Ботаник 

Анагаах ухаанд цацраг идэвхт изотопын хэрэглээ. Хураангуй: физикт цацраг идэвхт байдлын үзэгдэл

Цацраг идэвхжилатом нь тогтворгүй байдалд байгаа олон бодисын байгалийн шинж чанар юм. Химийн элемент бүрийн атом нь түүнд багтсан протон ба электронуудын хатуу тодорхой тоогоор тодорхойлогддог ч атомын цөм дэх нейтроны тоо янз бүр байж болох тул атомын жин (протон ба нейтроны нийлбэрээр тодорхойлогддог. цөм) нь ижил элементийн атомуудын хувьд өөр байж болно.

Эдгээрийн холимог атомууд, изотопууд гэж нэрлэгддэг аль ч хэсэгт тодорхой хувь хэмжээгээр агуулагддаг цэвэр бодис(ялангуяа төмөр, манган, кобальт гэх мэт металлуудад). Цацраг идэвхт цацраг нь тогтворгүй атомын цөмүүдийн задралын үр дүнд илүү тогтвортой элементүүд болдог. Химийн элемент бүр нь байгалийн цацраг идэвхт байдлын маш тодорхой түвшинд тодорхойлогддог.

Олон бий байгалийн цацраг идэвхт бодис, тэдгээр нь амьд эдэд иончлол үүсгэх чадвартай мужид ялгардаг. Түүхэнд бүх цацраг идэвхт цацрагийг шинж чанараас нь хамааруулан a-, b-, y-цацрагт хуваадаг заншил бий. Альфа тоосонцор нь тогтворгүй радионуклидын задралын үед ялгардаг гелийн атомын цөм юм.

Хэдийгээр олон байдаг гэдгийг санах нь зүйтэй цацраг идэвхт цацрагийн шинж чанарЦацрагийн долгионы үзэл баримтлалд үндэслэн тайлбарласан бөгөөд цацраг бүр нь нэгэн зэрэг бөөмсийн урсгал юм. Энэ үүднээс авч үзвэл a- болон b-цацрагуудын мөн чанарыг ойлгоход хялбар байдаг. Иймд a-цацраг нь хүнд эерэг цэнэгтэй гелий атомуудын урсгал, b-цацраг нь устаж үгүй ​​болохуйц жижиг масстай сөрөг цэнэгтэй электронуудын урсгал юм. Гамма цацраг нь өмнөх төрлийн цацрагуудаас ялгаатай нь ямар ч цэнэг агуулдаггүй.

Хэдийгээр энэ бүхэн гурван төрлийн цацрагАмьд эдэд ионжуулалт үүсгэх чадвартай y-цацраг нь цацрагийн эмчилгээнд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Анагаах ухаанд 60 атомын жинтэй кобальтын тогтворгүй изотопыг маш өргөн ашигладаг бөгөөд энэ нь y-цацрагаар нэг нейтроноо алдаж, 59 атомын жинтэй тогтвортой изотоп болж хувирдаг.

Энэ тохиолдолд цацрагийн шинж чанар урвалуудмаш тогтвортой бөгөөд задралын тоо өөрчлөгдөөгүй тул 5.33 жилийн дотор энэ цацраг идэвхт элементийн хагас масс нь тогтвортой хэлбэрт шилждэг бөгөөд энэ нь 60 Co-ийн хагас задралын хугацааг тодорхойлдог. Тодорхой элементийн хагас задралын хугацааг мэдэх нь онолын болон эмнэлзүйн ажлыг төлөвлөхөд маш чухал юм.

Учир нь янз бүрийн элементүүдЭнэ хугацаа нь хэдэн секундээс хэдэн зуун мянган жил хүртэл үргэлжилдэг. Илүү тохиромжтой элементүүд олдох хүртэл анагаах ухааны практикт эрчимтэй ашиглагдаж байсан радиумын хагас задралын хугацаа 1620 жил байдаг, өөрөөр хэлбэл ийм цацрагийн эх үүсвэрийг ашиглах үед бараг солих шаардлагагүй байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ цацрагийн шинж чанар нь эмнэлгийн зориулалтаар илүү тохиромжтой байдаг тул бета тоосонцор буюу электроныг одоо анагаах ухаанд улам бүр ашиглаж байна.

Бусад нь одоогоор судалж байна атомын бөөмс, Тэд онолын хувьд сонирхолтой биологийн нөлөө үзүүлж болох юм. тухай юмнейтрон, протон, пи-мезонуудын тухай.

Хэдийгээр нээгдсэнээс хойш радиумКюригийн эхнэр, нөхрийн эмч нар голчлон байгалийн гаралтай цацраг идэвхт эх үүсвэрийг ашигласан нь орчин үеийн өндөр энергийн физикийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бүхэл бүтэн цувралхиймэл эх үүсвэр ба изотопууд. Эдгээр радионуклидууд нь ихэвчлэн бөмбөгдөлтөөр үүсдэг цөмийн реакторууд байгалийн материалхүнд хэсгүүд.

Давуу тал хиймэл цацрагийн эх үүсвэрЭнэ нь y-цацрагийн болон хагас задралын хугацааны хамгийн тохиромжтой шинж чанар бүхий материалыг ийм аргаар олж авах боломжтой юм.

Шинэ бүтээн байгуулалт оношлогооны аргууд, Жишээ нь радиоизотопын сканнерЭмчилгээний шинэ арга барилыг нэвтрүүлэх нь тодорхой шинж чанартай хиймэл цацрагийн эх үүсвэрийг бий болгохыг шаарддаг. Эмчилгээний хувьд хаалттай, нээлттэй эх сурвалжийн шинэ төрлийг бий болгох шаардлагатай байна. Битүүмжилсэн эх үүсвэрийг ашиглах нь цацраг идэвхт материалыг тусгаарлагч саванд (жишээлбэл, цацраг идэвхт цезий эсвэл радий агуулсан цагаан алт зүү) байрлуулах явдал юм.

Энэ тохиолдолд нэвтрүүлэх боломжтой цацраг идэвхт бодисцацрагаар цацах шаардлагатай эд эсүүдэд яг нарийн шингээж, тодорхой хугацааны дараа биеэс зайлуулна.

Нээлттэй цацраг идэвхт эх үүсвэр, жишээлбэл, би амаар эсвэл тарилга хийдэг. Тэд цусны урсгал руу нэвтэрч, зорилтот эрхтэнд хуримтлагддаг (иодын хувьд, цацраг идэвхт цацраг нь хавдрын эд, булчирхайн хэвийн эдэд нөлөөлдөг бамбай булчирхайд). Сүүлчийн тохиолдолд изотопуудыг дахин ашиглах боломжгүй нь тодорхой байна.

Нээлттэй эх сурвалжуудоношлогоонд өргөн хэрэглэгддэг (цацраг идэвхт технециум - яс, тархины оношлогооны сканнер). Эмчилгээний хувьд хамгийн сайн мэддэг хэрэглээ бол бамбай булчирхайн хорт хавдрыг эмчлэхэд иодын цацраг идэвхт изотопыг (ихэвчлэн 131 I) ашиглах явдал юм. Изотопыг амаар авч, бамбай булчирхайд сонгомол хуримтлуулж, ойр орчмын эрхтэн, эд эсэд нөлөөлөхгүйгээр "дотоод" өндөр эрчимтэй цацраг туяагаар хангадаг. Бага алдартай жишээЭнэ нь байнгын полицитеми улаан эсвэл полицитеми вера өвчний үед ясны чөмөгт цацраг идэвхит фосфор (32 P) хэрэглэх явдал юм.

бүхий эмчилгээ радионуклид ашиглахсонгомол, үр ашигтай, харьцангуй бага хоруу чанараар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь хөнгөвчлөх эмчилгээ зэрэг олон удаа хэрэглэх боломжийг олгодог. Эдгээр эмчилгээний хязгаарлалт нь өвчтөнүүдийг тусгаарлагдсан өрөөнд байлгах хэрэгцээ, цацраг идэвхт хог хаягдлыг хадгалахад бэрхшээлтэй байдаг. Үүнээс гадна орчин үеийн туяа эмчилгээний олон аргууд нэлээд үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч сүүлийн үед эмнэлзүйн практикт онкологийн өвчний эмчилгээнд ил цацраг идэвхт эх үүсвэрийг ашиглах заалтуудын тоо жилээс жилд нэмэгдэж байна.

Эмнэлзүйн практикт байгалийн сонголт хийх эсвэл хиймэлхийгдэж буй ажлаас хамаарна. Жишээлбэл, цацраг идэвхт бодис агуулсан зүүг хавдрын эдэд ойрхон эсвэл бүр дотор нь суулгасан завсрын суулгацад өмнө нь хэрэглэж байсан радийн оронд цацраг идэвхт цезийг ашиглах нь улам бүр нэмэгдсээр байна.

Ради нь тодорхойлогддог нь баримт юм маш өндөр цацраг идэвхжил(секундэд цацраг идэвхт задралын тоо), түүнтэй ажиллахдаа энэ эмчилгээг хийж буй эмнэлгийн ажилтнуудыг хамгаалахад маш их анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Цезийн цацрагийн идэвхжил хамаагүй бага тул түүнтэй ажиллахад цацраг туяанаас хамгаалах цаг хугацаа, мөнгөний зардал мэдэгдэхүйц бага байх болно.

Цацраг идэвхит изотопуудмөн гаднах цацрагийн эх үүсвэрт (гадны цацраг туяа эмчилгээ) ашигладаг. Бараг бүх том онкологийн төвүүд алсын зайн гамма эмчилгээ хийх төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байдаг, учир нь олон хавдар нь хангалттай гүнд байрладаг тул шууд суулгац (брахитерапи) ашиглан цацрагаар туяарах боломжгүй байдаг. Одоогийн байдлаар хамгийн өргөн хэрэглэгддэг гадаад цацрагийн эх үүсвэр нь 60Co цацраг идэвхт изотоп бөгөөд өндөр энергитэй y-туяа (ойролцоогоор 1.2 МэВ энергитэй) ялгаруулдаг бөгөөд гүний хавдарт хүрэх хангалттай нэвтрэх чадалтай.

Хугацаа кобальтын хагас задралын хугацаа-60 5.3 жил байдаг тул түүн дээр суурилсан эх үүсвэр нь изотопыг солихгүйгээр 3-4 жил ажиллах боломжтой.

Уламжлалт кобальт буунь цөмийн реакторт үйлдвэрлэсэн, хамгаалалтын бүрхүүлд байрлуулсан 60 Co-ийн цилиндр хэлбэртэй эх үүсвэр юм. Ашиглах замаар энгийн механизмэх сурвалж руу шилждэг ажлын байрэмчилгээнд шаардагдах хугацаанд, дараа нь хамгаалалтын бүрхүүл дотор татна.

Ушакова А.А. 1

Гришина В.С. 1

1 Хотын захиргаа боловсролын байгууллагаЗаречный хотын дүүрэг "4-р дунд сургууль"

Бүтээлийн текстийг зураг, томъёололгүйгээр нийтэлсэн.
Бүрэн хувилбаражлыг "Ажлын файлууд" табаас PDF форматаар авах боломжтой

ТАНИЛЦУУЛГА

Судалгааны хамаарал.Би үүнд итгэж байна судалгааны ажилөнөөдөр хамааралтай. -д гарч ирсэн XIX сүүлзуун цөмийн физик, хурдацтай хөгжил нь атомыг бий болгоход хүргэсэн ба устөрөгчийн зэвсэг, аль хэдийн 20-р зууны дунд үед хүн төрөлхтний оршин тогтнох аюулын талаар олон нийтийг чанга дуугаар ярихыг албадсан. Гэхдээ цөмийн задрал, цацраг идэвхт бодисын энергийг бүтээхэд ашиглаж болно. Жишээлбэл, радиоизотопуудыг янз бүрийн үйлдвэрүүдэд ашигладаг шинжлэх ухааны судалгаамөн анагаах ухаанд.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээнд металлургийн (цутгамал), цаас, химийн болон зам барилгын салбарт согог илрүүлэх, шалгах үйл явц орно.

Орчин үеийн анагаах ухаанд цацраг идэвхт бодис, атомын цөмийн шинж чанарыг оношлох, эмчлэхэд ашигладаг цөмийн анагаах ухаан гэсэн шинэ чиглэл бий болсон. янз бүрийн бүс нутагшинжлэх ухаан, практик анагаах ухаан. Цөмийн анагаах ухаан нь амьдралын үйл явцыг судлах, өвчнийг оношлох, эмчлэх шинэ аргуудаар баяжуулсан. Дэлхий даяар радионуклидийн жилийн үйлдвэрлэлийн 50 гаруй хувийг түүний хэрэгцээнд зарцуулдаг. Цөмийн анагаах ухаанд радионуклидуудыг голчлон радиофармацевтик (RPs) хэлбэрээр ашигладаг.

Цацраг идэвхт цацраг нь гайхалтай аюултай, үл ойлгогдох зүйл биш гэдгийг хүмүүс ойлгох ёстой, харин эсрэгээр цацраг идэвхт үзэгдлийг хэдий чинээ их судлах тусам түүний шинж чанарыг хүний ​​ашиг тусын тулд илүү ухамсартай ашиглаж болно.

Судалгааны асуудал.Ахлах сургуулийн сурагчид радиоизотопын талаар болон хүний ​​үйл ажиллагааны янз бүрийн салбарт ашиглах талаар хангалттай мэдлэгтэй байдаггүй.

Судалгааны сэдэв.Цацраг идэвхт изотопууд ба тэдгээрийн хэрэглээний талбарууд.

Судалгааны зорилго.Цацраг идэвхт изотопууд гэж юу вэ, тэдгээр нь ямар шинж чанартай байдаг, тэдгээрийг хүний ​​ашиг тусын тулд хэрхэн ашиглаж болохыг олж мэдээрэй.

Энэ зорилттой холбогдуулан дараахь асуудлыг шийдвэрлэх шаардлагатай байв. даалгавар:

Атомын цөмийн бүтэц, цацраг идэвхт байдлын үзэгдэл, цацраг идэвхт изотопуудын талаархи мэдлэгийг өргөжүүлэх.

Тусгай ном зохиол, онлайн эх сурвалжаас олж мэдээрэй одоогийн байдализотоп үйлдвэрлэх үйл явдал, амжилт, асуудал.

"Г.О. Заречный реакторын материалын хүрээлэн" ХК-ийн радиоизотопыг үйлдвэрлэх, хүний ​​амьдралын янз бүрийн салбарт ашиглах үйл ажиллагааны талаархи мэдээллийг олж авна уу.

Энэ сэдвээр арга зүйн зөвлөгөө авах “IRM” ОА-ийн ажилтантай уулзалт зохион байгуулах.

МКОУ-ын 4-р дунд сургуулийн 8-11-р ангийн сурагчдад зориулсан “Цацраг идэвхт изотоп хүний ​​үйлчлэлд” хичээлийн цагийг бэлтгэн явуулна.

Залуу үеийнхэнд “Цацраг идэвхжил. Цацраг идэвхт изотопууд”, “Радионуклидын бүтээгдэхүүн”.

Хүний үйл ажиллагааны янз бүрийн салбарт радиоизотопыг ашиглах хэрэгцээг харуул.

Судалгааны практик ач холбогдол.Энэхүү судалгааны төслийг хими, физикийн хичээлд “Цацраг идэвхжил. Изотопууд. Цацраг идэвхит изотопууд".

Ажлын бүтэц, хамрах хүрээ.Судалгааны төсөл нь оршил, 7 бүлэг, дүгнэлт, ашигласан эх сурвалжийн жагсаалт, хавсралт No1,2,3,4,5-аас бүрдэнэ. Төслийн текст нь 3 зурагтай.

СУДАЛГААНЫ ХЭСЭГ

1. “Изотопууд” гэсэн ойлголт.

Изотопууд (эртний Грекийн Ισος - "тэнцүү", "ижил", τόπος - "газар") нь ижил атомын (дан) дугаартай, гэхдээ нэгэн зэрэг өөр өөр масстай химийн элементийн атомын (болон цөм) сортууд юм. тоо (1.1-р зургийг үз). Энэ нэр нь нэг атомын бүх изотопуудыг D.I хүснэгтийн нэг байранд (нэг нүдэнд) байрлуулсантай холбоотой юм. Менделеев.

Нэг элементийн бүх изотопууд нь ижил цөмийн цэнэгтэй бөгөөд зөвхөн нейтроны тоогоор ялгаатай байдаг. Ихэвчлэн изотопыг өөрийн харьяалагдах химийн элементийн тэмдгээр тэмдэглэж, массын тоог (жишээ нь, 12 C, 222 Rn) харуулсан зүүн талын дээд тэмдгийг нэмдэг. Та мөн элементийн нэрийг зураасаар тэмдэглэсэн массын дугаарыг бичиж болно (жишээлбэл, нүүрстөрөгч-12, радон-222). Зарим изотопууд нь уламжлалт зөв нэртэй байдаг (жишээлбэл, дейтерий, актинон) 2017 оны 3-р сарын байдлаар бүх элементийн 3437 изотоп мэдэгдэж байна.

Илрүүлсэн изотопын тоогоор АНУ (1237), Герман (558), Их Британи (299), ЗХУ/Орос (247), Франц (217) удаалж байна. 10 жилийн хугацаанд (2006-2015 оныг оруулаад) физикчид жилд дунджаар 27 изотоп илрүүлжээ. Аливаа изотопын нээлтийн зохиогч эсвэл хамтран зохиогч байсан эрдэмтдийн нийт тоо 3598 хүн байна.

2. “Радионуклид” гэсэн ойлголт.

Цөм нь тогтворгүй, цацраг идэвхт задралд ордог нуклидууд. Ихэнх мэдэгдэж байгаа нуклидууд нь цацраг идэвхт байдаг (3000 гаруй нуклидын зөвхөн 300 орчим нь тогтвортой, шинжлэх ухаанд мэдэгддэг). 43 эсвэл 61 буюу 82-аас дээш цэнэгийн дугаартай бүх нуклидууд цацраг идэвхт бодис; харгалзах элементүүдийг дуудна цацраг идэвхт элементүүд. Бусад цэнэгийн дугаартай радионуклидууд байдаг (1-ээс 42 хүртэл, 44-өөс 60 хүртэл, 62-аас 82 хүртэл). Радионуклидууд нь цацрагийн энерги, хагас задралын хугацаанд бие биенээсээ ялгаатай байдаг.

Байгальд байдаг цацраг идэвхт изотопуудыг байгалийн гэж нэрлэдэг, тухайлбал 40 К. 1934 онд Францын эрдэмтэн Ирен, Фредерик Жолио-Кюри нар цацраг идэвхт изотопыг зохиомлоор үүсгэж болохыг нээсэн. цөмийн урвалууд. Ийм изотопуудыг хиймэл гэж нэрлэдэг.

Цөмийн реактор ба хурдасгуурыг ихэвчлэн хиймэл цацраг идэвхт изотопыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. энгийн бөөмс. Дараа нь бүх хиймэл изотопууд химийн элементүүд. Одоогийн байдлаар нийтдээ 3000 орчим цацраг идэвхт изотопууд мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн 300 нь байгалийн юм.

3. Цацраг идэвхт изотопын худалдаа.

Изотопуудын дор хаяж тал нь эмнэлгийн зориулалттай (үлдсэн хэсэг нь үйлдвэрлэл, шинжлэх ухааны судалгаанд зориулагдсан).

Сүүлийн 3 жилийн хугацаанд дэлхийн хиймэл цацраг идэвхт изотопын экспорт, импортын хэмжээ жилд 1 тэрбум гаруй доллар болж байна. Экспортлогчдын жагсаалтыг Канад, АНУ, Нидерланд, Бельги, Герман тэргүүлдэг. Импортлогчдын жагсаалтыг АНУ, Япон, Герман, Англи, Хятад тэргүүлдэг.

Өнөөдөр Орос улс дэлхийн экспортын 6%, импортын 1% -ийг бүрдүүлдэг. Динамик олон улсын худалдааОХУ-ын IRI-ийг зурагт үзүүлэв (Хавсралт No1). 15 жилийн хугацаанд экспортын өсөлт нь тодорхой харагдаж байна - гурав дахин их! Сүүлийн жилүүдэд импорт тогтвортой байгаа.

ОХУ-ын Иран руу экспортлох гол чиглэл нь барууны орнууд бөгөөд Их Британи 50 орчим хувьтай тэргүүлдэг. Хоёрдугаарт АНУ, гуравдугаарт Герман, дөрөвдүгээрт Хятад оржээ.

Орос улс гадаадаас голчлон цацрагийн эм, эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийн цацрагийн эх үүсвэр худалдаж авдаг; Гол нийлүүлэгчид нь Герман, АНУ юм.

4. Цацраг идэвхт изотопын хэрэглээ.

Одоогийн байдлаар цацраг идэвхт изотопуудыг шинжлэх ухааны янз бүрийн салбарт өргөн ашиглаж байна практик үйл ажиллагаа: технологи, анагаах ухаан, хөдөө аж ахуй, харилцаа холбоо, цэргийн талбар болон бусад. Энэ тохиолдолд хаяглагдсан атомын аргыг ихэвчлэн ашигладаг.

4.1. Радиоизотопыг анагаах ухаанд хэрэглэх.

Изотопууд, ялангуяа цацраг идэвхт бодис нь орчин үеийн анагаах ухааны практикт өргөн хэрэглэгддэг.

Дэлхий болон Орос улсад изотопын оношлогоонд позитрон ялгаралтын томограф (PET) улам бүр чухал болж байна.

Цагаан будаа. 4.1.1 Позитрон ялгаралтын томографийн төхөөрөмж

Тиймээс 11 C, 13 N, 15 O, 18 F гэх мэт уламжлалт радиоизотопууд төдийгүй генераторын изотопууд 68 Ga, 82 Rb, түүнчлэн хамгийн сүүлийн үеийн оношлогооны технологид ирээдүйтэй изотопуудын хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэж байна. позитрон ялгаруулалт болон компьютерийн томографийг хослуулан 38 K, 45 Ti, 62 Cu, 64 Cu, 75 Br, 76 Br, 94m Tc болон 124 I.

Цацраг идэвхт изотопууд дээр суурилсан эмчилгээний аргуудыг боловсруулж байна, жишээлбэл, хорт хавдрын лимфома, бамбай булчирхайн хорт хавдар гэх мэт эсрэг тэмцэхэд онцгой үр дүнтэй байдаг радионуклидын нээлттэй эх үүсвэр бүхий туяа эмчилгээ.

131 Би бол хамгийн өргөн хэрэглэгддэг эмчилгээний изотоп (Европод жил бүр - 90,000 ГБкв (нэг беккерель нь секундэд дунджаар нэг цацраг идэвхт задрал гардаг эх үүсвэрийн идэвхжил гэж тодорхойлогддог)), Орост - ойролцоогоор 2000 GBq). Иод эмчилгээ нь бамбай булчирхайн хорт хавдрын хүнд хэлбэрээс өөр арга байхгүй.

Радиоиммун эмчилгээ нь түүний үүсэх, хөгжлийн эхний үе шатанд 131 I эмийг ашиглан хийгдсэн боловч сүүлийн арван жилд 90 Y-ийн сонирхол эрс нэмэгдсэн.

Сүүлийн 10-15 жилийн хугацаанд 103 Pd буюу 125 I бүхий бичил эх үүсвэрийг (брахи эмчилгээ) хэрэглэх чиглэлүүдийн нэг нь түрүү булчирхайн хорт хавдар болон бусад зарим онкопатологийн эмчилгээ юм. Одоогийн байдлаар 131 Cs нь брахитерапийн хувьд ирээдүйтэй изотоп юм.

Оношлогоо, эмчилгээний зориулалттай радиофармацевтикуудад богино хугацааны цацраг идэвхит изотопууд руу шилжсэн. 198 Au, 131 I, 125 I, 203 Hg, 197 Hg гэх мэт эмнэлгийн стандарт изотопуудыг ашиглахын зэрэгцээ хагас задралын хугацаа багатай тэдгээрийн орлуулагчид улам бүр нэмэгдэж байна. дахь хүлээн зөвшөөрөгдөх байдал нэмэгдэж байна судалгааны үйл ажиллагааболон эмнэлзүйн практикт, богино хугацааны 99м Tc, 123 I, 13 N, 15 O, 11 C, 18 F, 77 Br, 68 Ga, 81m Kr гэх мэт эмийн бэлдмэлийг хүлээн авдаг.

4.2. Радиоизотопыг үйлдвэрлэлд хэрэглэх.

Цацраг идэвхт изотопын хэрэглээ нь аж үйлдвэр, үйлдвэрлэлийн судалгаанд өргөн хүрээтэй байдаг. Үүний нэг жишээ бол дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн поршений цагирагийн элэгдлийг хянах дараах арга юм. Поршений цагиргийг нейтроноор цацруулж, дотор нь цөмийн урвал үүсгэж, цацраг идэвхит бодис үүсгэдэг. Хөдөлгүүр ажиллаж байх үед цагирагны материалын хэсгүүд тосолгооны тос руу ордог. Хөдөлгүүрийн тодорхой хугацааны дараа газрын тосны цацраг идэвхт байдлын түвшинг шалгаснаар цагирагийн элэгдлийг тодорхойлно. Цацраг идэвхт изотопууд нь металлын тархалт, тэсэлгээний зуухны үйл явц гэх мэтийг шүүх боломжийг олгодог.

Цацраг идэвхт эмийн хүчтэй гамма цацрагийг металл цутгамал доторх согогийг илрүүлэхийн тулд тэдгээрийн дотоод бүтцийг судлахад ашигладаг.

4.3. Хөдөө аж ахуйд радиоизотопын хэрэглээ.

Цацраг идэвхт изотопуудыг хөдөө аж ахуйд улам бүр ашиглаж байна. Ургамлын үрийг (хөвөн, байцаа, улаан лууван гэх мэт) цацраг идэвхт эмээс бага тунгаар гамма туяагаар цацах нь ургац мэдэгдэхүйц нэмэгдэхэд хүргэдэг. Их тунгаарЦацраг туяа нь ургамал, бичил биетний мутаци үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зарим тохиолдолд шинэ үнэ цэнэтэй шинж чанартай мутантууд (радио сонголт) үүсэхэд хүргэдэг. Ингэж л улаан буудай, шош болон бусад үр тарианы үнэ цэнэтэй сортуудыг гаргаж авч, антибиотик үйлдвэрлэхэд ашигладаг өндөр үр ашигтай бичил биетүүдийг гаргаж авсан юм. Цацраг идэвхт изотопын гамма цацрагийг хортой шавьжтай тэмцэх, хоол хүнс хадгалахад ашигладаг. Хөдөө аж ахуйн технологид "хаягласан атомууд" өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, аль фосфорын бордоо ургамалд илүү сайн шингэж байгааг мэдэхийн тулд янз бүрийн бордоог цацраг идэвхт фосфор 32 P гэж тэмдэглэсэн байдаг. Дараа нь ургамалд цацраг идэвхт бодис байгаа эсэхийг шалгаж үзэхэд янз бүрийн төрлийн бордооноос шингэсэн фосфорын хэмжээг тодорхойлох боломжтой. .

4.4. Археологи, геологи дахь радиоизотопын хэрэглээ.

Цацраг идэвхт бодисын нэгэн сонирхолтой хэрэглээ бол цацраг идэвхт изотопын агууламжаар археологи, геологийн олдворуудыг он цагийг тогтоох арга юм. Болзох хамгийн түгээмэл арга бол радиокарбон болзоо юм. Сансрын туяанаас үүдэлтэй цөмийн урвалын улмаас агаар мандалд тогтворгүй нүүрстөрөгчийн изотоп гарч ирдэг. Энэ изотопын багахан хувь нь ердийн тогтвортой изотопын хамт агаарт байдаг. Ургамал болон бусад организмууд агаараас нүүрстөрөгчийг авч, хоёр изотопыг агаартай ижил хэмжээгээр хуримтлуулдаг. Ургамал үхсэний дараа нүүрстөрөгчийн хэрэглээгээ зогсоож, тогтворгүй изотоп нь 5730 жилийн хагас задралын хугацаатай β задралын үр дүнд аажмаар азот болж хувирдаг. Эртний организмын үлдэгдэл дэх цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн харьцангуй концентрацийг нарийн хэмжсэнээр тэдний үхсэн цагийг тодорхойлж болно.

5. Заречный дахь Реакторын материалын хүрээлэн ХК-ийн изотопын үйлдвэрлэл.

Аргон-37

2003-2004 онд IRM ХК, Белоярскийн АЦС нь Шинжлэх ухааны академи, IPPE болон бусад аж ахуйн нэгжүүдтэй хамтран нейтрино эх үүсвэрийг бий болгосон. Аргон-37 нь Баксан ажиглалтын төвд (Кабардин-Балкар) галли детекторуудыг тохируулахын тулд хиймэл нейтрино эх үүсвэр болгон ашигласан. Баксан астрофизикчид аргон-37 ашиглан тохируулсан детектор ашиглан нарны нейтриноуудыг судалснаар шинжлэх ухааны нээлтдэлхийн хэмжээний ач холбогдолтой. Ийнхүү IRM ХК болон Белоярскийн АЦС-ын ажилтнууд хүн төрөлхтний соёл иргэншлийн хөгжилд чухал нөлөө үзүүлдэг орчлон ертөнц дэх оддын үйл явцын шинжлэх ухаанд ихээхэн хувь нэмэр оруулсан.

40 Ca + 1 n = 37 Ar + 4 He

IRM-д цацраг идэвхт кальцийн ислийг уусгах, 37 Ар-ыг дараа нь цэвэршүүлэх байгууламжийг боловсруулж, үйлдвэрлэж, суурилуулсан. Мөн хийн эх үүсвэрийн зураг төсөл, түүнийг дүүргэх технологи, түүний үйл ажиллагааг хэмжих аргыг боловсруулсан.

Цагаан будаа. 5.1. Галли-германий нейтрино дуран INR RAS.

2 км-ээс дээш гүнд уулын нуруунд байрлах Баксан Нейтрино ажиглалтын газрын хэлтэрхий.

Нүүрстөрөгч-14

Одоогийн байдлаар IRM ХК нүүрстөрөгч-14 үйлдвэрлэж, түүнд суурилсан эм үйлдвэрлэж байна.

14 N + 1 n = 14 C + 1 p

Эдгээр бүтээгдэхүүнийг цөмийн анагаах ухаан, фармакологийн салбарт шинэ эмийн бодис бий болгох, туршихад ашигладаг бөгөөд энэ изотопын үүргийг хэт үнэлэх боломжгүй юм. Бараг бүх эмийн бодисууд нь анхдагч нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийн тодорхой багцаас нийлэгжсэн илүү нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд юм. Нүүрстөрөгч-14-тэй нийлэгжсэн нийлмэл молекулын эхний зарим хэсгийг "тэмдэглэснээр" түүний бие дэх фармакокинетикийг хянах боломжтой. Ийм органик нэгдлүүд - нүүрстөрөгч-14 гэсэн шошготой прекурсоруудыг IRM ХК-д үйлдвэрлэж, Америк, Европын лабораторид нийлүүлдэг.

Цөмийн анагаах ухааны хувьд IRM ХК нь нүүрстөрөгч-14 гэсэн шошготой мочевин үйлдвэрлэдэг бөгөөд үүнийг Холбооны улсын нэгдсэн аж ахуйн нэгжид нийлүүлдэг "NIFKhI im. L.Ya.Karpova ", энд Urecaps капсулыг түүний үндсэн дээр үйлдвэрлэдэг. Энэхүү радиофармацевтикийг Helicobacter Pillory-ийн амьсгалын шинжилгээ хийхэд ашигладаг. 14 С-ийг авахын тулд хөнгөн цагаан нитридыг зорилтот материал болгон ашигласан хамгийн үр дүнтэй технологийг боловсруулж хэрэгжүүлсэн. Хэд хэдэн органик нэгдлүүд, 14 С гэсэн шошготой бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй радиохимийн нэгдлүүдийн нийлэгжилтийн урьдал бодис юм. AlN-аас 14 С-ийн олборлолтын үр ашиг 97% -иас давсан.

Цезий-131

Түүнчлэн цөмийн анагаах ухааны хэрэгцээнд зориулж IRM ХК нь байгалийн бариас 99.99% -иас багагүй цацрагийн изотопыг үйлдвэрлэх ажлыг зохион байгуулав.

Барийн нэгдлүүдийн нейтрон цацрагаар олж авсан 131 Ba задралын үед 131 Cs үүсдэг.

130 Ba + 1 n = 131 Ba + γ

131 Ba → EZ 11.5 хоног. 131 Cs

Хагас задралын хугацаа ба цацрагийн энергийн оновчтой хослол нь 131 Cs-ийг түрүү булчирхай, уушиг, хөхний гэх мэт хорт хавдрын брахитерапевтийн хувьд ирээдүйтэй радиоизотоп болгодог. Эмнэлзүйн практикт нэвтрүүлсэн нь брахи эмчилгээний хамгийн чухал амжилтуудын нэг гэж тооцогддог.

Иридиум-192

Тус үйлдвэр нь байгалийн болон изотопоор баяжуулсан иридиумаас 192 Ир үйлдвэрлэх ажлыг зохион байгуулсан.

191 Ir+ 1 n = 192 Ir + γ

Зорилтот материал нь янз бүрийн хэмжээтэй диск хэлбэртэй металл иридиум юм. Хэрэглэсэн цацрагийн схем ба цацрагийн төхөөрөмжийн загвар нь шинжлэх ухаан, технологийн үл эвдэх сорилтын аргын согог илрүүлэгчд ашиглахад хангалттай тодорхой үйл ажиллагаа бүхий дунд урсгалтай цөмийн реакторт 192 Ir үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. өндөр тунгаар брахитерапийн цөмийн анагаах ухаан.

Лютеци-177

177 Lu-ийн үйлдвэрлэл нь урвалын дагуу явагдана.

176 Lu+ 1 n = 177 Lu + γ

Орчин үеийн цөмийн анагаах ухаанд 177 Lu радионуклидын сонирхол татахуйц байдал нь бета цацрагийн харьцангуй бага энерги, үүний дагуу зөөлөн эдэд нэвтрэх чадвар багатай байдаг бөгөөд энэ нь жижиг хавдрын эмчилгээнд 177 Lu-г ашиглах боломжийг олгодог. ясны эд дэх эмгэг өөрчлөлтийг эмчлэх.

Лу-ийн хагас задралын хугацаа (6.65 хоног) нь энэхүү радионуклидыг үйлдвэрлэсэн газраасаа нэлээд хол зайд хүргэх боломжийг олгодог.

IRM ХК-ийн цацрагийн изотопын бүтээгдэхүүний 99 гаруй хувийг АНУ болон бусад орнуудад экспортлодог Баруун Европ(Англи, Герман, Голланд). Радиоизотопын бүтээгдэхүүний 40% нь аж үйлдвэрийн хэрэгцээнд, 60% нь цөмийн анагаах ухаан, эмийн үйлдвэрт үйлдвэрлэгддэг. IRM ХК нь олон улсын зах зээлд радиоизотопын бүтээгдэхүүний томоохон экспортлогчдын нэг биш юм. Гэхдээ шинжээчдийн үзэж байгаагаар радиоизотопын үйлдвэрлэлийг зохион байгуулах үр ашгийн хувьд IRM ХК нь "Росатом" төрийн корпорацид тэргүүлэх байр суурийг эзэлдэг.

6. Гүйцэтгэх хичээлийн цаг"Хүний үйлчилгээнд цацраг идэвхт изотопууд"

Энэхүү төсөл дээр ажиллахдаа “Изотопууд” сэдвээр онолын материалыг эзэмшсэн. Хүний амьдралд радиоизотопын практик хэрэглээ" гэж төслийн зохиогч сонирхов. Тэд сурч байна уу энэ сэдэвсургуульд? Оюутнууд радионуклид бүтээгдэхүүн, хүний ​​амьдралын янз бүрийн салбарт хэрэглэх талаар юу мэддэг вэ?Сургуульд энэ сэдвийг судлахад 1 хичээл хуваарилагдсан тул төслийн зохиогч цацраг идэвхт изотопуудад зориулсан хичээлийн цагийг бэлтгэсэн.

2018 оны 1-р сарын 23-ны өдөр "Хүний үйлчилгээнд цацраг идэвхт изотопууд" сэдэвт хичээлийн цаг болж, Заречный дүүргийн Реакторын материалын хүрээлэнгийн радионуклидын бүтээгдэхүүн, хөгжлийн хэтийн төлөвийн талаар мэдээлэл хийлээ. энэ чиглэл"IRM" ХК-ийн үйл ажиллагаа. Хичээлийн цагт МКОУ ГО Заречный “4-р дунд сургууль”-ийн 8-11-р ангийн 128 сурагч хамрагдав. Арга хэмжээний төгсгөлд социологийн судалгааг явуулсан (Хавсралт No2,3).

7. Социологийн судалгаа.

“Цацраг идэвхжил. Цацраг идэвхт изотопууд”, “Радионуклидын бүтээгдэхүүн” зэрэг ажлыг төслийн зохиогч гүйцэтгэсэн социологийн судалгаа, үүнд МЗХ-ны 4-р дунд сургуулийн 8-11-р ангийн 128 сурагч оролцсон (Хавсралт No4.5).

"Та цацраг идэвхт изотопуудын (нуклид) талаар хэр мэдлэгтэй вэ?" Сурагчдын 97% нь сөрөг гэж хариулсан. Энэ нь энэ сэдвийг хангалттай судлаагүй байгааг харуулж байна. Оюутнууд зөвхөн онолын үндсэн материалыг мэддэг.

8-11-р ангийн сурагчдын 67% нь хичээлийн цагаар санал болгож буй материалыг сонирхож байв. Оюутнууд энэ сэдвийг аль нэгэнд нь илүү нарийвчлан судлахыг санал болгов хичээлээс гадуурх үйл ажиллагаа"Хими" сэдвээр.

Судалгаанд оролцогчдын 45 хувь нь “Цацраг туяа. Цацраг идэвхжил. "Физик" хичээлийн хичээлд цацраг идэвхт изотопууд".

Сурагчдын 95% нь ихэнх хорт хавдрын гол эх үүсвэр нь цацраг туяа гэж үздэг. Үүнтэй холбогдуулан хүний ​​амьдралд цацрагийн ач холбогдол, түүний үр дагаврын талаар тайлбарлан таниулах ажлыг хийж, зөвхөн хорт хавдрын шалтгаан төдийгүй эрүүл бус амьдралын хэв маягийн үр дагаварыг оюутнуудад ойлгуулах, муу зуршил, түүнчлэн хөдөлмөрийн хортой нөхцөл.

8-11-р ангийн сурагчдын 97 хувь нь “радио эм” гэж юу болох, хорт хавдрыг хэрхэн оношлох, эмчлэхэд ашигладаг талаар мэдэхгүй байна.

Оюутнуудын 93% нь Заречный дахь реакторын материалын хүрээлэнгээс үйлдвэрлэсэн цацраг идэвхт бодисын талаар ямар ч ойлголтгүй байсан. Түүгээр ч барахгүй оюутнууд ямар зорилгоор үйлдвэрлэсэн, IRM радиоизотопыг хэн худалдан авагч болохыг мэдэхгүй байв.

Ийнхүү судалгааны мэдээллийг нэгтгэн дүгнэвэл “Цацраг идэвхт изотопууд хүний ​​үйлчлэлд” сэдэвт хичээлийн цаг нь атомын бүтэц, хиймэл изотоп үүссэн түүхийн талаарх оюутнуудын мэдлэгийг өргөжүүлэх, мэдлэгийг системчлэхэд хувь нэмэр оруулсан гэж хэлж болно. цацраг идэвхт үзэгдлийн тухай, хүний ​​амьдралын янз бүрийн салбарт радионуклидуудыг ашиглах. Хичээлийн цагийн ачаар оюутнууд IRM Zarechny ХК-ийн үйл ажиллагааны талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авсан. Ирээдүйд цөмийн салбартай амьдралаа холбох гэж байгаа зарим залуус одоо манай хотын тэргүүлэгч аж ахуйн нэгжийн үйл ажиллагааны талаар илүү бүрэн ойлголттой болсон.

ДҮГНЭЛТ

Цацраг идэвхт изотопууд нь хүний ​​амьдралын олон салбарт үйлчилдэг. Энэ нь цацрагийг хүн төрөлхтний тусын тулд ашиглаж, хүмүүст тусалж болдгийг дахин нотолж байна.

Цөмийн анагаах ухаан бол ирээдүй юм. Физик, химийн хуулиудын мэдлэг нь шинжлэх ухааныг урагшлуулдаг. Хүмүүс цацраг идэвхт изотоп, цацраг идэвхт бодис, цацраг идэвхт бодис, тэдгээрийн ашиг тусын талаар мэддэг байх ёстой.

Гамшиг асаалттай Чернобылийн атомын цахилгаан станц, дараа нь ЗХУ задран унаснаар сөрөг үр дагавар гарч, эрдэм шинжилгээний хүрээлэнгүүд хаагдаж, Оросын шилдэг оюун ухаантнууд гадаадад гарчээ. Одоогийн байдлаар цацраг идэвхт изотопын үйлдвэрлэл нь цөмийн эрчим хүчний салбарын хөгжлийн хамгийн чухал чиглэлүүдийн нэг юм.

Олон тооны материалд дүн шинжилгээ хийсний дараа шинжлэх ухааны уран зохиолСудалгааны үндсэн дээр бид дараахь дүгнэлтийг гаргаж болно.

1. Цацраг идэвхит изотопууд нь хүн төрөлхтөнд анагаах ухаан, хөдөө аж ахуй, шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэл, археологи, геологийн салбарт үйлчилдэг нь батлагдсан.

2. "Реакторын материалын хүрээлэн" ХК нь радиоизотопын үйлдвэрлэлийг зохион байгуулах үр ашгийн хувьд Росатом улсын корпорацид тэргүүлэх байр суурийг эзэлдэг нь тогтоогдсон.

3. ажлын хүрээнд судалгааны төсөлЗохиогч нь "Хүмүүст үйлчлэх цацраг идэвхт изотопууд" ангиудыг боловсруулах, бэлтгэхэд оролцож, энэ төслийн материалыг танилцуулж, танилцуулга бэлтгэсэн.

4. 8-11-р ангийн сурагчдын дунд социологийн судалгаа явуулсан бөгөөд оюутнууд ХК-ийн радионуклид бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлийг сонирхож, энэ сэдвээр олон асуулт асуусан энэ аж ахуйн нэгжийн үйл ажиллагаа.

5. 8-11-р ангийн сурагчдын дунд цацрагийн хүний ​​амьдрал дахь ач холбогдол, түүний үр дагаврын талаар сурган хүмүүжүүлэх ажлыг зохион байгуулах хэрэгцээ шаардлагыг тодорхойлсон.

Надад өгсөн үүрэг даалгаврууд шийдэгдэж, зорилгодоо хүрсэн.

АШИГЛАСАН ЭХ ҮҮСВЭРИЙН ЖАГСААЛТ

Давыдов А.С., Атомын цөмийн онол. - М., 1958.

Маргулова Т.Х. Өнөө маргаашдаа цөмийн эрчим хүч. - М.: төгссөн сургууль, 2016.

Мурин А.Н., Цацраг идэвхт байдлын тухай танилцуулга. - Л., 1955 он.

Орчин үеийн анагаах ухааны нэвтэрхий толь бичиг/Орос хэвлэл. Г.Б.Федосеева. - Санкт-Петербург: Норинт, 2014.

Цацраг идэвхит байдлын тухай сургаал. Түүх ба орчин үеийн байдал. М.Наука, 2003 он.

Фурман V.I. Шинжлэх ухаан, технологийн цөмийн цацраг . М.Наука, 1984 он.

Холл E.J. Цацраг ба амьдрал/Англи хэлнээс орчуулав. - М .: Анагаах ухаан, 2012.

Хүүхдэд зориулсан нэвтэрхий толь бичиг. Физик. T.16/ Ed. В.А. Володина. - М.: Аванта+, 2000 он.

CD ROM « Их нэвтэрхий толь бичигКирилл ба Мефодий, 2015 он.

Интернет нөөц:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Isotopes

https://ru.wikipedia.org/wiki/Radioactive_izotopes

https://infourok.ru/videouroki/413

http://irm-atom.ru

Хавсралт No1

1998-2014 онд Оросоос хиймэл цацраг идэвхт изотоп импортлох, экспортлох схем, сая доллар.

Хавсралт No2

"Хүмүүст үйлчлэх цацраг идэвхт изотопууд" хичээлийн цаг

Санал асуулгын Хавсралт No4

Эрхэм найз! Радионуклидын бүтээгдэхүүн (изотоп) -д хандах хандлагыг тодорхойлохын тулд бид таныг энэхүү асуулгын хуудсыг бөглөхийг урьж байна.

1. Та цацраг идэвхт изотопуудын (нуклид) талаар хэр мэдэх вэ?

2. Та “Цацраг идэвхт изотопууд. Хүний амьдралд нуклидын хэрэглээ"?

3. Хичээлийн тоо гэж та бодож байна уу сургуулийн сургалтын хөтөлбөрсэдвээр "Изотопууд. Цацраг идэвхит изотоп"-ыг нэмэгдүүлэх ёстой юу?

4. Ихэнх хорт хавдар, удамшлын өөрчлөлтүүд цацраг туяатай холбоотой гэж та бодож байна уу?

5. Одоо хорт хавдрын эмчилгээнд идэвхтэй ашиглагдаж байгаа цацраг идэвхт изотопууд дээр тулгуурлан радиофармацевтикийг үйлдвэрлэдэг гэдгийг та мэдэх үү?

өмнө нь мэддэг байсан

одоо би мэдэж байна

6. Заречный хотын нутаг дэвсгэрт Реакторын материалын хүрээлэнд цацраг идэвхт бодис үйлдвэрлэж, дэлхийн зах зээлд амжилттай борлуулдаг гэдгийг та мэдэх үү?

Хавсралт No5

MKOU-ийн оюутнуудын социологийн судалгаа "Хоёрдогч

4-р дунд сургууль"

Изотопууд нь атомын цөмүүд нь нейтроны тоогоор ялгаатай боловч агуулагдах химийн элементүүдийн сортууд юм. ижил тоопротонууд байдаг тул нэг байр эзэлдэг Үелэх хүснэгтМенделеевийн элементүүд. Тогтвортой (тогтвортой) болон цацраг идэвхт изотопууд байдаг. "Изотопууд" гэсэн нэр томъёог анх 1910 онд санал болгосон. Фредерик Содди (1877-1956), Английн нэрт радиохимич, 1921 онд Нобелийн шагналт, уранаас радий үүссэнийг туршилтаар нотолсон хүн.

Цацраг идэвхт изотопуудыг зөвхөн цөмийн энергид төдийгүй бодисын нягтрал, нэгэн төрлийн байдал, түүний гигроскоп чанар зэргийг тодорхойлох янз бүрийн багаж хэрэгсэл, тоног төхөөрөмжид өргөн хэрэглэгддэг. Цацраг идэвхт индикаторын тусламжтайгаар физик, технологи, биологи, химийн үйл явц дахь химийн нэгдлүүдийн хөдөлгөөнийг хянах боломжтой бөгөөд үүний тулд зарим элементийн цацраг идэвхт индикаторуудыг (шошготой атомууд) судалж буй объектод нэвтрүүлж, дараа нь тэдгээрийн хөдөлгөөнийг хянах боломжтой. ажиглагдсан. Энэ арга нь нарийн төвөгтэй нөхцөлд бодисыг хувиргах үед урвалын механизмыг судлах боломжийг олгодог өндөр температур, тэсэлгээний зуух эсвэл химийн реакторын түрэмгий орчинд, түүнчлэн амьд организм дахь бодисын солилцооны үйл явцыг судлах. Хүчилтөрөгчийн изотоп-18 нь амьд организмын амьсгалын механизмыг тодруулахад тусалдаг.

Бодисыг шинжлэх цацраг идэвхт арга нь кальциас цайр хүртэлх янз бүрийн металлын агууламжийг 1-10 г хүртэл (зөвхөн 10-12 г бодис шаардлагатай) маш бага концентрацид тодорхойлох боломжийг олгодог. Цацраг идэвхит эмийг эмнэлгийн практикт олон өвчнийг, тэр дундаа хорт хавдарыг эмчлэхэд өргөн ашигладаг. Плутони-238 ба куриум-224-ийн изотопуудыг зүрхний хэмнэлийг тогтворжуулагчийн бага чадалтай батерей үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тэдний 10 жилийн турш тасралтгүй ажиллахад ердөө 150-200 мг плутони хангалттай (ердийн батерей нь дөрвөн жил хүртэл ажилладаг).

Цацрагийн үр дүнд химийн урвалХүчилтөрөгчөөс озон, хийн парафинаас устөрөгч болон бага молекул жинтэй олефины нийлмэл нэгдлүүд үүсдэг. Полиэтилен, поливинил хлорид болон бусад полимерийг цацрагаар цацах нь тэдгээрийн халуунд тэсвэртэй байдал, хүч чадлыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Олон жишээ дурдаж болно практик хэрэглээизотоп ба цацраг идэвхт цацраг. Гэсэн хэдий ч хүмүүсийн цацрагт хандах хандлага, ялангуяа сүүлийн хэдэн арван жилд эрс өөрчлөгдсөн. Ойролцоогоор зуун жилийн түүхэнд цацраг идэвхт эх үүсвэрүүд өнгөрчээ урт замамьдралын үрэлээс бузар муугийн бэлгэдэл хүртэл. Үзэл баримтлал орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухаан: Сурах бичиг. их дээд сургуулиудад зориулсан гарын авлага / A.A. Горелов.- М.: VLADOS., 2000.- P. 285-288.

Рентген туяаг нээсний дараа цацраг туяа бүх өвчнийг анагааж, бүх асуудлыг шийдэж чадна гэдэгт олон хүн итгэдэг байв. Тухайн үед хүмүүс цацрагийн хор хөнөөлийг харахыг хүсдэггүй байв. Вильгельм Рентген (1845-1923) 1895 онд шинэ төрлийн цацрагийг нээснээр соёл иргэншсэн ертөнцийг бүхэлд нь баяр баясгалантай давалгаа авчээ. Энэхүү нээлт нь зөвхөн сонгодог физикийн суурийг ганхуулаад зогсохгүй. Энэ нь хязгааргүй боломжуудыг амласан - анагаах ухаанд тэд үүнийг даруй оношлоход ашиглаж эхэлсэн бөгөөд бага зэрэг хожим нь олон төрлийн өвчнийг эмчлэхэд ашиглаж эхэлсэн. Рентген туяаны оношлогоо, туяа эмчилгээ нь олон хүний ​​амийг аварсан. Гэсэн хэдий ч эмч нар хэсэг хугацааны дараа нэг өвчтөнд рентген зураг авах зөвшөөрөгдөх тоог хязгаарлаж эхэлсэн боловч рентген туяаны дараа үүссэн түлэгдэлтийг хэн ч анхаарч үзээгүй. Тухайлбал, Францын физикч А.Беккерел өмднийхөө халаасанд радиумын төхөөрөмж авч явдаг зуршилтай байжээ. Хэсэг хугацааны дараа тэрээр хөлөндөө үрэвслийг анзаарсан. Өвчний шалтгаан нь төхөөрөмж байсан эсэхийг шалгахын тулд түүнийг өөр халаасанд шилжүүлэв. Гэвч нөгөө хөл дээр гарч ирсэн шарх нь бусад хүмүүсийн нэгэн адил шинэ нээлтэд сэтгэл хангалуун байсан эрдэмтнийг тайвшруулж чадаагүй юм. Тухайн үед цацраг идэвхт цацрагийг бүх нийтийн эдгээх бодис, амьдралын үрэл гэж үздэг байв. Ради нь хоргүй хавдрыг эмчлэхэд үр дүнтэй болох нь батлагдсан бөгөөд түүний "алдар нэр" эрс нэмэгдсэн. Радиум дэр, цацраг идэвхт шүдний оо, гоо сайхны бүтээгдэхүүн олон нийтийн зах зээлд гарч ирэв.

Гэсэн хэдий ч удалгүй анхны анхааруулах тэмдгүүд гарч ирэв. 1911 онд Цацраг туяатай ажилладаг Берлиний эмч нар ихэвчлэн лейкеми өвчтэй болохыг олж мэдсэн. Хожим Германы физикч Макс фон Лауэ (1879-1960) цацраг идэвхт цацраг нь амьд организмд сөргөөр нөлөөлдөг болохыг туршилтаар баталж, 1925-1927 онд. Цацрагийн нөлөөн дор удамшлын бодисын өөрчлөлт - мутаци үүсдэг нь тодорхой болсон.

Хирошима, Нагасаки хотуудыг атомын бөмбөгдөлтөнд өртсөний дараа бүрэн сэргэг байдал гарч ирэв. Бараг бүх амьд үлдсэн хүмүүс цөмийн дэлбэрэлтих хэмжээний цацраг туяа авч, хорт хавдраар нас барсан бөгөөд тэдний хүүхдүүд цацраг туяанаас үүдэлтэй зарим генетикийн эмгэгийг удамшсан. 1950 онд атомын дэлбэрэлтэд нэрвэгдэгсдийн дунд цусны хорт хавдраар өвчлөгсдийн тоо гамшгийн хэмжээнд нэмэгдэж эхэлснээр энэ тухай анх нээлттэй хэлэлцсэн юм. Чернобылийн ослын дараа цацрагт үл итгэх байдал жинхэнэ цөмийн гистери болж хувирав.

Тиймээс, хэрэв 20-р зууны эхэн үед. хүмүүс цацрагийн хор хөнөөлийг харахыг зөрүүдлэн хүсээгүй бөгөөд эцэст нь тэд цацраг туяа нь бодит аюул учруулахгүй байсан ч гэсэн айж эхлэв. Хоёр үзэгдлийн шалтгаан нь адилхан - хүний ​​мунхаглал. Ирээдүйд хүмүүс алтан дунджийг баримталж сурч, байгалийн үзэгдлийн талаарх мэдлэгийг өөрсөддөө ашигтайгаар эргүүлнэ гэж найдаж болно.

Слайд 2

Биологи, анагаах ухаанд - үйлдвэрт - хөдөө аж ахуйд - археологийн чиглэлээр

Слайд 3

Анагаах ухаан, биологийн изотопууд

  • Слайд 4

    Хүснэгт 1. Радионуклидуудын үндсэн шинж чанар - оношилгооны зориулалтаар ашиглах γ-ялгаруулагч

    Слайд 5

    Слайд 6

    Co60 нь биеийн гадаргуу болон биеийн дотор талд байрлах хорт хавдрыг эмчлэхэд ашигладаг. Өнгөц байрлалтай хавдрыг (жишээлбэл, арьсны хорт хавдрыг) эмчлэхийн тулд кобальтыг хавдар дээр түрхсэн хоолой эсвэл зүү хэлбэрээр хэрэглэдэг. Радиокобальт агуулсан гуурс, зүүг хавдрыг устгах хүртэл энэ байрлалд байлгана. Энэ тохиолдолд хавдрыг тойрсон эрүүл эд нь маш их зовж шаналах ёсгүй. Хэрэв хавдар нь биеийн гүнд (ходоод, уушигны хорт хавдар) байрладаг бол цацраг идэвхт кобальт агуулсан тусгай γ-төхөөрөмжүүдийг ашигладаг. Энэхүү суурилуулалт нь нарийн, маш хүчтэй γ-туяа үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хавдар байрлах газар руу чиглэгддэг. Цацраг туяа нь өвдөлт үүсгэдэггүй, өвчтөнүүд үүнийг мэдэрдэггүй.

    Слайд 7

    Флюрографийн төхөөрөмжийн дижитал рентген камер KRTS 01-"PONI"

    Слайд 8

    Маммограф нь цацрагийн бага тун, өндөр нарийвчлалтай орчин үеийн маммографийн систем бөгөөд үнэн зөв оношлоход шаардлагатай хөхний өндөр чанарын зургийг авах боломжийг олгодог.

    Слайд 9

    Дижитал флюрографийн төхөөрөмж FC-01 "Электрон" нь сүрьеэ, хорт хавдар болон бусад цацраг туяа багатай уушигны өвчнийг цаг тухайд нь илрүүлэх зорилгоор хүн амыг урьдчилан сэргийлэх рентген шинжилгээнд зориулагдсан.

    Слайд 10

    тооцоолсон томограф Компьютерийн томографи – давхаргын арга рентген шинжилгэээрхтэн ба эд. Энэ нь хөндлөн давхаргын янз бүрийн өнцгөөс авсан олон рентген зургийг компьютерт боловсруулахад суурилдаг.

    Слайд 11

    Брахитерапи нь радикал биш, бараг амбулаторийн мэс засал бөгөөд энэ хугацаанд бид изотоп агуулсан титаны үр тариаг өртсөн эрхтэнд тарьдаг. Энэ цацраг идэвхт нуклид нь хавдрыг үхтэл нь устгадаг. ОХУ-д одоогоор зөвхөн дөрвөн эмнэлэг ийм мэс засал хийдэг бөгөөд хоёр нь Москва, Обнинск, Екатеринбург хотод байдаг боловч тус улсад брахи эмчилгээ хийдэг 300-400 төв шаардлагатай байдаг.

    Слайд 12

    Аж үйлдвэрийн изотопууд

  • Слайд 13

    Дотоод шаталтат хөдөлгүүрт поршений цагирагны элэгдлийг хянах. Поршений цагиргийг нейтроноор цацруулж, дотор нь цөмийн урвал үүсгэж, цацраг идэвхит бодис үүсгэдэг. Хөдөлгүүр ажиллаж байх үед цагирагны материалын хэсгүүд тосолгооны тос руу ордог. Хөдөлгүүрийн тодорхой хугацааны дараа газрын тосны цацраг идэвхт байдлын түвшинг шалгаснаар цагирагийн элэгдлийг тодорхойлно.

    Слайд 14

    Эмийн хүчтэй y-цацраг нь металл цутгамал доторх согогийг илрүүлэхийн тулд тэдгээрийн дотоод бүтцийг судлахад ашиглагддаг.

    Слайд 15

    Цацраг идэвхт материалууд нь материалын тархалт, тэсэлгээний зуухны үйл явц гэх мэтийг шүүх боломжийг олгодог.

    Слайд 16

    Хөдөө аж ахуй дахь изотопууд

  • Слайд 17

    Ургамлын үрийг (хөвөн, байцаа, улаан лууван г.м.) цацраг идэвхт эмээс бага тунгаар y-туяагаар цацах нь ургац мэдэгдэхүйц нэмэгдэхэд хүргэдэг.

    Слайд 18

    Их хэмжээний цацраг туяа нь ургамал, бичил биетний мутаци үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зарим тохиолдолд шинэ үнэ цэнэтэй шинж чанартай мутантууд (радио сонголт) үүсэхэд хүргэдэг. Улаан буудай, буурцаг, бусад үр тарианы үнэ цэнэтэй сортуудыг ингэж л гаргаж ирсэн.

    Ингэж л улаан буудай, шош болон бусад үр тарианы үнэ цэнэтэй сортуудыг гаргаж авч, антибиотик үйлдвэрлэхэд ашигладаг өндөр үр ашигтай бичил биетүүдийг гаргаж авсан юм.

    Слайд 19

    Цацраг идэвхт изотопын гамма цацрагийг хортой шавьжтай тэмцэх, хоол хүнс хадгалахад ашигладаг.

    Слайд 20

  • Архиологийн изотопууд

    Цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн арга нь органик гаралтай эртний объектуудын (мод, нүүрс, даавуу гэх мэт) насыг тодорхойлох сонирхолтой програмыг хүлээн авсан. Ургамал нь T=5700 жилийн хагас задралын хугацаатай 166C B-цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн изотопыг үргэлж агуулдаг. Энэ нь дэлхийн агаар мандалд нейтроны нөлөөн дор азотоос бага хэмжээгээр үүсдэг. Сүүлийнх нь сансар огторгуйгаас (сансар огторгуйн туяа) агаар мандалд орж буй хурдан тоосонцороос үүдэлтэй цөмийн урвалын улмаас үүсдэг. Энэ нүүрстөрөгч нь хүчилтөрөгчтэй нийлж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ургамал, тэдгээрээр дамжин амьтдад шингэдэг. Залуу ойн дээжээс нэг грамм нүүрстөрөгч секундэд арван таван В ширхэгийг ялгаруулдаг.

    Слайд 22

    Организм үхсэний дараа түүнийг цацраг идэвхт нүүрсээр дүүргэх нь зогсдог. Энэ изотопын боломжит хэмжээ цацраг идэвхт бодисын улмаас буурдаг. Органик үлдэгдэл дэх цацраг идэвхт нүүрстөрөгчийн хувийг тодорхойлсноор 1000-аас 50,000, бүр 100,000 жилийн хооронд байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжтой. Ийм байдлаар Египетийн мумигийн нас, балар эртний гал түймрийн үлдэгдэл гэх мэтийг мэддэг.

    Бүх слайдыг үзэх

    Изотопууд, ялангуяа цацраг идэвхт изотопууд нь олон төрлийн хэрэглээтэй байдаг. Хүснэгтэнд 1.13-д изотопуудын үйлдвэрлэлийн зарим хэрэглээний жишээг үзүүлэв. Энэ хүснэгтэд дурдсан техник бүрийг бусад үйлдвэрүүдэд ашигладаг. Жишээлбэл, радиоизотоп ашиглан бодисын алдагдлыг тодорхойлох техникийг ашигладаг: ундааны үйлдвэрт хадгалах сав, дамжуулах хоолойн алдагдлыг тодорхойлох; инженерийн байгууламж барих ажилд

    Хүснэгт 1.13. Радиоизотопын зарим хэрэглээ

    газар доорх ус дамжуулах хоолойн алдагдлыг тодорхойлох; эрчим хүчний үйлдвэрт цахилгаан станцуудын дулааны солилцооны алдагдлыг илрүүлэх; газрын доорхи газрын тос дамжуулах хоолойн алдагдлыг илрүүлэх газрын тосны салбарт; бохир ус, ариутгах татуургын хяналтын үйлчилгээнд гол бохирын шугамын алдагдлыг тодорхойлох.

    Мөн изотопуудыг шинжлэх ухааны судалгаанд өргөн ашигладаг. Ялангуяа химийн урвалын механизмыг тодорхойлоход ашигладаг. Жишээ болгон бид этил ацетат зэрэг эфирийн гидролизийг судлахын тулд тогтвортой хүчилтөрөгчийн изотоп 180-аар тэмдэглэгдсэн усыг ашиглахыг онцлон тэмдэглэв (мөн 19.3-ыг үзнэ үү). Масс спектрометрийн тусламжтайгаар 180 изотопыг илрүүлэхэд гидролизийн явцад усны молекул дахь хүчилтөрөгчийн атом этанол биш харин цууны хүчил рүү шилждэг болохыг тогтоожээ.

    Радиоизотопыг биологийн судалгаанд тэмдэглэсэн атом болгон өргөн ашигладаг. Амьд систем дэх бодисын солилцооны замыг судлахын тулд нүүрстөрөгч-14, тритий, фосфор-32, хүхэр-35 радиоизотопуудыг ашигладаг. Жишээлбэл, бордоогоор боловсруулсан хөрсөөс ургамлын фосфорын шимэгдэлтийг фосфор-32-ийн хольц агуулсан бордоо ашиглан хянаж болно.

    Цацрагийн эмчилгээ.

    Ионжуулагч цацраг нь амьд эдийг устгадаг. Хорт хавдрын эдүүд эрүүл эдээс илүү цацраг туяанд мэдрэмтгий байдаг. Энэ нь цацраг идэвхт кобальт-60 изотопыг ашигладаг эх үүсвэрээс ялгарах цацрагийн тусламжтайгаар хорт хавдрыг эмчлэх боломжтой болгодог. Цацраг туяа нь хавдарт өртсөн өвчтөний биеийн хэсэгт чиглэгддэг; Эмчилгээний хуралдаан хэдэн минут үргэлжилж, 2-6 долоо хоногийн турш өдөр бүр давтана. Хичээлийн үеэр өвчтөний биеийн бусад бүх хэсгийг эрүүл эд эсийг устгахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд цацраг туяа нэвтрүүлдэггүй материалаар сайтар хучих ёстой.

    Радиокарбон ашиглан дээжийн насыг тодорхойлох.

    Агаар мандалд байгаа нүүрстөрөгчийн давхар ислийн багахан хэсэг нь цацраг идэвхт изотоп агуулдаг. Фотосинтезийн явцад ургамал энэ изотопыг шингээдэг. Тиймээс бүх даавууны

    ургамал, амьтад ч гэсэн энэ изотопыг агуулдаг. Амьд эд эсүүд цацраг идэвхт бодисын тогтмол түвшинтэй байдаг, учир нь цацраг идэвхт задралын улмаас түүний бууралт нь агаар мандлаас радио нүүрстөрөгчийн байнгын нийлүүлэлтээр нөхөгддөг. Гэсэн хэдий ч ургамал, амьтны үхэл тохиолдсон даруйд түүний эдэд радио нүүрстөрөгчийн урсгал зогсдог. Энэ нь үхсэн эдэд цацраг идэвхт бодисын түвшин аажмаар буурахад хүргэдэг.

    Изотопын цацраг идэвхт чанар нь задралын улмаас үүсдэг

    Геохронологийн радиокарбон аргыг 1946 онд У.Ф. Либби, 1960 онд химийн салбарт Нобелийн шагнал хүртсэн. Энэ аргыг одоо археологичид, антропологичид, геологичид 35,000 жилийн настай дээжийг өргөнөөр ашиглаж байна. Энэ аргын нарийвчлал нь ойролцоогоор 300 жил байна. Ноос, үр, хясаа, ясны насыг тодорхойлоход хамгийн сайн үр дүн гардаг. Дээжний насыг тодорхойлохын тулд түүнд агуулагдах 1 г нүүрстөрөгч тутамд p-цацрагийн идэвхийг (минут дахь задралын тоо) хэмждэг. Энэ нь изотопын цацраг идэвхт задралын муруйг ашиглан дээжийн насыг тодорхойлох боломжийг олгодог.

    Хагас задралын хугацаа 5700 жил байна. Агаар мандалтай идэвхтэй харьцдаг амьд эд нь 1 г нүүрстөрөгч тутамд 15.3 дисперс / мин-ийн идэвхжилтэй байдаг. Энэ өгөгдөл дээр үндэслэн та дараахь зүйлийг хийх хэрэгтэй.

    a) задралын тогтмолыг тодорхойлох

    б) ялзралын муруйг байгуулах

    в) галт уулын гаралтай АНУ-ын Орегон нуурын тогоонуудын насыг тооцоол. Энэ үеэр мод эргэлдсэн нь тогтоогдсон

    Нуурын харагдахад хүргэсэн дэлбэрэлт нь 1 г нүүрстөрөгч тутамд 6.5 дисперс / мин-ийн идэвхжилтэй байдаг.

    a) Ялзалтын тогтмолыг тэгшитгэлээс олж болно

    b) Ялзалтын муруй нь үйл ажиллагааны цаг хугацааны график юм. Энэ муруйг бий болгоход шаардлагатай өгөгдлийг дээжийн хагас задралын хугацаа болон анхны идэвхжил (амьд эдийн үйл ажиллагаа) -ийг мэдэх замаар тооцоолж болно; эдгээр өгөгдлийг хүснэгтэд үзүүлэв. 1.14. Ялзалтын муруйг Зураг дээр үзүүлэв. 1.32.

    в) Нуурын насыг задралын муруй ашиглан тодорхойлж болно (Зураг 1.32-ын тасархай шугамыг үз). Энэ нас нь 7000 жил.

    Хүснэгт 1.14. Дээжийн насыг тодорхойлоход ашигласан нүүрстөрөгчийн цацраг идэвхт задралын муруйг байгуулах өгөгдөл

    Цагаан будаа. 1.32. Изотопын цацраг идэвхт задралын муруй

    Дэлхий болон сарны олон чулуулаг нь хагас задралын хугацаатай цацрагийн изотопуудыг хэдэн жилийн дарааллаар агуулдаг. Ийм чулуулгийн дээж дэх эдгээр радиоизотопуудын харьцангуй агууламжийг тэдгээрийн задралын бүтээгдэхүүний харьцангуй агууламжтай харьцуулж, хэмжиж, тэдгээрийн насыг тодорхойлж болно. Хамгийн их гурав чухал аргуудгеохронологи нь изотопуудын харьцангуй элбэг дэлбэг байдлыг (хагас задралын жил) тодорхойлоход суурилдаг. (хагас задралын жил) ба (хагас задралын жил).

    Кали ба аргоныг тодорхойлох арга.

    Гялтгануур, зарим хээрийн жонш зэрэг ашигт малтмал нь кали-40 цацрагийн изотопыг бага хэмжээгээр агуулдаг. Энэ нь электрон барьж, аргон-40 болж хувирах замаар ялзардаг.

    Дээжний насыг аргон-40-тэй харьцуулахад кали-40-ийн харьцангуй элбэг дэлбэг дээжийг ашигласан тооцоонд үндэслэн тодорхойлно.

    Рубиди ба стронци ашиглан болзооны арга.

    Гренландын баруун эргийн боржин чулуу зэрэг дэлхийн хамгийн эртний чулуулгийн зарим нь рубиди агуулдаг. Рубидиумын нийт атомын гуравны нэг нь цацраг идэвхт рубидий-87 юм. Энэхүү радиоизотоп нь стронций-87 тогтвортой изотоп болж задардаг. Дээж дэх рубиди ба стронцийн изотопуудын харьцангуй агууламжийн талаархи мэдээллийг ашиглахад үндэслэсэн тооцоо нь ийм чулуулгийн насыг тодорхойлох боломжийг олгодог.

    Уран, хар тугалга ашиглан болзох арга.

    Ураны изотопууд нь хар тугалганы изотопууд болж задрах. Ураны хольц агуулсан апатит зэрэг эрдсийн насыг тэдгээрийн дээжинд агуулагдах уран, хар тугалгын зарим изотопын агууламжийг харьцуулан тодорхойлж болно.

    Дээрх гурван аргыг бүгдийг нь хуурай газрын чулуулгийн он сар өдрийг тогтооход ашигласан. Үр дүнгийн өгөгдөл нь дэлхийн насыг харуулж байна жилтэй тэнцэнэ. Мөн эдгээр аргуудыг сансрын нислэгээс дэлхийд авчирсан сарны чулуулгийн насыг тодорхойлоход ашигласан. Эдгээр үүлдрийн нас нь 3.2-аас жил хүртэл байдаг.