Przydatność 85%

Zastosowanie pierwiastków promieniotwórczych.

Autor: nacial

Wyróżnia się dwa rodzaje promieniotwórczości:

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ:

- SZTUCZNA
zjawisko promieniotwórczości obserwowane dla izotopów promieniotwórczych innych niż występujące w naturalnym środowisku ziemi, otrzymanych najczęściej w wyniku aktywacji izotopów stabilnych.

- NATURALNA
zjawisko obecności w środowisku naturalnym substancji promieniotwórczych niezależnie od działalności człowieka (w odróżnieniu od skażeń promieniotwórczych). W środowisku można zaobserwować ponad 60 izotopów promieniotwórczych.


POKOJOWE:

1. ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE:

* diagnoza chorób;

* badanie wpływu leków na organizm
- np.: izotop 99Tc w postaci związku chemicznego wprowadza się do organizmu i śledzi jego drogę przez poszczególne narządy; w ten sposób bada się funkcjonowanie narządów;

* aparatura rentgenowska
- zdjęcia rentgenowskie przy zwichnięciach czy złamaniach; zasada jej działania jest bardzo prosta i polega na tym, że wiązka promieni X przenikając przez badany narząd ulega osłabieniu, ponieważ część promieni zostaje pochłonięta przez tkankę. Narządy zbudowane z tkanek o różnej gęstości, w różnym stopniu pochłaniają wiązkę promieniowania. Niejednokrotnie osłabiona wiązka promieni X trafia na kliszę fotograficzną i powoduje jej zaciemnienie proporcjonalnie do stopnia osłabienia. W ten sposób na kliszy fotograficznej uzyskujemy obraz badanego narządu.

* radioterapia:
-stosuje się ją w przypadku nowotworów szczególnie czerniaka (nowotwór skóry);
do leczenia nowotworów stosuje się naświetlanie wysyłane przez izotopy Cs, Co, Ra (tzw. bomba kobaltowa, igły radowe).

-jod 131 stosuje się do leczenia tarczycy;

* balneologia
- w uzdrowiskach (na przykład leczniczych kąpieli lub inhalacji z zastosowaniem Rn)

* tomografia komputerowa,
-sterowany komputerem proces wykonywania kolejnych zdjęć badanego narządu w różnych płaszczyznach i pod różnym kątem pozwala uzyskiwać warstwowy obraz, przedstawiający bardzo dokładne nawet niewielkie zmiany chorobowe.

* szybkość tworzenia się substancji kostnej
oraz wpływ na ten proces witaminy D i hormonu wydzielanego przez gruczoły przytarczyczne, można zbadać dzięki promieniotwórczym wapniu (45Ca);

* wyjaśnienie szczegółów metabolicznej aktywności komórek,
zawdzięczamy zastosowaniu substancji „znakowanych” izotopami, np. cukru znakowanego przez wprowadzenie na miejsce zwykłego węgla (12C) węgla promieniotwórczego (11C lub 14C) bądź węgla ciężkiego (13C).

* długotrwałe baterie do zasilania regulatora rytmu serca,
stosowany jest tu Pluto-238;


2. TECHNIKA RADIACYJNA:

* sterylizacja sprzętu medycznego;

* modyfikacji polimerów, materiałów oraz przyrządów półprzewodnikowych;

* barwienie:
- tkanin,
- szkła,
- sztucznych oraz naturalnych kamieni;

* analiza aktywacyjna,
czyli jądrowa analiza składu materiałów; za pomocą tej metody można określić lub wykryć zanieczyszczenia, określić ilościową zawartość metali ciężkich w odpadach, azotu w ziarnach, nawozach sztucznych itd.; jej zaletą jest możliwość oznaczania jednocześnie wielu pierwiastków.

* wytwarzanie termokurczliwych rurek i taśm,
które doskonale sprawdzają się jako izolacja elektryczna; znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie trzeba wykonać trwałe i szczelne połączenia elementów;

* technologia oczyszczania gazów odlotowych z instalacji spalających,
m.in.: węgiel (napromieniowanie gazów wiązką elektronów powoduje zredukowanie emisji dwutlenku siarki o 95%, a tlenków azotu o 80%);

* zastosowanie promieniowania w tzw.: aparaturze radiometrycznej,
którą stanowią różnego rodzaju mierniki np. poziomu materiałów ciekłych i sypkich; czujniki; detektory; regulatory; gęstościomierze umożliwiające zdalną kontrolę i automatyczną regulację procesów technologicznych ( np. bezkontaktowy pomiar stężenia kwasu siarkowego)

* badanie mechanizmów złożonych reakcji organicznych,
jest to najbardziej rozpowszechnione zastosowanie; na przykład stosując do asymilacji przez rośliny promieniotwórczy CO2 (znaczony 146C), można było zbadać przemianę podczas fotosyntezy, od CO2 do węglowodanów.

3. INNE:

* napęd wielu pojazdów:
- np.: w transporcie wodnym (reaktory takie mogą w przypadku zatopienia okrętu stanowić potencjalne źródło poważnego skażenia środowiska pierwiastkami promieniotwórczymi stanowiącymi ich paliwo);

* izotop węgla 14C zastosowano jako zegar archeologiczny, datowanie,
na podstawie znajomości pierwotnego stężenia tego izotopu oraz okresu połowiczego rozpadu, określa się wiek wykopalisk archeologicznych, minerałów, skał, Ziemi, zabytków starożytnych kultur, w których znajdują się szczątki zawierające związki węgla;

MILITARNE:

* bomby atomowe, jądrowe, termojądrowe, neutronowe;

* reakcje rozszczepienia jąder pierwiastków promieniotwórczych
przebiegają w sposób niekontrolowany wykorzystuje się je do produkcji broni masowego rażenia. W czasie wybuchu uwalnia się ogromna energia. Podczas zrzucenia bomb na Hiroszimę i Nagasaki wiele osób zmarło od razu, a u innych choroba popromienna rozwinęła się po kilku latach wystąpiły u nich skutki późne. Są to:
- przedwczesne starzenie
- skrócenie życia
- niedokrwistość
- białaczka
- nowotwory
- zaćma; , katarakta – choroba oczu;
- choroba popromienna objawiająca się biegunką i nudnościami;
Dlatego też produkcja i stosowanie izotopów powinna się odbywać pod ścisłą międzynarodową kontrolą.

* pierwiastki promieniotwórcze negatywnie działają na organizmy
, również na człowieka. W wyniku pochłonięcia przez organizm dużych dawek promieniowania może wystąpić białaczka ? nowotwór krwi, katarakta ? choroba oczu, oraz choroba popromienna objawiająca się biegunką i nudnościami.

* awarie w elektrowniach jądrowych mogą być przyczyną katastrof,
np. w 1986 roku wybuch w Czarnobylu nastąpiła awaria reaktora jądrowego, która doprowadziła do wybuchu, w efekcie, czego do atmosfery dostały się radioaktywne izotopy 131I oraz 137Cs, skażając znaczną część Europy.

* duży problem w wypadku energetyki jądrowej stanowią także odpady promieniotwórcze, powstające jako efekty działania reaktorów. (Istnieje niebezpieczeństwo, że dostaną się do środowiska).

* poważne niebezpieczeństwo dla środowiska
ma też nieodpowiedzialne unieszkodliwianie i gromadzenie odpadów przemysłowych zawierających substancje promieniotwórcze, głównie w hutnictwie. (Składowanie na hałdach, mogą przedostać się do powietrza i do wody, a wraz z jej obiegiem do gleby i organizmów).



Izotopy pierwiastków promieniotwórczych służą też do badania wód, procesów zachodzących w korytach rzek czy na dnie morskim, do badania szczelności zapór wodnych czy podziemnych rurociągów. Innymi słowy - wszędzie tam, gdzie zawodzą zmysły człowieka lub nie jest on w stanie dotrzeć np. do wnętrza materiałów, warstw ziemi, w głąb masywnych konstrukcji czy budowli, a przede wszystkim do wnętrza własnego organizmu - znajdują zastosowanie izotopy.

Ogromne znaczenie miały te odkrycia dla medycyny. Obok radioterapii, która spowodowała rewolucję w zwalczaniu nowotworów, pojawiła się medycyna nuklearna. Wykorzystuje ona radioaktywne izotopy, które wprowadzane do organizmu człowieka, pozwalają śledzić procesy życiowe, wykrywać schorzenia i znajdować skuteczne metody leczenia.

Główne jego źródła to: broń jądrowa i eksplozje doświadczalne, energetyka jądrowa (elektrownie, statki, łodzie podwodne), przemysł używający technologii jądrowej (ciężki, chemiczny, spożywczy), metody radiacyjne używane w celach badawczych w górnictwie, geologii itp. łącznie z naukami biologicznymi i medycznymi.


Napromieniowywanie produktów rolno – spożywczych:

Cel napromieniowania, Dawka [kGy], Produkty

1. Hamowanie kiełkowania 0,05 – 0,15 Ziemniaki, cebula, czosnek
2. Zwalczanie szkodników i pasożytów (dezynsekcja) 0,15 – 0,50 Ziarno zbożowe, warzywa
strączkowe, suszone owoce.
3. Opóźnienie procesów fizjologicznych (np. dojrzewania) 0,50 – 1,0 Świeże warzywa i owoce
4. Przedłużenie okresu przechowywania 1,0 – 3,0 Świeże ryby, truskawki, pieczarki, itd.
5. Inaktywacja mikroorganizmów patogennych i powodujących psucie się żywności 1,0 – 7,0
świeże i mrożone produkty morskie, świeży lub mrożony drób, mięso, pasze dla drobiu, itd
6. Obniżenie zawartości mikroorganizmów (wyjaławianie) 2,0 – 10,0 Przyprawy i zioła,
preparaty białkowe i enzymatyczne, żelatyna, kazeina, glukoza, plazma krwi, guma arabska.


Dokładne zastosowanie izotopów promieniotwórczych:

Pierwiastek – Izotop – promieniowanie - Czas półrozpadu (T1/2) –Zastosowanie

Ameryk – 241 – alfa - 432,7 lat - czujniki dymu(instalacje przeciwpożarowe)
Cez - 137 – gamma - 30 lat radiografia przemysłowa, bomba cezowa, pomiary grubości
Iryd - 192 - gamma - 73,8 - lat radiografia przemysłowa
Jod – 131 - gamma - 8 dni - badanie tarczycy (medycyna)
Kobalt - 60 - gamma - 5,3 lat - bomba kobaltowa (medycyna),radiografia przemysłowa,
urządzenia radiacyjne, waga izotopowa, sprzęt do pomiaru:
grubości, poziomu cieczy w zbiornikach.
Pluton - 238 - alfa - 87,7 lat - stymulatory serca, czujniki dymu
Pluton – 239 - alfa - 24000 lat - czujniki dymu
Rad - 226 - gamma - 1600 lat - aplikatory radowe
Tal - 204 - beta - 3,8 lat - sprzęt do pomiaru grubości
Wodór – 3 – beta - 12,3 lat - farby świecące




PODSUMOWANIE

Z wymienionych korzyści i zagrożeń, jakie dla ludzkości i świata wynikają z istnienia zjawiska promieniotwórczości naturalnej i możliwości wywołania sztucznej, wypływa wniosek, że wszystko zależy od człowieka. Dzięki rozwijającej się cywilizacji, wyposażony w coraz doskonalszą aparaturę badawczą i wiedzę naukowców całego świata, ma szansę na znowelizowanie złych skutków promieniotwórczości i wykorzystanie energii jądrowej dla dobra przyszłości naszej planety.

Przydatna praca?
Przydatna praca? tak nie 286
głosów
Poleć znajomym

Serwis Sciaga.pl nie odpowiada za treści umieszczanych tekstów, grafik oraz komentarzy pochodzących od użytkowników serwisu.

Zgłoś naruszenie