什么是同位素?
同位素是同一元素的不同形式。同位素是具有不同质量数的同一元素的原子。也就是说,在元素的同位素中。质子的数量保持不变,但中子的数量发生变化。元素原子核中的质子数唯一标识该元素。然而,元素可以具有任意数量的中子。元素原子核中质子和中子的总数就是它的质量数。因此,每种元素的同位素具有不同的质量数。作为一个例子,考虑元素碳。碳同位素共有三种:12 C 6、13 C 6和14 C 6– 它们的质量数分别为 12、13 和 14。碳的原子序数为6,这意味着每个碳原子含有六个质子。结果,碳同位素中的中子数分别为 6、7 和 8。
食品辐照
一些放射性物质发出的辐射可用于杀死各种食品上的微生物,从而延长其保质期。西红柿、蘑菇、豆芽和浆果均经过钴 60 或铯 137 排放物的辐照。这种接触可以杀死许多导致腐败的细菌,从而使产品保质期更长。鸡蛋以及一些肉类,如牛肉、猪肉和家禽,都可以进行辐照。辐照食品不会使食品具有放射性。
医学应用
放射性同位素具有广泛的医学应用,包括疾病和疾病的诊断和治疗。
甲状腺功能也可以使用 Technetium-99 进行测试。使用适当的放射性同位素,可以以类似的方式对骨骼、心脏、大脑、肝脏、肺和许多其他器官进行成像。
治疗应用的目标是优先杀死患病组织,通常需要更高的剂量。例如,如果发现甲状腺肿瘤,输注大量碘 131(数千雷姆,而不是少于 40 雷姆的诊断剂量)可能有助于破坏肿瘤细胞。同样,放射性锶不仅用于检测,还用于缓解与骨癌相关的疼痛。
除了直接将放射性同位素应用于病变组织外,一些同位素的伽马射线发射还可以直接射向要破坏的组织。Cobalt-60 是适合此类手术的极佳同位素。
正电子发射断层扫描 (PET)
正电子发射断层扫描 (PET) 扫描可测量重要的身体功能,例如血流量、耗氧量和葡萄糖利用率。收集的数据可帮助医生确定器官和组织的功能状况。
PET放射性核素是半衰期短的同位素,例如碳11(20分钟)、氮13(10分钟)、氧15(2分钟)和氟18(110分钟)。这些放射性核素与人体通常使用的化合物混合,例如葡萄糖(或葡萄糖的变体)、水或氨。这些标记的化合物被称为放射性示踪剂。在某些情况下,患者必须呼吸标有“Oxy-15”的氧气。
一些放射性同位素的用途表
同位素 | 用途 |
镁-24 | 许多家庭和企业的烟雾探测器使用这种材料来评估干燥油漆样品中的有毒铅含量,以确保钢铁和造纸等轧制过程中的厚度均匀,并帮助确定应在何处钻油井。 |
镉109 | 分析金属合金以进行库存控制和废料分类。 |
钙47 | 研究哺乳动物细胞功能和骨形成的生物医学研究人员将从这一发现中受益匪浅。 |
锎-252 | 用于检查航空行李中是否隐藏爆炸物,测定道路和建筑行业土壤的水分含量,以及测量土壤中储存材料的水分。 |
碳14 | 重要的研究工具。通过确保潜在新药的代谢而不会形成有害副产物来帮助研究。生物研究、农业、污染控制和考古学都使用它。 |
铯137 | 用于治疗癌性肿瘤,测量放射性药物的正确患者剂量,测量和控制石油管道中的液体流量,告诉研究人员油井是否被沙子堵塞,并确保食品、药品包装的适当填充水平。 |
铬51 | 用于红细胞存活的研究。 |
钴57 | 作为示踪剂,它用于诊断恶性贫血。 |
钴60 | 对手术器械进行消毒并提高工业燃油燃烧器的安全性和可靠性。癌症治疗、食品辐照、测量仪和放射线照相都使用它。 |
铜67 | 当单克隆抗体注射到癌症患者体内时,它有助于抗体结合并破坏肿瘤。 |
锔244 | 在采矿业中,它用于分析从矿坑中挖掘出的材料以及钻井作业中产生的泥浆。 |
镓67 | 用于进行医疗诊断 |
碘123 | 它通常用于诊断甲状腺疾病和其他代谢疾病,包括脑功能。 |
碘125 | 用于临床测试和诊断甲状腺疾病的重要诊断工具。该术语也用于生物医学研究。 |
碘131 | 甲状腺疾病用这种药物治疗。(格雷夫斯病) |
铱192 | 它用于测试管道焊缝、锅炉和飞机部件的完整性,以及近距离治疗/肿瘤照射。 |
铁55 | 检测空气中硫的存在并分析电镀溶液。它用于代谢研究。 |
氪85 | 洗衣机、烘干机、音响和咖啡机等电器中的指示灯用于确定薄塑料和金属板、橡胶、纺织品和纸张的厚度,以及测量灰尘和污染物水平。
用于爆炸物检测、电子设备中的电压调节器和电流浪涌保护器以及气相色谱仪中的电子捕获检测器。 |
镍63 | 用于爆炸物检测、电子设备中的电压调节器和电流浪涌保护器以及气相色谱仪中的电子捕获检测器。 |
磷32 | 该术语用于分子生物学和遗传学研究。 |
磷33 | 自 1972 年以来,它已为 20 多艘 NASA 航天器提供动力。 |
钚238 | 减少照相胶片和其他材料制造过程中的静电。 |
钋210 | 用于测量电热毯恒温器中薄塑料、薄金属板、橡胶、纺织品和纸张的厚度。 |
钷147 | 用于测量电热毯恒温器中薄塑料、薄金属板、橡胶、纺织品和纸张的厚度。 |
镭226 | 提高避雷针的效率 |
硒75 | 在生命科学研究中,它用于蛋白质研究。 |
钠-24 | 工业管道和油井研究中的泄漏检测。 |
锶85 | 它用于研究骨形成和代谢。 |
锶90 | 测量仪表用于学校、军队和应急管理机构。传感器和医疗也是这种材料的应用。 |
硫35 | 该术语用于遗传学和分子生物学研究。 |
锝-99 | 核医学诊断研究中最常用的放射性药物。对于大脑、骨骼、肝脏、脾脏和肾脏成像以及血流研究,使用了各种化学形式。 |
铊201 | 在核医学中,它用于核心脏病学和肿瘤检测。 |
铊204 | 测量滤纸上的灰尘和污染物水平,并测量塑料、金属板、橡胶、纺织品和纸张的厚度。 |
钍229 | 它可以延长荧光灯的使用寿命。 |
钍230 | 彩色釉料和玻璃器皿提供颜色和荧光。 |
氚 | 生物医学研究的重要工具。用于生命科学和药物代谢研究,确保自发光飞机和商业出口标志的发光表盘、仪表和手表的潜在新药的安全,以及地质勘探和水文学。 |
铀234 | 用于为牙冠和假牙等牙科固定装置提供自然的颜色和亮度。 |
铀235 | 用于制造荧光玻璃器皿、各种彩色釉料和墙砖,以及核电站和海军核推进系统的燃料。 |
氙133 | 在核医学中,它用于研究肺通气和血流。 |