Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Мі́чені а́томи або ізотопний трейсер або ізотопний індикатор — атоми, які відрізняються від інших атомів того ж хімічного елемента радіоактивністю (радіоактивні ізотопи) або вагою (стабільні ізотопи).
Загальний опис
Продукти радіоактивного розпаду або атоми з різною вагою є «мітками», які відрізняють їх від інших атомів, подібних за хімічними властивостями. Промені α, β, γ, що вилітають з атомів, можна зафіксувати за допомогою лічильників заряджених частинок або радіографії. Це дає можливість стежити за невеликими групами мічених атомів у середовищі, в якому міститься колосальна кількість інших атомів та молекул, визначати, як швидко вони проникають у різні сполуки, системи і живі організми, тобто досліджувати фізичні, хімічні, біологічні та інші процеси, що мають велике наукове і практичне значення. Стабільні ізотопи виявляються за допомогою мас-спектрографії або за питомою вагою їх сполук. Мічені атоми почали використовувати на початку 20 століття, проводячи поодинокі дослідження; тепер же вони широко застосовуються в різних галузях промисловості, сільського господарства, науки і культури для дослідження процесів, що відбуваються в твердих, рідких і газоподібних тілах, в організмах людей, тварин і рослин.
Застосування
Застосування у техніці
Так, дифузію в твердих тілах досліджують за допомогою мічених атомів, наносячи радіоактивні атоми на поверхню цих тіл і нагріваючи до високої температури, при якій дифузія відбувається інтенсивніше. Потім при кімнатній температурі накладають зрізи тіла на фотопластинку, на якій, після проявлення в тих місцях, куди проникли мічені атоми, виявляється почорніння. Знаючи час дифузії і глибину проникнення мічених атомів, визначають швидкість дифузії мічених атомів застосовують для дослідження спрацювання металевих деталей. Опромінюючи метал нейтронами, можна створити радіоактивні атоми даного металу, частина яких під час тертя переходить у мастило. Визначений лічильником ступінь радіоактивності цього мастила характеризує швидкість спрацьовування металевої деталі.
Застосування у хімії
Ефективно застосовують мічені атоми також в аналітичній хімії для визначення вмісту елементів у сполуці. Для цього потужними пучками нейтронів опромінюють досліджувану речовину, внаслідок чого утворюються радіоактивні ізотопи, за активністю яких визначають вміст елементів у сполуці (з точністю до 10−11 г, а домішки деяких елементів до 10−20 г). Зазначені та багато інших прикладів застосування мічених атомів поширені в наукових установах, навчальних закладах і народному господарстві України. Зокрема мічені атоми сурми використовують для визначення вмісту сурми в різних речовинах. За співвідношенням продуктів розпаду радіоактивних елементів, які є в породах, визначають вік мінералів та гірських порід. В Інситуті фізичної хімії АН України за останні роки розроблено ряд методів ізотопного аналізу водню і кисню, які тепер застосовуються у нас та в інших країнах.
Застосування у біології
Мічені атоми надають велику допомогу у розкритті таємниць фотосинтезу. До останнього часу вважали, що під впливом світла в рослинах розкладається вуглекислота. Радянський вчений О. П. Виноградов застосував мічені атоми кисню і показав, що насправді розкладається вода. Мічені атоми велике значення мають при вивченні діяльності живих організмів та обміну речовин у них. При проведенні таких досліджень в їжу додають невелику кількість радіоактивних речовин. Переміщаючи вздовж тіла лічильник, можна визначити, в які частини організму і з якою швидкістю потрапляє той чи інший хімічний елемент.
Мічені атоми широко застосовують для вивчення життя рослин. Наприклад, за допомогою міченого радіоактивного фосфору можна визначити, як фосфор потрапляє у рослину, як переміщається в ній і в яких місцях зосереджується.
Застосування у медицині
Властивість хімічних елементів концентруватися в різних тканинах та частинах організму лежить в основі застосування мічених атомів у біології і особливо в медицині. Наприклад, поглинання йоду щитоподібною залозою встановлено за допомогою мічених атомів йоду. Мічені атоми заліза дозволяють визначити загальний об'єм крові в організмі. Для цього у вену тварини вводять певну кількість крові з радіоактивним залізом. Через деякий час у цієї тварини беруть таку саму кількість крові. Відношення радіоактивним залізом у взятій і введеній крові дорівнює відношенню кількості введеної крові до її загальної кількості. Мічені атоми допомагають визначити розміщення злоякісних пухлин в організмі, що значно полегшує роботу хірургів. Досягнуто перших успіхів у боротьбі з раком різних органів людського організму.
Наукові і медичні установи України широко використовують мічені атоми для дослідження обміну речовин у живих організмах і для лікування хвороб. Так, наприклад, уточнено дані про хімічний склад головного мозку, вивчено окремі етапи обміну речовин у головному мозку тощо. Проводяться досліди над вивченням умов родючості ґрунтів. Досліджено процес фосфорного живлення молодих деревних рослин і встановлено, що фосфор більше поглинається молодим листям, а після осіннього листопаду частково входить у ґрунт. Застосування мічених атомів взагалі дало можливість визначити, як саме фосфор засвоюється кореневою системою і поверхнею листя рослин. Встановлено, в які періоди розвитку слід вносити для багатьох сільськогосподарських культур.
Застосування в археології
Мічені атоми використовують для визначення часу з моменту загибелі тварин та рослин і для визначення віку стародавніх поселень. В атмосфері під дією космічних нейтронів утворюється радіоактивний вуглець 14C (14N + n→14C + 1H). Період напіврозпаду 14C становить 5 700 років. Співвідношення між стійким 12C і радіоактивним 14C ізотопами вуглецю в організмі таке ж, як і в атмосфері, тобто 1 г вуглецю містить близько 5•1010 радіоактивних атомів 14C. В мертвому організмі обмін вуглецем між організмом і атмосферою припиняється. Тому внаслідок розпаду радіоактивних атомів вуглецю відносна кількість у загиблому організмі з часом зменшується. Співвідношення між ізотопами 14C і 12C і період напіврозпаду 14C дають можливість визначити час загибелі тварин і рослин, а отже, і вік стародавніх поселень.
Мічені атоми дали можливість уточнити значну кількість хімічних реакцій, зокрема при добуванні синтетичного бензину, розв'язати питання про роль каталізаторів, про процеси перегонки, кристалізації, перемішування і багато інших процесів, уточнити і відкрити нові процеси, які відбуваються в живих організмах.
У гідрогеології
Мічені атоми застосовуються для визначення швидкості руху підземних вод (див. Водоносний горизонт).
Галузь застосування мічених атомів з кожним днем розширюється.
Див. також
Література
- Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- Дьяченко П. Е. Применение радиоактивных изотопов. М., 1958;
- Всесоюзная научнотехническая конференция по применению радиоактивных… изотопов… в народном хозяйстве и науке. [Тезиси докладов].М., 1957.
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. —
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Mi cheni a tomi abo izotopnij trejser abo izotopnij indikator atomi yaki vidriznyayutsya vid inshih atomiv togo zh himichnogo elementa radioaktivnistyu radioaktivni izotopi abo vagoyu stabilni izotopi Zagalnij opisProdukti radioaktivnogo rozpadu abo atomi z riznoyu vagoyu ye mitkami yaki vidriznyayut yih vid inshih atomiv podibnih za himichnimi vlastivostyami Promeni a b g sho vilitayut z atomiv mozhna zafiksuvati za dopomogoyu lichilnikiv zaryadzhenih chastinok abo radiografiyi Ce daye mozhlivist stezhiti za nevelikimi grupami michenih atomiv u seredovishi v yakomu mistitsya kolosalna kilkist inshih atomiv ta molekul viznachati yak shvidko voni pronikayut u rizni spoluki sistemi i zhivi organizmi tobto doslidzhuvati fizichni himichni biologichni ta inshi procesi sho mayut velike naukove i praktichne znachennya Stabilni izotopi viyavlyayutsya za dopomogoyu mas spektrografiyi abo za pitomoyu vagoyu yih spoluk Micheni atomi pochali vikoristovuvati na pochatku 20 stolittya provodyachi poodinoki doslidzhennya teper zhe voni shiroko zastosovuyutsya v riznih galuzyah promislovosti silskogo gospodarstva nauki i kulturi dlya doslidzhennya procesiv sho vidbuvayutsya v tverdih ridkih i gazopodibnih tilah v organizmah lyudej tvarin i roslin ZastosuvannyaZastosuvannya u tehnici Tak difuziyu v tverdih tilah doslidzhuyut za dopomogoyu michenih atomiv nanosyachi radioaktivni atomi na poverhnyu cih til i nagrivayuchi do visokoyi temperaturi pri yakij difuziya vidbuvayetsya intensivnishe Potim pri kimnatnij temperaturi nakladayut zrizi tila na fotoplastinku na yakij pislya proyavlennya v tih miscyah kudi pronikli micheni atomi viyavlyayetsya pochorninnya Znayuchi chas difuziyi i glibinu proniknennya michenih atomiv viznachayut shvidkist difuziyi michenih atomiv zastosovuyut dlya doslidzhennya spracyuvannya metalevih detalej Oprominyuyuchi metal nejtronami mozhna stvoriti radioaktivni atomi danogo metalu chastina yakih pid chas tertya perehodit u mastilo Viznachenij lichilnikom stupin radioaktivnosti cogo mastila harakterizuye shvidkist spracovuvannya metalevoyi detali Zastosuvannya u himiyi Efektivno zastosovuyut micheni atomi takozh v analitichnij himiyi dlya viznachennya vmistu elementiv u spoluci Dlya cogo potuzhnimi puchkami nejtroniv oprominyuyut doslidzhuvanu rechovinu vnaslidok chogo utvoryuyutsya radioaktivni izotopi za aktivnistyu yakih viznachayut vmist elementiv u spoluci z tochnistyu do 10 11 g a domishki deyakih elementiv do 10 20 g Zaznacheni ta bagato inshih prikladiv zastosuvannya michenih atomiv poshireni v naukovih ustanovah navchalnih zakladah i narodnomu gospodarstvi Ukrayini Zokrema micheni atomi surmi vikoristovuyut dlya viznachennya vmistu surmi v riznih rechovinah Za spivvidnoshennyam produktiv rozpadu radioaktivnih elementiv yaki ye v porodah viznachayut vik mineraliv ta girskih porid V Insituti fizichnoyi himiyi AN Ukrayini za ostanni roki rozrobleno ryad metodiv izotopnogo analizu vodnyu i kisnyu yaki teper zastosovuyutsya u nas ta v inshih krayinah Zastosuvannya u biologiyi Micheni atomi nadayut veliku dopomogu u rozkritti tayemnic fotosintezu Do ostannogo chasu vvazhali sho pid vplivom svitla v roslinah rozkladayetsya vuglekislota Radyanskij vchenij O P Vinogradov zastosuvav micheni atomi kisnyu i pokazav sho naspravdi rozkladayetsya voda Micheni atomi velike znachennya mayut pri vivchenni diyalnosti zhivih organizmiv ta obminu rechovin u nih Pri provedenni takih doslidzhen v yizhu dodayut neveliku kilkist radioaktivnih rechovin Peremishayuchi vzdovzh tila lichilnik mozhna viznachiti v yaki chastini organizmu i z yakoyu shvidkistyu potraplyaye toj chi inshij himichnij element Micheni atomi shiroko zastosovuyut dlya vivchennya zhittya roslin Napriklad za dopomogoyu michenogo radioaktivnogo fosforu mozhna viznachiti yak fosfor potraplyaye u roslinu yak peremishayetsya v nij i v yakih miscyah zoseredzhuyetsya Zastosuvannya u medicini Vlastivist himichnih elementiv koncentruvatisya v riznih tkaninah ta chastinah organizmu lezhit v osnovi zastosuvannya michenih atomiv u biologiyi i osoblivo v medicini Napriklad poglinannya jodu shitopodibnoyu zalozoyu vstanovleno za dopomogoyu michenih atomiv jodu Micheni atomi zaliza dozvolyayut viznachiti zagalnij ob yem krovi v organizmi Dlya cogo u venu tvarini vvodyat pevnu kilkist krovi z radioaktivnim zalizom Cherez deyakij chas u ciyeyi tvarini berut taku samu kilkist krovi Vidnoshennya radioaktivnim zalizom u vzyatij i vvedenij krovi dorivnyuye vidnoshennyu kilkosti vvedenoyi krovi do yiyi zagalnoyi kilkosti Micheni atomi dopomagayut viznachiti rozmishennya zloyakisnih puhlin v organizmi sho znachno polegshuye robotu hirurgiv Dosyagnuto pershih uspihiv u borotbi z rakom riznih organiv lyudskogo organizmu Naukovi i medichni ustanovi Ukrayini shiroko vikoristovuyut micheni atomi dlya doslidzhennya obminu rechovin u zhivih organizmah i dlya likuvannya hvorob Tak napriklad utochneno dani pro himichnij sklad golovnogo mozku vivcheno okremi etapi obminu rechovin u golovnomu mozku tosho Provodyatsya doslidi nad vivchennyam umov rodyuchosti gruntiv Doslidzheno proces fosfornogo zhivlennya molodih derevnih roslin i vstanovleno sho fosfor bilshe poglinayetsya molodim listyam a pislya osinnogo listopadu chastkovo vhodit u grunt Zastosuvannya michenih atomiv vzagali dalo mozhlivist viznachiti yak same fosfor zasvoyuyetsya korenevoyu sistemoyu i poverhneyu listya roslin Vstanovleno v yaki periodi rozvitku slid vnositi dlya bagatoh silskogospodarskih kultur Zastosuvannya v arheologiyi Micheni atomi vikoristovuyut dlya viznachennya chasu z momentu zagibeli tvarin ta roslin i dlya viznachennya viku starodavnih poselen V atmosferi pid diyeyu kosmichnih nejtroniv utvoryuyetsya radioaktivnij vuglec 14C 14N n 14C 1H Period napivrozpadu 14C stanovit 5 700 rokiv Spivvidnoshennya mizh stijkim 12C i radioaktivnim 14C izotopami vuglecyu v organizmi take zh yak i v atmosferi tobto 1 g vuglecyu mistit blizko 5 1010 radioaktivnih atomiv 14C V mertvomu organizmi obmin vuglecem mizh organizmom i atmosferoyu pripinyayetsya Tomu vnaslidok rozpadu radioaktivnih atomiv vuglecyu vidnosna kilkist u zagiblomu organizmi z chasom zmenshuyetsya Spivvidnoshennya mizh izotopami 14C i 12C i period napivrozpadu 14C dayut mozhlivist viznachiti chas zagibeli tvarin i roslin a otzhe i vik starodavnih poselen Micheni atomi dali mozhlivist utochniti znachnu kilkist himichnih reakcij zokrema pri dobuvanni sintetichnogo benzinu rozv yazati pitannya pro rol katalizatoriv pro procesi peregonki kristalizaciyi peremishuvannya i bagato inshih procesiv utochniti i vidkriti novi procesi yaki vidbuvayutsya v zhivih organizmah U gidrogeologiyi Micheni atomi zastosovuyutsya dlya viznachennya shvidkosti ruhu pidzemnih vod div Vodonosnij gorizont Galuz zastosuvannya michenih atomiv z kozhnim dnem rozshiryuyetsya Div takozhMetod radioaktivnih kulLiteraturaUkrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Dyachenko P E Primenenie radioaktivnyh izotopov M 1958 Vsesoyuznaya nauchnotehnicheskaya konferenciya po primeneniyu radioaktivnyh izotopov v narodnom hozyajstve i nauke Tezisi dokladov M 1957 Glosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0