Чуть более века назад маленький известный французский ученый по имени Анри Беккерель натолкнулся на что-то новое и поразительное. Со временем было обнаружено, что эти лучи присутствуют в нескольких естественных элементах и были названы радиоактивными. Те металлы, которые демонстрировали их, также стали известны как радиоактивные изотопы.
Радиоизотопы (также известные как радиоактивные изотопы или радионуклиды) - это атомы с числом нейтронов, отличным от обычного атома. Из-за этого дисбаланса у этих изотопов есть нестабильное ядро, которое распадается, и в процессе испускает альфа, бета и гамма лучи, пока изотоп не достигнет стабильности. Как только он становится стабильным, изотоп полностью превращается в другой элемент. Каждый химический элемент имеет один или несколько радиоизотопов, в общей сложности более 1000 изотопов. Примерно 50 из них встречаются в природе; остальные производятся искусственно как прямой результат ядерных реакций или косвенно как радиоактивные потомки этих продуктов.
Из естественных радиоизотопов есть три категории, которые используются для их группировки. Первый - это первичные радионуклиды, которые происходят в основном внутри звезд и, как уран и торий, все еще присутствуют, потому что их периоды полураспада настолько велики, что они еще не полностью распались. Вторая группа, вторичные радионуклиды, представляют собой радиогенные изотопы, полученные в результате распада первичных радионуклидов, и характеризуются более коротким периодом полураспада. Третья и последняя группа - это известные космогенные радионуклиды, которые состоят из изотопов, таких как углерод 14, которые постоянно образуются в атмосфере из-за космических лучей. Искусственно произведенные радионуклиды, с другой стороны, производятся ядерными реакторами, ускорителями частиц или генераторами радионуклидов (где исходный изотоп, обычно производимый в ядерном реакторе, может распадаться с образованием радиоизотопа). Кроме того, известно, что ядерные взрывы производят искусственные радиоизотопы.
Радиоизотопы используются сегодня для различных целей. Когда речь идет о ядерной медицине, радиоактивные изотопы используются в МРТ и рентгенографии для диагностических целей, для направленной лучевой терапии и для стерилизации медицинского оборудования. В биохимии и генетике радионуклиды используются в молекулярных исследованиях и исследованиях ДНК для «маркировки» молекул и отслеживания химических и физиологических процессов. Углерод-14, природный космогенный изотоп, используется для датирования углерода археологами, палеонтологами и геологами. В сельском хозяйстве радиация используется для прекращения прорастания корнеплодов, уничтожения паразитов и вредителей, а также в ветеринарной медицине. И когда дело доходит до промышленности, радионуклиды используются для изучения степени износа и коррозии металлов, для проверки на утечки и швы, анализа загрязняющих веществ, изучения движения поверхностных вод, измерения стока воды от дождя и снега, а также скорости потока ручьев и рек.
Мы написали много статей о радиоизотопах для журнала Space. Вот статья об изотопах и статья о радиоактивном распаде.
Если вам нужна дополнительная информация о радиоизотопах, ознакомьтесь с этими статьями в Центре ресурсов NDT и Science Courseware.
Мы также записали целый эпизод «Астрономического актера», посвященный эпохе Вселенной. Послушайте, Эпизод 122: Сколько лет Вселенной?
Ссылки:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radionuclide
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/489027/radioactive-isotope
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiocarbon_dating
http://www.ehow.com/about_5095610_radioactive-isotopes.html
