применение

В атомной индустрии всевозрастающую ценность для человечества представляют радиоактивные изотопы. Изотопы – разновидности одного и того же химического элемента, близкие по своим физико-химическим свойствам, но имеющие разную атомную массу.

Название «изотопы» было предложено в 1910 английским радиохимиком Фредериком Содди, который образовал его из двух греческих слов: isos – одинаковый и topos – место. Изотопы занимают одно и то же место в клетке периодической системы элементов Менделеева.

С помощью ядерных реакций можно получить радиоактивные изотопы всех химических элементов, встречающихся в природе только в стабильном состоянии.

Но всегда существуют исключения. Такие химические элементы, которые имеют место под номером в таблице Д.И. Менделеева: 43, 61, 85 и 87 не имеют стабильных изотопов и впервые получены искусственно.

С помощью ядерных реакций получены трансурановые элементы: нептуний, плутоний. Кроме них, получены еще следующие элементы: америций (Z = 95), кюрий (Z = 96), берклий (Z = 97), калифорний (Z = 98), эйнштейний (Z = 99), фермий (Z = 100), менделевий (Z = 101), нобелий (Z = 102), лоуренсий (Z = 103), ре-зерфордий (Z = 104), дубний (Z = 105), сиборгий (Z = 106), борий (Z = 107), хассий (Z = 108), мейтнерий (Z = 109), а также элементы под номерами 110, 111 и 112, не имеющие пока общепризнанных названий. Элементы, начиная с номера 104, впервые синтезированы либо в подмосковной Дубне, либо в Германии.

В настоящее время как в науке, так и в производстве все более широко используются радиоактивные изотопы различных химических элементов. Наибольшее применение имеет метод меченых атомов. Этот метод использует тот факт, что по химическим и многим физическим свойствам радиоактивный изотоп неотличим от устойчивых изотопов того же элемента. В то же время радиоактивный изотоп легко может быть опознан по своему излучению (с помощью, например, газоразрядного счетчика). Добавляя к исследуемому элементу радиоактивный изотоп и улавливая в дальнейшем его излучение, мы можем проследить путь этого элемента в организме, в химической реакции, при плавке металла и т. д. Метод меченых атомов стал одним из наиболее действенных методов при решении многочисленных проблем биологии, физиологии, медицины и т. д.

Радиоактивные изотопы — изотопы любого элемента периодической системы Д. И. Менделеева, атомы которых имеют неустойчивые ядра и переходят в устойчивое состояние путем радиоактивного распада, сопровождающегося излучением. Радиоактивные изотопы широко применяются в науке, медицине и технике как компактные источники-лучей. Главным образом используется радиоактивный кобальт.

Радиоактивные изотопы применяются в медицине как для постановки диагноза, так и для терапевтических целей. Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения, йод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни. Наблюдая с помощью счетчика за отложением радиоактивного йода, можно быстро поставить диагноз. Большие дозы радиоактивного йода вызывают частичное разрушение аномально развивающихся тканей, и поэтому радиоактивный йод используют для лечения базедовой болезни. Интенсивное гамма-излучение кобальта используется при лечении раковых заболеваний (кобальтовая пушка).

Не менее обширна область применения радиоактивных изотопов в промышленности. Одним из примеров может служить способ контроля износа колец в поршне двигателя внутреннего сгорания. Благодаря радиоактивным изотопам определяют различного рода дефекты в металлических конструкциях. Радиоактивные изотопы позволяют судить о диффузии металлов, процессах в доменных печах и т. д.

Радиоактивные изотопы используются в сельском хозяйстве. Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса и др.) небольшими дозами-лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному повышению урожайности. Большие дозы радиации вызывают мутации у растений и микроорганизмов, что в отдельных случаях приводит к появлению мутантов с новыми ценными свойствами (радиоселекция). Примерами являются новые сорта фасоли, пшеницы. Гамма-излучение радиоактивных изотопов используется также для борьбы с вредными насекомыми и для консервации пищевых продуктов.

Радиоактивные изотопы применяются в археологии, антропологии и геологии. Интересное применение для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, древесного угля, тканей и т. д.) получил метод радиоактивного углерода. Радиоуглеродный метод геохронологии разработал в 1946 г. У.Ф. Либби, получивший за него Нобелевскую премию по химии в 1960 г. Наилучшие результаты получаются при определении возраста шерсти, семян, ракушек и костей. Для определения возраста образца измеряют активность р-излучения (число распадов в минуту) в расчете на 1 г содержащегося в нем углерода. Это позволяет установить возраст образца при помощи кривой радиоактивного распада для изотопа. Таким методом узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и т. д.