Radioaktyvieji izotopai. Jų taikymas

Radioaktyvieji izotopai – tai nestabilūs izotopai. Laikui bėgant, jie skyla į kitų cheminių elementų izotopus, skleisdami alfa, beta ir gama spinduliuotę. Radioaktyvieji izotopai dar vadinami radioizotòpais, arba radionuklidais. Yra tik kelios dešimtys natūralių radioizotopų, pavyzdžiui, uranas $$ {}_{92}{}^{238}\mathrm{U}$$, anglis $$ {}_6{}^{14}\mathrm{C}$$, kalis $$ {}_9{}^{40}\mathrm{K}$$. Dirbtinių radioizotopų, gaunamų mokslo laboratorijose, – šimtai. Vien cezio jų yra per dvidešimt ($$ {}_{55}{}^{123-144}\mathrm{Cs}$$). Radioizotopai naudojami medicinoje, pramonėje, žemės ūkyje, archeologijoje, kosminiuose aparatuose, atliekant mokslinius tyrimus, buityje ir kt.

Medicinoje naudojamas žymėtųjų atomų metodas – tai būdas stebėti žmogaus kūnu sklindančios medžiagos kelią. Į medžiagą įterpiama cheminio elemento radioizotopo (tokia medžiaga vadinama žymėtąja) ir fiksuojama šio izotopo skleidžiama spinduliuotė (7.4.2 pav.). Radioaktyvumas yra savotiška žymė, pagal kurią, registruojant spinduliuotę skaitikliais, galima sekti elemento kelią. Pavyzdžiui, į kraują įleidus nedidelį kiekį radioaktyviojo natrio izotopo $$ {}_{11}{}^{24}\mathrm{Na}$$, tiriama kraujo apytaka. Naudojant kitų elementų radioizotopus, galima tirti įvairių medžiagų apykaitą organizme, vaistų šalinimo iš organizmo kelią ir trukmę.

Dėl radioaktyviųjų spindulių žalingo poveikio medicinos praktikoje radioaktyviajam žymėjimui naudojamos labai nedidelės mažõs pusėjimo trukmės izotopų dozės, be to, tik tų cheminių elementų, kurie iš organizmo greitai pašalinami.

Radioaktyviųjų spindulių paveiktos ląstelės nustoja daugintis, sutrinka jų aprūpinimas maisto medžiagomis ir jos žūsta. Todėl šiais spinduliais naikinami piktybiniai augliai – pakitusių ir neribotai besidauginančių ląstelių dariniai. Radioaktyvieji spinduliai naikina ir mikroorganizmus, todėl naudojami vaistams, maistui, medicinos įrankiams sterilizuoti.

Radioaktyvieji izotopai naudojami ir žemės ūkyje. Mažomis radioaktyviųjų spindulių dozėmis apšvitinti augalai sparčiau auga, padidėja derlius. Radioaktyviųjų izotopų gama spinduliai naudojami kovai su kenkėjais, maisto produktams konservuoti. Žymėtieji atomai plačiai taikomi agrotechnikoje. Pavyzdžiui, norint sužinoti, kurias fosforo trąšas augalai geriausiai pasisavina, įvairios trąšos pažymimos radioaktyviuoju fosforu $$ {}_{15}{}^{32}\mathrm{P}$$. Tada, tiriant augalų radioaktyvumą, galima nustatyti, kokį fosforo kiekį iš įvairių trąšų jie pasisavino.

Pramonėje gama spinduliais tiriama metalo liejinių struktūra. Taip nustatoma, ar juose nėra defektų. Registruojant radioaktyviąją spinduliuotę, gaunama informacija apie procesus, vykstančius metalo lydymo krosnyse.

Americio radioizotopas $$ {}_{95}{}^{241}\mathrm{Am}$$ naudojamas dūmų detektoriuose, saugantis nuo gaisro patalpose. Šio elemento kiekis detektoriuje yra labai mažas – nuo kelių mikrogramų (10^–6 g) iki nanogramų (10^–9 g).

Radioaktyviųjų elementų išskiriama šiluma – vienas iš šilumos šaltinių Žemės plutos paviršiuje. Nepilotuojamuose kosminiuose aparatuose radioaktyvieji elementai naudojami kaip ilgalaikis šilumos ir elektros energijos šaltinis.