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同位素在日常生活中的应用

发布时间:2019-07-11 15:36 来源:未知 编辑:admin

  同位素在日常生活中的应用_演讲/主持_工作范文_实用文档。同位素在日常生活中的应用 自二十世纪初,英国科学家索迪提出同位素的概念到现在已有一 百年历史了。这些年来,随着科学技术水平的不断提高,科学工作者 对同位素的研究和应用取得了令人瞩目的成就。到目前为止,

  同位素在日常生活中的应用 自二十世纪初,英国科学家索迪提出同位素的概念到现在已有一 百年历史了。这些年来,随着科学技术水平的不断提高,科学工作者 对同位素的研究和应用取得了令人瞩目的成就。到目前为止,在已发 现的一百多种元素中,稳定同位素约有三百多种,而放射性同位素达 到一千五百多种,同位素技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质 及考古等领域。由于很少量的放射性物质很容易被检测出,所以,放 射性同位素应用地更广泛一些。同位素的应用主要有以下几个方面: 医学上,利用放射性同位素原子示踪,对甲状腺、肝、肾、脑、 心脏、胰脏等脏器进行扫描,来诊断肿瘤等疾病。例如:人体内的甲 状腺将人体吸收的碘绝大部分集中起来制成甲状腺素, 以调节人体中 的脂肪、蛋白质和碳水化合物的新陈代谢,正常的甲状腺吸收的碘量 是一定的,如果甲状腺功能强,吸收碘的能力就强,如果甲状腺功能 弱, 吸收碘的能力就弱。 所以, 口服 Na131I , 一定时间后, 观察 131I 聚 集情况,根据 131I 吸收的快慢和多少,与正常值比较便可判断它的功 能状态。此外用 131I — 马尿酸可测定肾功能,用 51Cr 可以测定脾功 能,用 60Co 可以改善癌症的治疗(即放射疗法)等。 在工业上,利用放射性同位素可以测井探矿、无损探伤、检查管 道泄露或管道堵塞等。例如:检验一个部件是否严密,可以先将部件 放入一个密闭容器内,然后充入 85Kr 气体,再将气体抽出,检查部 件内是否有 85Kr ,如果部件内没有 85Kr ,则说明部件严密。再如: 放射性同位素原子放出α 粒子或β 粒子的同时, 常常伴随γ 射线的产 生,利用这个性质,可以进行测井探矿。探测时,将放射性同位素系 入深井,γ 射线射在岩层上被散射后可以进入γ 射线探测器里,γ 射 线的吸收和散射程度,与岩层物质的密度和元素的原子序数有关,密 度大,吸收γ 射线就多,探测器输出电流强;密度小,吸收γ 射线就 少,探测器输出电流就弱。通过探测器输出信号的强弱,可推知岩层 的位置和厚薄,为煤、石油等的开采提供准确的地下信息。 在地质、考古方面,利用放射性同位素的半衰期,可以确定矿石 的年龄,化石的年代。例如:碳的同位素除 12C(占 98.8%) 和 13C (占 1.11%)外,还有少量的 14C ,14C 具有放射性,14C 经过 β 衰 变后变成 14N ,半衰期为 5720 年,在大气中,C 氧化为 CO2 (含放 射性和非放射性碳)以后,被植物吸收,动物以植物为食物,这样 14 C 进入动物的组织中,通过 14C 的吸收和放射性衰变的自然平衡, 活有机体内的 14C 和 12C 的恒态比与大气中的 14C 和 12C 的比例达到 相等,动植物死亡后,C 的吸收停止,放射性碳的含量由于衰变而逐 渐减少。在 5720 年后 14C 的含量变为原来的一半。这样通过测定含 碳物质如化石等样品中碳的衰变速度,即可确定有机体的死亡时间, 即化石的年代。再比如,可以从 238U 与 206Pb 的比值来计算岩石的年 龄。目前,用这种方法测出的最老的地球岩石年龄大约是 3×109 年。 在农业上,利用放射性同位素辐射种子,改变其遗传基因,可以 选育良种。另外还可用于防治害虫、贮藏食品、合理施肥、农药残留 毒素的研究等。 有些元素不能得到放射性同位素,也可以用稳定同位素原子作为 示踪原子,这就要用质谱仪来分析其产物。例如,科学家为了搞清楚 羧酸(RCOOH)与醇(ROH)发生酯化反应的机理,就是利用 18 O (18O 为氧的稳定同位素)对产物进行原子示踪。具体做法是让 乙酸( CH3COOH) 与用 18O 标记的乙醇 (CH3CH218OH)发生反应, 用质谱仪分析反应后的产物,分析结果是产物中只有乙酸乙酯中有 18 O,这就证明了酯化反应的机理是酸脱去羟基醇脱去氢原子。再如, 用 16O 与 18O 的原子个数比推测海水温度:海洋中的贝壳主要成分为 CaCO3 ,而 CaCO3 中的 O 原子主要是 16O 与 18O 。通常情况下,18O 的含量只有 16O 含量的 1/500 ,但海水温度发生变化,此比值也会随 之变化,海水温度升高时,16O 含量增加,反之则减少。根据这个规 律可以推测古代海水的温度。 目前,对同位素的研究已日臻完善,同位素技术越来越成 熟,同位素的应用范围越来越广,它正不断地造福人类。

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