आईएसओटॉप्स(ग्रीक, आइसोस इक्वल, समरूप + टोपोस प्लेस) - एक रासायनिक तत्व की किस्में जो मेंडेलीव के तत्वों की आवर्त प्रणाली में एक ही स्थान पर कब्जा करती हैं, अर्थात, समान परमाणु आवेश वाले, लेकिन परमाणु द्रव्यमान में भिन्न। I. का उल्लेख करते समय, यह इंगित करना सुनिश्चित करें कि किस रसायन का कौन सा समस्थानिक है। तत्व वह है। शब्द "आइसोटोप" कभी-कभी व्यापक अर्थों में प्रयोग किया जाता है - विभिन्न तत्वों के परमाणुओं का वर्णन करने के लिए। हालांकि, किसी भी परमाणु को नामित करने के लिए, चाहे वह किसी विशेष तत्व से संबंधित हो, यह "न्यूक्लाइड" शब्द का उपयोग करने के लिए प्रथागत है।

I. एक निश्चित तत्व और मुख्य रसायन से संबंधित है। गुण इसकी क्रम संख्या Z या नाभिक में निहित प्रोटॉन की संख्या (क्रमशः, और एक परमाणु के खोल में इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या), और इसके परमाणु-भौतिक द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। गुण इसमें शामिल प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या की समग्रता और अनुपात से निर्धारित होते हैं। प्रत्येक नाभिक में Z प्रोटॉन और N न्यूट्रॉन होते हैं, और इन कणों या न्यूक्लियॉन की कुल संख्या द्रव्यमान संख्या A = Z + N होती है, जो नाभिक के द्रव्यमान को निर्धारित करती है। यह दिए गए न्यूक्लाइड के द्रव्यमान के मान के निकटतम पूर्ण संख्या के बराबर होता है। इस प्रकार, कोई भी न्यूक्लाइड, जेड और एन के मूल्यों से निर्धारित होता है, हालांकि एक ही जेड और एन के साथ कुछ रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड विभिन्न परमाणु ऊर्जा राज्यों में हो सकते हैं और उनके परमाणु भौतिक में भिन्न हो सकते हैं। गुण; ऐसे न्यूक्लाइड को आइसोमर कहा जाता है। प्रोटॉन की समान संख्या वाले न्यूक्लाइड को आइसोटोप कहा जाता है।

और। को संबंधित रसायन के प्रतीक द्वारा नामित किया गया है। शीर्ष बाईं ओर स्थित सूचकांक ए वाला तत्व - द्रव्यमान संख्या; कभी-कभी नीचे बाईं ओर प्रोटॉन (Z) की संख्या भी दी जाती है। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी I. फॉस्फोरस द्रव्यमान संख्या 32 और 33 के साथ क्रमशः 32 पी और 33 पी या 32 पी और 33 पी दर्शाता है। उदाहरण के लिए, तत्व के प्रतीक को इंगित किए बिना I को नामित करते समय, तत्व के पदनाम के बाद द्रव्यमान संख्या दी जाती है। फास्फोरस-32, फास्फोरस-33.

I. विभिन्न तत्वों की द्रव्यमान संख्या समान हो सकती है। प्रोटॉन Z और न्यूट्रॉन N की अलग-अलग संख्या वाले परमाणु, लेकिन समान द्रव्यमान संख्या A के साथ, आइसोबार कहलाते हैं (जैसे 14 32 Si, 15 32 P, 16 32 S, 17 32 Cl-isobar)।

"आइसोटोप" नाम अंग्रेजी द्वारा प्रस्तावित किया गया था। वैज्ञानिक सोड्डी (एफ। सोडी)। I. का अस्तित्व पहली बार 1906 में भारी प्राकृतिक रेडियोधर्मी तत्वों के रेडियोधर्मी क्षय का अध्ययन करते हुए खोजा गया था; 1913 में, वे गैर-रेडियोधर्मी तत्व नियॉन में भी पाए गए, और फिर, मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करके, आवधिक प्रणाली के सभी तत्वों की समस्थानिक संरचना निर्धारित की गई। 1934 में, I. Joliot-Curie और F. Joliot-Curie नाइट्रोजन, सिलिकॉन और फास्फोरस के कृत्रिम रूप से रेडियोधर्मी विकिरण प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति थे, और बाद में, न्यूट्रॉन, आवेशित कणों और उच्च-ऊर्जा फोटॉन, रेडियोधर्मी पर विभिन्न परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हुए। सभी ज्ञात तत्वों का विकिरण और संश्लेषित रेडियोधर्मी I. 13 अतिभारी - ट्रांसयूरेनियम तत्व (Z≥ 93 के साथ)। 280 ज्ञात स्थिर हैं, स्थिरता की विशेषता है, और 1,500 से अधिक रेडियोधर्मी, यानी, अस्थिर, I., जो एक दर या किसी अन्य पर रेडियोधर्मी परिवर्तनों से गुजरते हैं। रेडियोधर्मी I के अस्तित्व की अवधि को आधा जीवन (देखें) की विशेषता है - टी 1/2 की अवधि, जिसके दौरान रेडियोधर्मी नाभिक की संख्या आधी हो जाती है।

एक प्राकृतिक मिश्रण में I. रसायन। अलग-अलग I. तत्व अलग-अलग मात्रा में निहित हैं। इस रसायन में प्रतिशत और. तत्व उनकी सापेक्ष बहुतायत कहलाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, प्राकृतिक ऑक्सीजन में तीन स्थिर ऑक्सीजन होते हैं: 16O (99.759%), 17O (0.037%), और 18O (0.204%)। कई रसायन। तत्वों में केवल एक स्थिर I होता है। (9 Be, 19 F, 23 Na, 31 P, 89 Y, 127 I, आदि), और कुछ (Tc, Pm, Lu और 82 से अधिक Z वाले सभी तत्व) में नहीं है कोई एक स्थिर I.

हमारे ग्रह पर (और सौर मंडल के भीतर) प्राकृतिक तत्वों की समस्थानिक संरचना मूल रूप से स्थिर है, लेकिन प्रकाश तत्वों के परमाणुओं की प्रचुरता में मामूली उतार-चढ़ाव होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि उनके द्रव्यमान में अंतर अपेक्षाकृत बड़ा है, और इसलिए इन तत्वों की समस्थानिक संरचना विभिन्न प्राकृतिक प्रक्रियाओं के प्रभाव में बदलती है, आइसोटोप प्रभाव के परिणामस्वरूप (यानी, रासायनिक पदार्थों के गुणों में अंतर जो कि इन समस्थानिकों को शामिल करें)। इस प्रकार, कई जैविक रूप से महत्वपूर्ण तत्वों (एच, सी, एन, ओ, एस) की समस्थानिक संरचना, विशेष रूप से, जीवमंडल की उपस्थिति और पौधे और पशु जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के साथ जुड़ी हुई है।

एक ही रसायन के परमाणु नाभिक I की संरचना और संरचना में अंतर। तत्व (न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या) उनके परमाणु और भौतिक के बीच के अंतर को निर्धारित करता है। गुण, विशेष रूप से, तथ्य यह है कि इसके कुछ I स्थिर हो सकते हैं, जबकि अन्य रेडियोधर्मी हो सकते हैं।

रेडियोधर्मी परिवर्तन। निम्नलिखित प्रकार के रेडियोधर्मी परिवर्तन ज्ञात हैं।

अल्फा क्षय नाभिक का एक सहज परिवर्तन है, जिसमें अल्फा कणों का उत्सर्जन होता है, अर्थात, दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन जो एक हीलियम नाभिक बनाते हैं। नतीजतन, मूल नाभिक का चार्ज Z 2 से कम हो जाता है, और न्यूक्लाइड या द्रव्यमान संख्या की कुल संख्या 4 इकाइयों से कम हो जाती है, उदाहरण के लिए:

88 226 रा -> 86 222 रा + 2 4 हे

इस मामले में, उत्सर्जित अल्फा कण की गतिज ऊर्जा प्रारंभिक और अंतिम नाभिक के द्रव्यमान (अल्फा कण के द्रव्यमान को ध्यान में रखते हुए) और उनकी ऊर्जा अवस्था द्वारा निर्धारित की जाती है। यदि अंतिम नाभिक उत्तेजित अवस्था में बनता है, तो अल्फा कण की गतिज ऊर्जा कुछ कम हो जाती है, और यदि उत्तेजित नाभिक क्षय हो जाता है, तो अल्फा कण की ऊर्जा तदनुसार बढ़ जाती है (इस मामले में, तथाकथित लंबी दूरी की दूरी) अल्फा कण बनते हैं)। अल्फा कणों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम असतत है और लगभग 200 I. भारी तत्वों के लिए 4-9 MeV और लगभग 20 अल्फा रेडियोधर्मी I. दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों के लिए 2-4.5 MeV की सीमा में स्थित है।

बीटा क्षय नाभिक का एक स्वतःस्फूर्त परिवर्तन है, जिसमें मूल नाभिक का आवेश Z एक से बदल जाता है, जबकि द्रव्यमान संख्या A समान रहती है। बीटा क्षय प्रोटॉन (पी) और न्यूट्रॉन (एन) का परस्पर रूपांतरण है जो नाभिक बनाते हैं, साथ ही इलेक्ट्रॉनों (ई -) या पॉज़िट्रॉन (ई +), साथ ही न्यूट्रिनो (वी) और एंटीन्यूट्रिनो का उत्सर्जन या अवशोषण होता है। (वी -)। बीटा क्षय तीन प्रकार के होते हैं:

1) इलेक्ट्रॉनिक बीटा क्षय n -> p + e - + v - , उदाहरण के लिए, नाभिक के न्यूट्रॉन में से एक के प्रोटॉन में परिवर्तन के साथ, चार्ज Z में 1 इकाई की वृद्धि के साथ।

2) पॉज़िट्रॉन बीटा क्षय p -> n + e + + v , उदाहरण के लिए, नाभिक के एक प्रोटॉन के न्यूट्रॉन में परिवर्तन के साथ, चार्ज Z में 1 इकाई की कमी के साथ।

3) इलेक्ट्रॉनिक कैप्चर p + e - -> n + v नाभिक के एक प्रोटॉन के एक न्यूट्रॉन में एक साथ परिवर्तन के साथ, जैसा कि पॉज़िट्रॉन के उत्सर्जन के साथ क्षय के मामले में भी चार्ज में कमी के साथ होता है उदाहरण के लिए 1 इकाई।

इस मामले में, एक इलेक्ट्रॉन का कब्जा परमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले में से एक से होता है, जो अक्सर के-शेल से नाभिक (के-कैप्चर) के सबसे करीब होता है।

बीटा-माइनस क्षय न्यूट्रॉन-समृद्ध नाभिक के लिए विशिष्ट है, जिसमें न्यूट्रॉन की संख्या स्थिर नाभिक की तुलना में अधिक होती है, और बीटा-प्लस क्षय और, तदनुसार, न्यूट्रॉन-कमी वाले नाभिक के लिए इलेक्ट्रॉन कैप्चर, जिसमें न्यूट्रॉन की संख्या होती है स्थिर नाभिक से कम, या तथाकथित बीटा-स्थिर, नाभिक। क्षय ऊर्जा एक बीटा कण और एक न्यूट्रिनो के बीच वितरित की जाती है, और इसलिए बीटा स्पेक्ट्रम असतत नहीं है, जैसे कि अल्फा कण, लेकिन निरंतर और इसमें बीटा कण होते हैं जिनमें शून्य से ऊर्जा के साथ प्रत्येक रेडियोधर्मी कण की एक निश्चित Emax विशेषता होती है। बीटा-रेडियोधर्मी विकिरण आवधिक प्रणाली के सभी तत्वों में पाए जाते हैं।

सहज विखंडन दो (कभी-कभी 3-4) टुकड़ों में भारी नाभिक का स्वतःस्फूर्त क्षय है, जो आवधिक प्रणाली के मध्य तत्वों के नाभिक हैं (इस घटना की खोज 1940 में सोवियत वैज्ञानिकों जी.एन. फ्लेरोव और के.ए. पेट्रज़क द्वारा की गई थी)।

गामा विकिरण - एक असतत ऊर्जा स्पेक्ट्रम के साथ फोटॉन विकिरण, परमाणु परिवर्तनों के दौरान, परमाणु नाभिक की ऊर्जा अवस्था में परिवर्तन, या कण विनाश के दौरान होता है। गामा क्वांटा का उत्सर्जन रेडियोधर्मी परिवर्तन के साथ होता है जब एक उत्तेजित ऊर्जा अवस्था में एक नया नाभिक बनता है। ऐसे नाभिक का जीवनकाल परमाणु भौतिकी द्वारा निर्धारित किया जाता है। माता-पिता और बेटी के नाभिक के गुण, विशेष रूप से, गामा संक्रमण की घटती ऊर्जा के साथ बढ़ते हैं और मेटास्टेबल उत्तेजित अवस्था के मामलों के लिए अपेक्षाकृत बड़े मूल्यों तक पहुंच सकते हैं। विभिन्न P द्वारा उत्सर्जित गामा विकिरण की ऊर्जा दसियों keV से लेकर कई MeV तक होती है।

परमाणु स्थिरता। बीटा क्षय के दौरान, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के पारस्परिक परिवर्तन तब तक होते हैं जब तक कि पी और एन का सबसे ऊर्जावान रूप से अनुकूल अनुपात नहीं हो जाता है, जो कि नाभिक की स्थिर स्थिति से मेल खाती है। बीटा क्षय के संबंध में सभी न्यूक्लाइड को बीटा-रेडियोधर्मी और बीटा-स्थिर नाभिक में विभाजित किया गया है। बीटा-स्थिर या तो स्थिर या अल्फा-रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड को संदर्भित करता है जिसके लिए बीटा क्षय ऊर्जावान रूप से असंभव है। रसायन में सभी बीटा-प्रतिरोधी I. परमाणु क्रमांक Z से 83 तक के तत्व स्थिर हैं (कुछ अपवादों के साथ), जबकि भारी तत्वों में स्थिर I नहीं है, और उनके सभी बीटा-स्थिर I अल्फा-रेडियोधर्मी हैं।

रेडियोधर्मी परिवर्तन के दौरान, प्रारंभिक और अंतिम नाभिक के द्रव्यमान, उत्सर्जित विकिरण के द्रव्यमान और ऊर्जा के अनुपात के अनुरूप ऊर्जा जारी की जाती है। द्रव्यमान संख्या A को बदले बिना p-क्षय होने की संभावना संबंधित समदाब रेखा के द्रव्यमान के अनुपात पर निर्भर करती है। बीटा क्षय के परिणामस्वरूप बड़े द्रव्यमान वाले आइसोबार छोटे द्रव्यमान वाले आइसोबार में बदल जाते हैं; आइसोबार द्रव्यमान जितना छोटा होता है, वह P-स्थिर अवस्था के उतना ही करीब होता है। ऊर्जा के संरक्षण के नियम के आधार पर विपरीत प्रक्रिया आगे नहीं बढ़ सकती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऊपर वर्णित आइसोबार के लिए, परिवर्तन निम्नलिखित दिशाओं में सल्फर -32 के एक स्थिर आइसोटोप के गठन के साथ आगे बढ़ते हैं:

बीटा क्षय के प्रतिरोधी न्यूक्लाइड्स के नाभिक में प्रति प्रोटॉन कम से कम एक न्यूट्रॉन होता है (अपवाद 1 1 एच और 2 3 हे हैं), और जैसे-जैसे परमाणु संख्या बढ़ती है, एन / जेड अनुपात बढ़ता है और यूरेनियम के लिए 1.6 के मूल्य तक पहुंच जाता है।

संख्या N में वृद्धि के साथ, इस तत्व का नाभिक इलेक्ट्रॉनिक बीटा-माइनस क्षय (परिवर्तन n->p के साथ) के संबंध में अस्थिर हो जाता है, इसलिए न्यूट्रॉन-समृद्ध नाभिक बीटा-सक्रिय होते हैं। तदनुसार, न्यूट्रॉन की कमी वाले नाभिक पॉज़िट्रॉन बीटा + क्षय या इलेक्ट्रॉन कैप्चर (पी-> एन परिवर्तन के साथ) के लिए अस्थिर होते हैं, जबकि भारी नाभिक में अल्फा क्षय और सहज विखंडन भी देखे जाते हैं।

कृत्रिम रूप से रेडियोधर्मी समस्थानिकों के स्थिर और उत्पादन को अलग करना। I. का पृथक्करण इस रसायन के I. के प्राकृतिक मिश्रण का संवर्धन है। I के अलग-अलग घटकों द्वारा तत्व और इस मिश्रण से शुद्ध I का अलगाव। सभी पृथक्करण विधियां आइसोटोप प्रभाव पर आधारित हैं, अर्थात भौतिक और रासायनिक में अंतर पर। विभिन्न और के गुण और उनमें युक्त रसायन। यौगिक (रासायनिक बंधनों की ताकत, घनत्व, चिपचिपाहट, गर्मी क्षमता, पिघलने का तापमान, वाष्पीकरण, प्रसार दर, आदि)। विभाजन के तरीके भी व्यवहार और.. में भेद और फ़िज़-केम में युक्त कनेक्शन पर आधारित होते हैं। प्रक्रियाएं। व्यावहारिक रूप से इलेक्ट्रोलिसिस, सेंट्रीफ्यूजेशन, गैस और थर्मल डिफ्यूजन, वाष्प धारा में प्रसार, सुधार, रसायन का उपयोग किया जाता है। और समस्थानिक आदान-प्रदान, विद्युत चुम्बकीय पृथक्करण, लेजर पृथक्करण, आदि। यदि एक एकल प्रक्रिया कम प्रभाव देती है, अर्थात, एक छोटा पृथक्करण कारक I।, इसे कई बार दोहराया जाता है जब तक कि पर्याप्त मात्रा में संवर्धन प्राप्त न हो जाए। I. प्रकाश तत्वों का पृथक्करण उनके समस्थानिकों के द्रव्यमान में बड़े सापेक्ष अंतर के कारण सबसे प्रभावी है। उदाहरण के लिए, "भारी पानी", यानी, भारी I. हाइड्रोजन से समृद्ध पानी - ड्यूटेरियम, जिसका द्रव्यमान दो बार बड़ा होता है, इलेक्ट्रोलिसिस संयंत्रों में औद्योगिक पैमाने पर प्राप्त होता है; कम तापमान आसवन द्वारा ड्यूटेरियम का निष्कर्षण भी अत्यधिक कुशल है। I. यूरेनियम का पृथक्करण (परमाणु ईंधन प्राप्त करने के लिए - 235 U) गैस प्रसार संयंत्रों में किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय पृथक्करण संयंत्रों पर समृद्ध स्थिर I की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त की जाती है। कुछ मामलों में, रेडियोधर्मी विकिरण के मिश्रण के पृथक्करण और संवर्धन का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, उच्च विशिष्ट गतिविधि और रेडियोन्यूक्लाइड शुद्धता के साथ लौह -55 के रेडियोधर्मी विकिरण प्राप्त करने के लिए।

कृत्रिम रूप से रेडियोधर्मी विकिरण परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं - एक दूसरे के साथ न्यूक्लाइड की बातचीत और परमाणु कणों या फोटॉन के साथ, जिसके परिणामस्वरूप अन्य न्यूक्लाइड और कण बनते हैं। एक परमाणु प्रतिक्रिया को पारंपरिक रूप से निम्नानुसार दर्शाया जाता है: पहले, प्रारंभिक आइसोटोप का प्रतीक इंगित किया जाता है, और फिर इस परमाणु प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बने आइसोटोप का प्रतीक। उनके बीच कोष्ठक में, अभिनय कण या विकिरण क्वांटम को पहले दर्शाया गया है, उसके बाद उत्सर्जित कण या विकिरण क्वांटम (तालिका, कॉलम 2 देखें)।

होने वाली परमाणु प्रतिक्रियाओं की संभावना मात्रात्मक रूप से प्रतिक्रिया के तथाकथित प्रभावी क्रॉस सेक्शन (या क्रॉस सेक्शन) द्वारा विशेषता है, जिसे ग्रीक अक्षर ओ द्वारा दर्शाया गया है और बार्न्स (10 -24 सेमी 2) में व्यक्त किया गया है। कृत्रिम रूप से रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड प्राप्त करने के लिए, परमाणु रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है (देखें। परमाणु रिएक्टर) और आवेशित कण त्वरक (देखें)। जीव विज्ञान और चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले कई रेडियोन्यूक्लाइड परमाणु रिएक्टर में विकिरण कैप्चर की परमाणु प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, अर्थात एक न्यूट्रॉन के नाभिक द्वारा एक गामा क्वांटम (एन, गामा) के उत्सर्जन के साथ कब्जा कर लिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक आइसोटोप का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, मूल से अधिक इकाई की द्रव्यमान संख्या वाला एक ही तत्व। 23 ना (एन, ) 24 ना, 31 पी(एन, γ) 32 पी; प्रतिक्रिया के अनुसार (n, ) जिसके बाद परिणामी रेडियोन्यूक्लाइड का क्षय होता है और उदाहरण के लिए "बेटी" का निर्माण होता है। 130 ते (एन, ) 131 ते -> 131 आई; आवेशित कणों (एन, पी), (एन, 2एन), (एन, α) के उत्सर्जन के साथ प्रतिक्रियाओं के लिए; जैसे 14 एन (एन, पी) 14 सी; उदाहरण के लिए, ट्राइटन (टी, पी) और (टी, एन) के साथ माध्यमिक प्रतिक्रियाओं द्वारा। 7 ली (एन, α) 3 एच और फिर 16 ओ (टी, एन) 18 एफ; उदाहरण के लिए, विखंडन प्रतिक्रिया U (n, f) के अनुसार। 90 सीनियर, 133 Xe, आदि (परमाणु प्रतिक्रियाएं देखें)।

कुछ रेडियोन्यूक्लाइड या तो परमाणु रिएक्टर में बिल्कुल भी प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं, या उनका उत्पादन चिकित्सा उद्देश्यों के लिए तर्कहीन है। प्रतिक्रिया (एन, ) के अनुसार, ज्यादातर मामलों में वाहक के बिना आइसोटोप प्राप्त करना असंभव है; कुछ प्रतिक्रियाओं में एक बहुत छोटा क्रॉस सेक्शन होता है, और विकिरणित लक्ष्यों में प्राकृतिक मिश्रण में प्रारंभिक आइसोटोप की कम सापेक्ष सामग्री होती है, जिससे कम प्रतिक्रिया उपज और तैयारी की अपर्याप्त विशिष्ट गतिविधि होती है। इसलिए, नैदानिक ​​में उपयोग किए जाने वाले कई महत्वपूर्ण रेडियोन्यूक्लाइड रेडियोडायग्नोस्टिक्स, आइसोटोपिक रूप से समृद्ध लक्ष्यों का उपयोग करके पर्याप्त विशिष्ट गतिविधि के साथ प्राप्त किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, कैल्शियम-47 प्राप्त करने के लिए 0.003 से 10-20% तक कैल्शियम-46 से समृद्ध लक्ष्य को विकिरणित किया जाता है, लौह-59 प्राप्त करने के लिए, 0.31 से 80% तक समृद्ध लौह-58 वाले लक्ष्य को पारा प्राप्त करने के लिए विकिरणित किया जाता है- 197 - पारा के साथ लक्ष्य -196 0.15 से 40% तक समृद्ध, आदि।

रिएक्टर में गिरफ्तार बीटा-मिरस_विकिरण के साथ क्षय होने वाले न्यूट्रॉन की अधिकता के साथ रेडियोन्यूक्लाइड प्राप्त करें। न्यूट्रॉन-कमी वाले रेडियोन्यूक्लाइड, जो आवेशित कणों (पी, डी, अल्फा) और फोटॉनों पर परमाणु प्रतिक्रियाओं में बनते हैं और पॉज़िट्रॉन के उत्सर्जन के साथ क्षय होते हैं या इलेक्ट्रॉनों को कैप्चर करते हैं, ज्यादातर मामलों में साइक्लोट्रॉन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के रैखिक त्वरक में प्राप्त होते हैं। बाद के मामले में, ब्रेम्सस्ट्रालंग का उपयोग किया जाता है) दसियों और सैकड़ों MeV के क्रम के त्वरित कणों की ऊर्जा पर। तो शहद के लिए ले लो। प्रतिक्रियाओं द्वारा रेडियोन्यूक्लाइड: 51 वी (पीआर, एन) 51 करोड़, 67 जेडएन (पीआर, एन) 67 गा, 109 एजी (α, 2n) 111 इन, 44 सीए (γ, पी) 43 के, 68 जेडएन (γ, पी ) 67 Cu, आदि। रेडियोन्यूक्लाइड प्राप्त करने की इस पद्धति का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि वे, एक नियम के रूप में, एक अलग रसायन रखते हैं। विकिरणित लक्ष्य की सामग्री की तुलना में प्रकृति को वाहक के बिना बाद वाले से अलग किया जा सकता है। यह आपको आवश्यक रेडियोफार्म प्राप्त करने की अनुमति देता है। उच्च विशिष्ट गतिविधि और रेडियोन्यूक्लाइड शुद्धता वाली दवाएं।

तथाकथित नैदानिक ​​संस्थानों में सीधे कई अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड प्राप्त करने के लिए। उदाहरण के लिए, लंबे समय तक जीवित रहने वाले माता-पिता रेडियोन्यूक्लाइड युक्त आइसोटोप जनरेटर, जिसके क्षय के दौरान वांछित अल्पकालिक बेटी रेडियोन्यूक्लाइड बनता है। 99m Tc, 87m Sr, 113m In, 132 I. पेरेंट न्यूक्लाइड के जीवनकाल के दौरान जनरेटर से बाद वाले को बार-बार निकाला जा सकता है (रेडियोधर्मी आइसोटोप जेनरेटर देखें)।

जीव विज्ञान और चिकित्सा में आइसोटोप का अनुप्रयोग। वैज्ञानिक अनुसंधान में रेडियोधर्मी और स्थिर विकिरणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक लेबल के रूप में, उनका उपयोग आइसोटोप संकेतकों की तैयारी के लिए किया जाता है (लेबल वाले यौगिक देखें) - पदार्थ और यौगिक जिनमें एक समस्थानिक संरचना प्राकृतिक से अलग होती है। आइसोटोप संकेतकों की विधि का उपयोग विभिन्न माध्यमों और प्रणालियों में लेबल किए गए पदार्थों के संचलन के वितरण, तरीके और प्रकृति का अध्ययन करने, उनका मात्रात्मक विश्लेषण करने, रासायनिक संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। यौगिकों और जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ, विभिन्न गतिशील प्रक्रियाओं के तंत्र, पौधों, जानवरों और मनुष्यों के शरीर में उनके चयापचय सहित (रेडियोआइसोटोप अध्ययन देखें)। आइसोटोप संकेतकों की एक विधि के माध्यम से जैव रसायन (एक चयापचय का अध्ययन, एक संरचना और प्रोटीन के जैवसंश्लेषण के तंत्र का अध्ययन, एक जीवित जीव में न्यूक्लिनिक से - टी, वसा और कार्बोहाइड्रेट, प्रवाह दर जैव रासायनिक, प्रतिक्रियाएं, आदि) का अध्ययन किया जाता है। ); शरीर विज्ञान में (आयनों और विभिन्न पदार्थों का प्रवास, वसा और कार्बोहाइड्रेट के जठरांत्र संबंधी मार्ग से अवशोषण प्रक्रियाएं, उत्सर्जन, परिसंचरण, व्यवहार और सूक्ष्मजीवों की भूमिका, आदि); औषध विज्ञान और विष विज्ञान में (दवाओं और विषाक्त पदार्थों के व्यवहार का अध्ययन, उनका अवशोषण, संचय के तरीके और गति, वितरण, उत्सर्जन, क्रिया का तंत्र, आदि); माइक्रोबायोलॉजी, इम्यूनोलॉजी, वायरोलॉजी (सूक्ष्मजीवों के जैव रसायन का अध्ययन, एंजाइमैटिक और इम्यूनोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के तंत्र, वायरस और कोशिकाओं की बातचीत, एंटीबायोटिक दवाओं की कार्रवाई के तंत्र आदि); स्वच्छता और पारिस्थितिकी में (हानिकारक पदार्थों के साथ संदूषण और उद्योगों और पर्यावरण के परिशोधन का अध्ययन, विभिन्न पदार्थों की पारिस्थितिक श्रृंखला, उनका प्रवास, आदि)। और अन्य मेडिको-बायोल में भी लगाएं। अनुसंधान (विभिन्न रोगों के रोगजनन का अध्ययन करने के लिए, चयापचय में प्रारंभिक परिवर्तनों का अध्ययन, आदि)।

शहद में। व्यवहार में, रेडियोन्यूक्लाइड का उपयोग विभिन्न रोगों के निदान और उपचार के साथ-साथ शहद के विकिरण नसबंदी के लिए किया जाता है। सामग्री, उत्पाद और दवाएं। क्लिनिक 130 से अधिक रेडियोडायग्नोस्टिक और 20 रेडियोथेरेप्यूटिक तकनीकों का उपयोग करते हुए ओपन रेडियोफार्मास्युटिकल्स का उपयोग करते हैं। तैयारी (आरएफपी) और विकिरण के सीलबंद आइसोटोप स्रोत। इस उद्देश्य के लिए, सेंट। 60 रेडियोन्यूक्लाइड, लगभग। उनमें से 30 सबसे व्यापक (तालिका) हैं। रेडियोडायग्नोस्टिक तैयारी मानव शरीर के अंगों और प्रणालियों के कार्यों और शारीरिक स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाती है। रेडियोआइसोटोप डायग्नोस्टिक्स (देखें) के केंद्र में बायोल का पालन करने की संभावना है, रेडियोन्यूक्लाइड द्वारा चिह्नित रसायन का व्यवहार निहित है। एक जीवित जीव में पदार्थ और यौगिक अपनी अखंडता और बदलते कार्यों का उल्लंघन किए बिना। रसायन की संरचना में संबंधित तत्व के वांछित रेडियोआइसोटोप का परिचय। एक यौगिक का उपयोग, व्यावहारिक रूप से इसके गुणों को बदले बिना, विकिरण विकिरण की बाहरी पहचान द्वारा एक जीवित जीव में उसके व्यवहार की निगरानी करना संभव बनाता है, जो रेडियोआइसोटोप निदान की विधि के बहुत महत्वपूर्ण लाभों में से एक है।

लेबल किए गए यौगिक के व्यवहार के गतिशील संकेतक अध्ययन के तहत कार्य, अंग या प्रणाली की स्थिति का मूल्यांकन करना संभव बनाते हैं। तो, तरल मीडिया में 24 Na, 42 K, 51 Cr, 52 Fe, 131 I, आदि के साथ रेडियोफार्मास्युटिकल के कमजोर पड़ने की डिग्री के अनुसार, परिसंचारी रक्त की मात्रा, एरिथ्रोसाइट्स, एल्ब्यूमिन का आदान-प्रदान, लोहा, जल विनिमय इलेक्ट्रोलाइट्स, आदि का निर्धारण किया जाता है। और अंगों, शरीर प्रणालियों या घाव में रेडियोफार्मास्युटिकल्स का उत्सर्जन, केंद्रीय और परिधीय हेमोडायनामिक्स की स्थिति का आकलन करना, यकृत, गुर्दे, फेफड़े के कार्य का निर्धारण करना, आयोडीन चयापचय का अध्ययन करना संभव है। आदि। आयोडीन और टेक्नेटियम के रेडियोआइसोटोप के साथ रेडियोफार्मास्युटिकल्स थायरॉयड ग्रंथि के सभी कार्यों का अध्ययन करना संभव बनाते हैं। 99m Tc, 113m In, 123 I, 131 I, 133 Xe की मदद से आप फेफड़ों का व्यापक अध्ययन कर सकते हैं - रक्त प्रवाह के वितरण, फेफड़ों और ब्रांकाई के वेंटिलेशन की स्थिति का अध्ययन करने के लिए। 43 K, 86 Rb, 99m Tc, 67 Ga, 131 I, 113m In, 197 Hg, आदि के साथ रेडियोफार्मास्युटिकल्स मस्तिष्क, हृदय, यकृत, गुर्दे और अन्य अंगों में रक्त के प्रवाह और रक्त की आपूर्ति को निर्धारित करना संभव बनाते हैं। रेडियोधर्मी कोलाइडल समाधान और कुछ आयोडीन-कार्बनिक तैयारी पॉलीगोनल कोशिकाओं और हेपेटोसाइट्स (कुफ़्फ़र कोशिकाओं) और यकृत के एंटीटॉक्सिक फ़ंक्शन की स्थिति का आकलन करना संभव बनाती हैं। रेडियोआइसोटोप स्कैनिंग की मदद से, एक संरचनात्मक और स्थलाकृतिक अध्ययन और जिगर, गुर्दे, अस्थि मज्जा, थायरॉयड, पैराथायरायड और लार ग्रंथियों, फेफड़े, लिम्फ नोड्स के वॉल्यूमेट्रिक घावों की उपस्थिति, आकार, आकार और स्थिति का निर्धारण किया जाता है। ; रेडियोन्यूक्लाइड्स 18 F, 67 Ga, 85 Sr, 87M Sr, 99M Tc कंकाल आदि के रोगों की जांच करना संभव बनाता है।

यूएसएसआर में, नैदानिक ​​​​उद्देश्यों के लिए रेडियोधर्मी पदार्थों का उपयोग करने वाले रोगियों के लिए विकिरण सुरक्षा मानकों को विकसित और लागू किया गया है, जो अनुमेय जोखिम स्तरों के संदर्भ में इन प्रक्रियाओं को सख्ती से विनियमित करते हैं। इसके कारण, साथ ही साथ विभिन्न प्रकार की परीक्षाओं के लिए विधियों और उपकरणों का तर्कसंगत विकल्प और रेडियोफार्मास्युटिकल्स में उपयोग, यदि संभव हो तो, अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड जिनके पास न्यूनतम विकिरण जोखिम के साथ उनके पंजीकरण की दक्षता के संदर्भ में अनुकूल विकिरण विशेषताएं हैं। , रेडियोआइसोटोप डायग्नोस्टिक प्रक्रियाओं के दौरान रोगी के शरीर के लिए विकिरण जोखिम रेंटजेनॉल, निरीक्षणों पर प्राप्त खुराक की तुलना में बहुत कम है, और ज्यादातर मामलों में खुशी के सौवें और दसवें हिस्से से अधिक नहीं है।

70 के दशक में। 20 वीं सदी इन विट्रो अध्ययनों के लिए रेडियोआइसोटोप की तैयारी अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, मुख्य रूप से इम्यूनोकेम के लिए। विश्लेषण। रेडियोइम्यूनोकेम। विधियाँ अत्यधिक विशिष्ट इम्यूनोकेमिकल पर आधारित हैं। प्रतिक्रियाएं प्रतिजन - एक एंटीबॉडी, जिसके परिणामस्वरूप एक एंटीबॉडी से एक स्थिर परिसर को काट दिया जाता है और एक एंटीजन बनता है। परिणामी परिसर को अप्राप्य एंटीबॉडी या एंटीजन से अलग करने के बाद, उनकी रेडियोधर्मिता को मापकर एक मात्रात्मक निर्धारण किया जाता है। रेडियोआइसोटोप के साथ लेबल किए गए एंटीजन या एंटीबॉडी का उपयोग, उदा। 125I, इम्युनोकेम की संवेदनशीलता को बढ़ाता है। दसियों और सैकड़ों बार परीक्षण करता है। इन परीक्षणों का उपयोग करके, शरीर में 0.1 मिलीग्राम / एमएल तक की सांद्रता में हार्मोन, एंटीबॉडी, एंटीजन, एंजाइम, एंजाइम, विटामिन और अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की सामग्री को निर्धारित करना संभव है। इस प्रकार न केवल विभिन्न पटोल, अवस्थाओं को परिभाषित करना संभव है, बल्कि एक बीमारी के प्रारंभिक चरणों को दर्शाते हुए बहुत छोटे परिवर्तन भी हैं। उदाहरण के लिए, इन तकनीकों का सफलतापूर्वक उपयोग मधुमेह मेलिटस, संक्रामक हेपेटाइटिस, कार्बोहाइड्रेट चयापचय विकार, कुछ एलर्जी और कई अन्य बीमारियों के इन विट्रो निदान के लिए किया जाता है। ऐसे रेडियोआइसोटोप परीक्षण न केवल अधिक संवेदनशील, सरल होते हैं, बल्कि बड़े पैमाने पर अनुसंधान की अनुमति भी देते हैं और रोगियों के लिए पूरी तरह से सुरक्षित होते हैं (रेडियोआइसोटोप डायग्नोस्टिक्स देखें)।

लेटने के साथ। रेडियोफार्मास्युटिकल्स और विकिरण के रेडियोन्यूक्लाइड स्रोतों का उद्देश्य Ch द्वारा लागू किया जाता है। गिरफ्तार ऑन्कोलॉजी में, साथ ही सूजन संबंधी बीमारियों, एक्जिमा, आदि के उपचार में (विकिरण चिकित्सा देखें)। इन उद्देश्यों के लिए, दोनों खुले रेडियोफार्मास्युटिकल्स को शरीर में इंजेक्ट किया जाता है, ऊतकों, सीरस गुहाओं, संयुक्त गुहाओं में, अंतःशिरा, अंतर्गर्भाशयी और लसीका प्रणाली में, साथ ही बाहरी, इंट्राकैविटी और अंतरालीय चिकित्सा के लिए विकिरण के बंद स्रोतों का उपयोग किया जाता है। उपयुक्त रेडियोफार्मास्युटिकल्स की सहायता से, Ch. गिरफ्तार 32 पी, 90 वाई, 131 आई, 198 एयू और अन्य रेडियोन्यूक्लाइड युक्त कोलाइड और निलंबन हेमटोपोइएटिक प्रणाली के रोगों और विभिन्न ट्यूमर का इलाज करते हैं, जो स्थानीय रूप से पेटोल, फोकस पर कार्य करते हैं। संपर्क विकिरण (डर्मेटोल, और ऑप्थेल्मिक बीटा-एप्लिकेटर) के साथ, 32 पी, 90 सीन, 90 वाई, 147 पीएम, 204 टीएल का उपयोग दूरस्थ गामा चिकित्सीय उपकरणों में किया जाता है - 60 Co या 137 Cs उच्च गतिविधि के स्रोत (सैकड़ों और हजारों) क्यूरीज़ का)। अंतरालीय और अंतर्गर्भाशयी विकिरण के लिए, सुई, दाने, तार और अन्य विशेष प्रकार के सीलबंद स्रोतों के साथ 60 Co, 137 Cs, 182 Ta, 192 Ir, 198 Au का उपयोग किया जाता है (रेडियोधर्मी दवाएं देखें)।

रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड का उपयोग सामग्री, चिकित्सा उत्पादों को निष्फल करने के लिए भी किया जाता है। नुस्खे और दवाएं। विकिरण नसबंदी का व्यावहारिक अनुप्रयोग 1950 के दशक से संभव हो गया है, जब आयनकारी विकिरण के शक्तिशाली स्रोत दिखाई दिए। नसबंदी के पारंपरिक तरीकों की तुलना में (देखें), विकिरण विधि के कई फायदे हैं। चूंकि विकिरण की सामान्य स्टरलाइज़िंग खुराक (2-3 मरद) पर विकिरणित वस्तु के तापमान में कोई उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है, कुछ प्रकार के प्लास्टिक से बायोल, तैयारी और उत्पादों सहित थर्मोलैबाइल वस्तुओं का विकिरण नसबंदी संभव हो जाता है। विकिरणित नमूने पर विकिरण का प्रभाव इसकी संपूर्ण मात्रा में एक साथ होता है, और नसबंदी उच्च स्तर की विश्वसनीयता के साथ की जाती है। उसी समय, प्राप्त खुराक के रंग संकेतकों को निष्फल वस्तु के पैकेज की सतह पर रखे नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है। शहद। उत्पादों और साधनों को तकनीक के अंत में निष्फल कर दिया जाता है। पहले से ही तैयार रूप में और हर्मेटिक पैकेजिंग में, जिसमें बहुलक सामग्री से बने होते हैं, जो सख्ती से सड़न रोकनेवाला उत्पादन की स्थिति बनाने की आवश्यकता को समाप्त करता है और उद्यम द्वारा उत्पादों की रिहाई के बाद बाँझपन की गारंटी देता है। शहद के लिए विकिरण नसबंदी विशेष रूप से प्रभावी है। डिस्पोजेबल उत्पाद (सिरिंज, सुई, कैथेटर, दस्ताने, टांके और ड्रेसिंग, रक्त संग्रह और आधान प्रणाली, जैविक उत्पाद, सर्जिकल उपकरण, आदि), गैर-इंजेक्शन योग्य दवाएं, टैबलेट और मलहम। औषधीय समाधानों के विकिरण नसबंदी के दौरान, किसी को उनके विकिरण अपघटन की संभावना को ध्यान में रखना चाहिए, जिससे संरचना और गुणों में परिवर्तन हो (देखें नसबंदी, ठंड)।

रेडियोधर्मी समस्थानिकों का विष विज्ञान - विष विज्ञान की एक शाखा जो जीवित जीवों पर शामिल रेडियोधर्मी पदार्थों के प्रभाव का अध्ययन करती है। इसके मुख्य कार्य हैं: हवा, पानी और खाद्य पदार्थों के साथ मानव शरीर में रेडियोन्यूक्लाइड के रखरखाव और प्राप्ति के स्वीकार्य स्तर की स्थापना, और आरवी की हानिरहितता की डिग्री भी एक कील पर एक जीव में प्रवेश करती है, रेडियोडायग्नोस्टिक शोध; उनके वितरण की प्रकृति, ऊर्जा और विकिरण के प्रकार, आधा जीवन, खुराक, मार्ग और सेवन की लय और क्षति को रोकने के लिए प्रभावी साधनों की खोज के आधार पर रेडियोन्यूक्लाइड द्वारा क्षति की बारीकियों का स्पष्टीकरण।

उद्योग, वैज्ञानिक और शहद में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मानव शरीर पर रेडियोन्यूक्लाइड के प्रभाव का सबसे गहराई से अध्ययन किया जाता है। अनुसंधान, साथ ही परमाणु ईंधन के विखंडन के परिणामस्वरूप।

रेडियोधर्मी समस्थानिकों का विष विज्ञान रेडियोबायोलॉजी (देखें), विकिरण स्वच्छता (देखें) और चिकित्सा रेडियोलॉजी (देखें) के साथ व्यवस्थित रूप से जुड़ा हुआ है।

रेडियोधर्मी पदार्थ श्वसन के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश कर सकते हैं, गए।-किश। पथ, त्वचा, घाव की सतह, और इंजेक्शन के साथ - रक्त वाहिकाओं, मांसपेशियों के ऊतकों, आर्टिकुलर सतहों के माध्यम से। शरीर में रेडियोन्यूक्लाइड के वितरण की प्रकृति मुख्य रसायन पर निर्भर करती है। तत्व के गुण, प्रशासित यौगिक का रूप, प्रवेश का मार्ग और फ़िज़ियोल, शरीर की स्थिति।

अलग-अलग रेडियोन्यूक्लाइड के वितरण और उत्सर्जन के मार्गों में काफी महत्वपूर्ण अंतर पाए गए। घुलनशील यौगिक Ca, Sr, Ba, Ra, Y, Zr चुनिंदा रूप से अस्थि ऊतक में जमा होते हैं; La, Ce, Pr, Pu, Am, Cm, Cf, Np - लीवर और बोन टिश्यू में; के, सीएस, आरबी - मांसपेशी ऊतक में; Nb, Ru, Te, Po अपेक्षाकृत समान रूप से वितरित होते हैं, हालांकि वे तिल्ली, अस्थि मज्जा, अधिवृक्क ग्रंथियों और लिम्फ नोड्स के रेटिकुलोएन्डोथेलियल ऊतक में जमा होते हैं; I और At - थायरॉयड ग्रंथि में।

मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के एक निश्चित समूह से संबंधित तत्वों के शरीर में वितरण में बहुत कुछ समान है। पहले मुख्य समूह (ली, ना, के, आरबी, सीएस) के तत्व पूरी तरह से आंत से अवशोषित होते हैं, अपेक्षाकृत समान रूप से पूरे अंगों में वितरित होते हैं और मुख्य रूप से मूत्र में उत्सर्जित होते हैं। दूसरे मुख्य समूह (Ca, Sr, Ba, Ra) के तत्व आंतों से अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं, चुनिंदा रूप से कंकाल में जमा होते हैं, और मल के साथ कुछ बड़ी मात्रा में उत्सर्जित होते हैं। तीसरे मुख्य और चौथे पक्ष समूहों के तत्व, जिनमें हल्के लैंथेनाइड्स, एक्टिनाइड्स और ट्रांसयूरेनियम तत्व शामिल हैं, व्यावहारिक रूप से आंत से अवशोषित नहीं होते हैं, एक नियम के रूप में, वे चुनिंदा रूप से यकृत में और कुछ हद तक, कंकाल में जमा होते हैं, और मुख्य रूप से मल के साथ उत्सर्जित होते हैं। पो के अपवाद के साथ, आवधिक प्रणाली के पांचवें और छठे मुख्य समूहों के तत्व, आंतों से अपेक्षाकृत अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं और पहले दिन के दौरान लगभग विशेष रूप से मूत्र में उत्सर्जित होते हैं, जिसके कारण वे अपेक्षाकृत कम मात्रा में अंगों में पाए जाते हैं। .

साँस के दौरान फेफड़े के ऊतकों में रेडियोन्यूक्लाइड का जमाव साँस के कणों के आकार और उनकी घुलनशीलता पर निर्भर करता है। एरोसोल जितना बड़ा होता है, उतना ही उनका अनुपात नासॉफिरिन्क्स में बना रहता है और छोटा फेफड़ों में प्रवेश करता है। हल्के, खराब घुलनशील यौगिक धीरे-धीरे निकल जाते हैं। इस तरह के रेडियोन्यूक्लाइड की उच्च सांद्रता अक्सर फेफड़ों की जड़ों के लिम्फ, नोड्स में पाई जाती है। ट्रिटियम ऑक्साइड, क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी तत्वों के घुलनशील यौगिक फेफड़ों में बहुत जल्दी अवशोषित हो जाते हैं। पु, एएम, सीई, सीएम और अन्य भारी धातुएं धीरे-धीरे फेफड़ों में अवशोषित हो जाती हैं।

विकिरण सुरक्षा मानक (आरएसआर) उन व्यक्तियों के शरीर में रेडियोन्यूक्लाइड के सेवन और सामग्री को नियंत्रित करते हैं जिनका काम व्यावसायिक खतरों से जुड़ा है, और आबादी के व्यक्तियों के साथ-साथ पूरी आबादी, वायुमंडलीय हवा में रेडियोन्यूक्लाइड की अनुमेय सांद्रता को नियंत्रित करती है। और पानी, खाद्य उत्पाद। ये मानदंड महत्वपूर्ण अंगों और ऊतकों के चार समूहों के लिए स्थापित जोखिम की अधिकतम अनुमेय खुराक (एमपीडी) के मूल्यों पर आधारित हैं (गंभीर अंग, अधिकतम अनुमेय खुराक देखें)।

व्यावसायिक खतरों की स्थिति में काम करने वाले व्यक्तियों के लिए, पूरे शरीर, गोनाड और लाल अस्थि मज्जा के विकिरण के लिए एसडीए का स्वीकृत मूल्य 5 रेम / वर्ष, मांसपेशी और वसा ऊतक, यकृत, गुर्दे, प्लीहा, ज़ेल.-किश है। पथ, फेफड़े, नेत्र लेंस - 15 रेम / वर्ष, अस्थि ऊतक, थायरॉयड ग्रंथि और त्वचा - 30 रेम / वर्ष, हाथ, अग्रभाग, टखने और पैर - 75 रेम / वर्ष।

व्यावसायिक खतरों की स्थिति में काम करने वाले व्यक्तियों की तुलना में आबादी के व्यक्तियों के लिए मानदंडों की सिफारिश 10 गुना कम है। पूरी आबादी के विकिरण को आनुवंशिक रूप से महत्वपूर्ण खुराक द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो 30 वर्षों में 5 रेम से अधिक नहीं होनी चाहिए। इस खुराक में शहद के कारण संभावित विकिरण खुराक शामिल नहीं है। प्रक्रियाओं और प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण।

कर्मियों के लिए श्वसन अंगों के माध्यम से घुलनशील और अघुलनशील यौगिकों (μCi / वर्ष) के वार्षिक अधिकतम स्वीकार्य सेवन का मूल्य, जनसंख्या से व्यक्तियों के लिए श्वसन और पाचन अंगों के माध्यम से रेडियोन्यूक्लाइड के वार्षिक सेवन की सीमा, औसत वार्षिक स्वीकार्य सांद्रता (एमएसी) वायुमंडलीय हवा और पानी में रेडियोन्यूक्लाइड्स (क्यूरी / के) आबादी से व्यक्तियों के लिए, साथ ही कर्मियों के लिए अधिकतम स्वीकार्य सेवन स्तर (एमसीआई) के अनुरूप एक महत्वपूर्ण अंग में रेडियोन्यूक्लाइड की सामग्री, में दी गई है विनियम।

शरीर में रेडियोन्यूक्लाइड सेवन के स्वीकार्य स्तरों की गणना करते समय, व्यक्तिगत अंगों और ऊतकों में रेडियोन्यूक्लाइड के वितरण की अक्सर होने वाली असमान प्रकृति को भी ध्यान में रखा जाता है। रेडियोन्यूक्लाइड का असमान वितरण, जो उच्च स्थानीय खुराक के निर्माण की ओर ले जाता है, अल्फा उत्सर्जक की उच्च विषाक्तता को रेखांकित करता है, जो काफी हद तक पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं की अनुपस्थिति और इस प्रकार के विकिरण से होने वाले नुकसान के लगभग पूर्ण योग से सुगम होता है।

पदनाम: β- - बीटा विकिरण; β+ - पॉज़िट्रॉन विकिरण; एन - न्यूट्रॉन; पी - प्रोटॉन; डी - ड्यूटरॉन; टी - ट्राइटन; α - अल्फा कण; ई.जेड. - इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा क्षय; - गामा विकिरण (एक नियम के रूप में, केवल स्पेक्ट्रम की मुख्य रेखाएँ दी जाती हैं); I. P. - आइसोमेरिक संक्रमण; यू (एन, एफ) - यूरेनियम विखंडन प्रतिक्रिया। निर्दिष्ट आइसोटोप विखंडन उत्पादों के मिश्रण से पृथक है; 90 Sr-> 90 Y - आइसोटोप जनरेटर का उपयोग करने सहित, पैरेंट आइसोटोप (90 Sr) के क्षय के परिणामस्वरूप एक बेटी आइसोटोप (90 Y) प्राप्त करना।

ग्रंथ सूची:इवानोव आई। आई। एट अल। चिकित्सा और जीव विज्ञान में रेडियोधर्मी आइसोटोप, एम।, 1955; कामेन एम। जीव विज्ञान में रेडियोधर्मी ट्रेसर, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1948, ग्रंथ सूची; लेविन वी। आई। रेडियोधर्मी आइसोटोप प्राप्त करना, एम।, 1972; विकिरण सुरक्षा मानक (NRB-69), M., 1972; रिएक्टर में प्राप्त करना और अल्पकालिक समस्थानिकों का उपयोग, ट्रांस। से।, एड। वी. वी. बोचकेरेवा और बी. वी. कुरचतोव. मॉस्को, 1965. आइसोटोप प्रोडक्शन, एड. वी. वी. बोचकेरेवा। मास्को, 1973। सेलिनोव आई.पी. परमाणु नाभिक और परमाणु परिवर्तन, टी। 1, एम.-एल।, 1951, ग्रंथ सूची।; तुमनयन एम.ए. और कौशांस्की डी.ए. विकिरण नसबंदी, एम।, 1974, ग्रंथ सूची; रेडियोआइसोटोप डायग्नोस्टिक्स पर फतेवा एम। एन। निबंध, एम।, 1960, बिब्लियोग्र।; हेवेशी जी। रेडियोधर्मी ट्रैसर, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1950, ग्रंथ सूची; दवा में रेडियोआइसोटोप के साथ गतिशील अध्ययन 1974, प्रोक, सिम्प., वी. 1-2, वियना, आईएईए, 1975; एल ई डी ई जी ई जी च। एम।, हॉलैंडर जे एम ए। पी ई जी 1 एम और एन आई। आइसोटोप की टेबल, एन वाई, 1 9 67; सिल्वर एस। क्लिनिकल मेडिसिन में रेडियोधर्मी आइसोटोप, न्यू इंग्लैंड। जे मेड, वी। 272, पृ. 569, 1965, ग्रंथ सूची।

वी. वी. बोचकारेव; यू। आई। मोस्कलेव (टोक्स।), तालिका का संकलन। वी.वी. बोचकारेव।

"रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाएँ" विषय के मुख्य प्रावधानों को दोहराएं और प्रस्तावित कार्यों को हल करें। ##6-17 का प्रयोग करें।

प्रमुख बिंदु

1. सत्व(सरल और जटिल) परमाणुओं और अणुओं का कोई भी संयोजन होता है जो एकत्रीकरण की एक निश्चित अवस्था में होता है।

पदार्थों का परिवर्तन, उनकी संरचना और (या) संरचना में परिवर्तन के साथ, कहलाता है रसायनिक प्रतिक्रिया .

2. संरचनात्मक इकाइयां पदार्थों:

· परमाणु- एक रासायनिक तत्व का सबसे छोटा विद्युत तटस्थ कण और एक साधारण पदार्थ, जिसमें इसके सभी रासायनिक गुण होते हैं और यह भौतिक और रासायनिक रूप से अविभाज्य होता है।

· अणु- किसी पदार्थ का सबसे छोटा विद्युतीय रूप से तटस्थ कण जिसमें उसके सभी रासायनिक गुण होते हैं, भौतिक रूप से अविभाज्य, लेकिन रासायनिक रूप से विभाज्य।

3. रासायनिक तत्व एक प्रकार का परमाणु जिसमें एक निश्चित परमाणु आवेश होता है।

4. मिश्रण परमाणु :

कण	कैसे निर्धारित करें?	शुल्क		वज़न
		क्लोरीन	पारंपरिक इकाइयाँ		पूर्वाह्न
इलेक्ट्रॉन	क्रमवाचक संख्या (एन)	1.6 ∙ 10 -19		9.10 ∙ 10 -28	0.00055
प्रोटोन	क्रमवाचक संख्या (एन)	1.6 ∙ 10 -19		1.67 ∙ 10 -24	1.00728
न्यूट्रॉन	Ar-N			1.67 ∙ 10 -24	1.00866

5. मिश्रण परमाणु नाभिक :

नाभिक में प्राथमिक कण होते हैं ( न्युक्लियोन) –

प्रोटान(1 1 पी ) और न्यूट्रॉन(10 एन)।

· क्योंकि परमाणु का लगभग सारा द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है एमपी ≈ मैं नहीं≈ 1 अमु, तब गोल मूल्यएक रकिसी रासायनिक तत्व का नाभिक में कुल नाभिकों की संख्या के बराबर होता है।

7. आइसोटोप- एक ही रासायनिक तत्व के विभिन्न प्रकार के परमाणु, केवल उनके द्रव्यमान में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

समस्थानिकों का पदनाम: तत्व के प्रतीक के बाईं ओर द्रव्यमान संख्या (शीर्ष) और तत्व की क्रम संख्या (नीचे) इंगित करें

समस्थानिकों के द्रव्यमान भिन्न-भिन्न क्यों होते हैं?

कार्य: क्लोरीन समस्थानिकों की परमाणु संरचना निर्धारित करें: 35 17क्लोरीनऔर 37 17क्लोरीन?

उनके नाभिक में न्यूट्रॉन की अलग-अलग संख्या के कारण आइसोटोप के अलग-अलग द्रव्यमान होते हैं।

8. प्रकृति में रासायनिक तत्व समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में विद्यमान होते हैं।

एक ही रासायनिक तत्व की समस्थानिक संरचना को के रूप में व्यक्त किया जाता है परमाणु अंश(ω बजे।), जो इंगित करता है कि किसी दिए गए तत्व के सभी समस्थानिकों के परमाणुओं की कुल संख्या में से किसी दिए गए आइसोटोप के परमाणुओं की संख्या को एक या 100% के रूप में लिया जाता है।

उदाहरण के लिए:

पर (35 17 .) सीएल) = 0.754

पर (37 17 सीएल) = 0.246

9. आवर्त सारणी रासायनिक तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के औसत मूल्यों को उनकी समस्थानिक संरचना को ध्यान में रखते हुए दिखाती है। इसलिए तालिका में दर्शाया गया A r भिन्नात्मक है।

एक रबुध= ω 1 पर) ∙ एआर (1) + … + ω पर।(एन ) ∙ एआर ( एन )

उदाहरण के लिए:

एक रबुध(सीएल) \u003d 0.754 35 + 0.246 ∙ 37 \u003d 35.453

10. हल करने का कार्य:

नंबर 1। बोरॉन के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का निर्धारण करें यदि यह ज्ञात है कि 10 बी समस्थानिक का मोल अंश 19.6% है, और 11 बी समस्थानिक 80.4% है।

11. परमाणुओं और अणुओं का द्रव्यमान बहुत कम होता है। वर्तमान में, भौतिकी और रसायन विज्ञान में एक एकीकृत माप प्रणाली को अपनाया गया है।

1 अमु =एम(एएमयू) = 1/12 एम(12सी) = 1.66057 10 -27 किलो \u003d 1.66057 10 -24 ग्राम।

कुछ परमाणुओं का निरपेक्ष द्रव्यमान:

एम( सी) \u003d 1.99268 10 -23 ग्राम

एम( एच) \u003d 1.67375 10 -24 ग्राम

एम( हे) \u003d 2.656812 10 -23 g

एक र- दिखाता है कि दिया गया परमाणु 12 C परमाणु के 1/12 से कितनी बार भारी है। श्री1.66 10 -27 किग्रा

13. पदार्थों के साधारण नमूनों में परमाणुओं और अणुओं की संख्या बहुत अधिक होती है, इसलिए किसी पदार्थ की मात्रा को निरूपित करते समय माप की एक इकाई का उपयोग किया जाता है -तिल .

· तिल (ν)- किसी पदार्थ की मात्रा की एक इकाई जिसमें उतने ही कण (अणु, परमाणु, आयन, इलेक्ट्रॉन) होते हैं जितने कि एक समस्थानिक के 12 ग्राम में परमाणु होते हैं। 12 सी

1 परमाणु का द्रव्यमान 12 सी 12 amu है, तो समस्थानिक के 12 g में परमाणुओं की संख्या 12 सीबराबर:

एन ए= 12 ग्राम / 12 1.66057 10 -24 ग्राम = 6.0221 ∙ 10 23

· भौतिक मात्रा एन एबुलाया निरंतर अवोगाद्रो (अवोगाद्रो की संख्या) और इसका आयाम [ N A ] = mol -1 है।

14. मूल सूत्र:

एम = श्री = ρ ∙ वीएम(ρ - घनत्व; वी एम - एनसी पर मात्रा)

स्वतंत्र समाधान के लिए कार्य

नंबर 1। 10% गैर-नाइट्रोजन अशुद्धियों वाले 100 ग्राम अमोनियम कार्बोनेट में नाइट्रोजन परमाणुओं की संख्या की गणना करें।

नंबर 2. सामान्य परिस्थितियों में, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड से युक्त 12 लीटर गैस मिश्रण का द्रव्यमान 18 ग्राम होता है। मिश्रण में प्रत्येक गैस के कितने लीटर होते हैं?

क्रम 3। मैंगनीज ऑक्साइड के मिश्रण के 8.24 ग्राम पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड की अधिकता की क्रिया के तहत (चतुर्थ) एक अज्ञात ऑक्साइड MO 2 के साथ जो हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, 1.344 लीटर गैस n.o पर। एक अन्य प्रयोग में, यह पाया गया कि मैंगनीज ऑक्साइड का दाढ़ अनुपात (चतुर्थ) अज्ञात ऑक्साइड के लिए 3:1 है। अज्ञात ऑक्साइड के लिए सूत्र सेट करें और मिश्रण में इसके द्रव्यमान अंश की गणना करें।

यह स्थापित किया गया है कि प्रकृति में पाया जाने वाला प्रत्येक रासायनिक तत्व समस्थानिकों का मिश्रण होता है (इसलिए उनके परमाणु द्रव्यमान भिन्न होते हैं)। यह समझने के लिए कि समस्थानिक एक दूसरे से कैसे भिन्न होते हैं, परमाणु की संरचना पर विस्तार से विचार करना आवश्यक है। एक परमाणु एक नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन बादल बनाता है। एक परमाणु का द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन बादल में कक्षाओं में चौंका देने वाली गति से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों से प्रभावित होता है, न्यूट्रॉन और प्रोटॉन जो नाभिक बनाते हैं।

आइसोटोप क्या हैं

आइसोटोपरासायनिक तत्व का एक प्रकार का परमाणु। किसी भी परमाणु में हमेशा समान संख्या में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन होते हैं। चूंकि उनके पास विपरीत चार्ज होते हैं (इलेक्ट्रॉन नकारात्मक होते हैं, और प्रोटॉन सकारात्मक होते हैं), परमाणु हमेशा तटस्थ होता है (यह प्राथमिक कण चार्ज नहीं करता है, यह शून्य के बराबर होता है)। जब एक इलेक्ट्रॉन खो जाता है या कब्जा कर लिया जाता है, तो परमाणु अपनी तटस्थता खो देता है, या तो नकारात्मक या सकारात्मक आयन बन जाता है।
न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है, लेकिन एक ही तत्व के परमाणु नाभिक में उनकी संख्या भिन्न हो सकती है। यह किसी भी तरह से परमाणु की तटस्थता को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन यह उसके द्रव्यमान और गुणों को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु के प्रत्येक समस्थानिक में एक इलेक्ट्रॉन और प्रत्येक में एक प्रोटॉन होता है। और न्यूट्रॉन की संख्या अलग है। प्रोटियम में केवल 1 न्यूट्रॉन, ड्यूटेरियम में 2 न्यूट्रॉन और ट्रिटियम में 3 न्यूट्रॉन होते हैं। ये तीन समस्थानिक गुणों में एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न हैं।

समस्थानिकों की तुलना

आइसोटोप कैसे भिन्न होते हैं? उनके पास विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन, विभिन्न द्रव्यमान और विभिन्न गुण हैं। आइसोटोप में इलेक्ट्रॉन के गोले की एक समान संरचना होती है। इसका मतलब है कि वे रासायनिक गुणों में काफी समान हैं। इसलिए, उन्हें आवधिक प्रणाली में एक स्थान दिया गया है।
प्रकृति में स्थिर और रेडियोधर्मी (अस्थिर) समस्थानिक पाए गए हैं। रेडियोधर्मी समस्थानिकों के परमाणुओं के नाभिक अनायास अन्य नाभिकों में बदलने में सक्षम होते हैं। रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया में, वे विभिन्न कणों का उत्सर्जन करते हैं।
अधिकांश तत्वों में दो दर्जन से अधिक रेडियोधर्मी समस्थानिक होते हैं। इसके अलावा, रेडियोधर्मी समस्थानिक बिल्कुल सभी तत्वों के लिए कृत्रिम रूप से संश्लेषित होते हैं। समस्थानिकों के प्राकृतिक मिश्रण में, उनकी सामग्री में थोड़ा उतार-चढ़ाव होता है।
समस्थानिकों के अस्तित्व ने यह समझना संभव बना दिया कि क्यों, कुछ मामलों में, कम परमाणु द्रव्यमान वाले तत्वों की क्रम संख्या बड़े परमाणु द्रव्यमान वाले तत्वों की तुलना में अधिक होती है। उदाहरण के लिए, एक आर्गन-पोटेशियम जोड़ी में, आर्गन में भारी समस्थानिक शामिल होते हैं, और पोटेशियम में हल्के समस्थानिक शामिल होते हैं। अतः आर्गन का द्रव्यमान पोटैशियम से अधिक होता है।

ImGist ने निर्धारित किया कि एक दूसरे से समस्थानिकों के बीच का अंतर इस प्रकार है:

उनके पास विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन हैं।
आइसोटोप में परमाणुओं के विभिन्न द्रव्यमान होते हैं।
आयनों के परमाणुओं के द्रव्यमान का मान उनकी कुल ऊर्जा और गुणों को प्रभावित करता है।

रेडियोधर्मी तत्वों के गुणों का अध्ययन करने पर, यह पाया गया कि विभिन्न परमाणु द्रव्यमान वाले परमाणु एक ही रासायनिक तत्व में पाए जा सकते हैं। साथ ही, उनके पास एक ही परमाणु चार्ज होता है, यानी, ये तीसरे पक्ष के पदार्थों की अशुद्धता नहीं है, बल्कि एक ही पदार्थ है।

समस्थानिक क्या हैं और वे क्यों मौजूद हैं

मेंडेलीफ की आवर्त प्रणाली में, एक दिए गए तत्व और एक पदार्थ के परमाणु दोनों नाभिक के एक अलग द्रव्यमान के साथ एक कोशिका पर कब्जा कर लेते हैं। उपरोक्त के आधार पर, एक ही पदार्थ की ऐसी किस्मों को "आइसोटोप" नाम दिया गया था (यूनानी आइसोस से - वही और टॉपोस - स्थान)। इसलिए, आइसोटोप- ये किसी दिए गए रासायनिक तत्व की किस्में हैं, जो परमाणु नाभिक के द्रव्यमान में भिन्न होती हैं।

स्वीकृत न्यूट्रॉन के अनुसार नाभिक का रोटन मॉडलआइसोटोप के अस्तित्व की व्याख्या इस प्रकार करें: पदार्थ के कुछ परमाणुओं के नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न होती है, लेकिन प्रोटॉन की संख्या समान होती है। वास्तव में, एक तत्व के समस्थानिकों का नाभिकीय आवेश समान होता है, इसलिए नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या समान होती है। नाभिक क्रमशः द्रव्यमान में भिन्न होते हैं, उनमें न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या होती है।

स्थिर और अस्थिर समस्थानिक

समस्थानिक या तो स्थिर होते हैं या अस्थिर। आज तक, लगभग 270 स्थिर समस्थानिक और 2000 से अधिक अस्थिर समस्थानिक ज्ञात हैं। स्थिर समस्थानिक- ये रासायनिक तत्वों की किस्में हैं जो स्वतंत्र रूप से लंबे समय तक मौजूद रह सकती हैं।

ज्यादातर अस्थिर समस्थानिककृत्रिम रूप से प्राप्त किया गया था। अस्थिर समस्थानिक रेडियोधर्मी होते हैं, उनके नाभिक रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया के अधीन होते हैं, अर्थात, कणों और / या विकिरण के उत्सर्जन के साथ, अन्य नाभिकों में सहज परिवर्तन। लगभग सभी रेडियोधर्मी कृत्रिम समस्थानिकों का आधा जीवन बहुत कम होता है, जिन्हें सेकंड में और यहां तक ​​कि सेकंड के अंशों में मापा जाता है।

एक नाभिक में कितने समस्थानिक हो सकते हैं

नाभिक में न्यूट्रॉन की मनमानी संख्या नहीं हो सकती है। तदनुसार, समस्थानिकों की संख्या सीमित है। प्रोटॉन की संख्या में भीतत्वों, स्थिर समस्थानिकों की संख्या दस तक पहुँच सकती है। उदाहरण के लिए, टिन में 10 समस्थानिक होते हैं, क्सीनन में 9, पारा में 7 होते हैं, और इसी तरह।

वो तत्व प्रोटॉन की संख्या विषम है, केवल दो स्थिर समस्थानिक हो सकते हैं। कुछ तत्वों में केवल एक स्थिर समस्थानिक होता है। ये सोना, एल्यूमीनियम, फास्फोरस, सोडियम, मैंगनीज और अन्य जैसे पदार्थ हैं। विभिन्न तत्वों के लिए स्थिर समस्थानिकों की संख्या में इस तरह के बदलाव नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा पर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या की जटिल निर्भरता से जुड़े होते हैं।

प्रकृति में लगभग सभी पदार्थ आइसोटोप के मिश्रण के रूप में मौजूद हैं। किसी पदार्थ की संरचना में समस्थानिकों की संख्या पदार्थ के प्रकार, परमाणु द्रव्यमान और किसी दिए गए रासायनिक तत्व के स्थिर समस्थानिकों की संख्या पर निर्भर करती है।

यहां तक ​​कि प्राचीन दार्शनिकों ने भी सुझाव दिया था कि पदार्थ परमाणुओं से निर्मित होता है। हालाँकि, यह तथ्य कि ब्रह्मांड की "ईंटों" में स्वयं सबसे छोटे कण होते हैं, वैज्ञानिकों ने केवल 19 वीं और 20 वीं शताब्दी के मोड़ पर अनुमान लगाना शुरू किया। इसे साबित करने वाले प्रयोगों ने अपने समय में विज्ञान में एक वास्तविक क्रांति की। यह घटक भागों का मात्रात्मक अनुपात है जो एक रासायनिक तत्व को दूसरे से अलग करता है। क्रम संख्या के अनुसार उनमें से प्रत्येक का अपना स्थान है। लेकिन परमाणुओं की किस्में हैं जो द्रव्यमान और गुणों में अंतर के बावजूद, तालिका में समान कोशिकाओं पर कब्जा कर लेती हैं। ऐसा क्यों है और रसायन विज्ञान में कौन से समस्थानिक हैं, इस पर बाद में चर्चा की जाएगी।

परमाणु और उसके कण

अल्फा कणों की बमबारी के माध्यम से पदार्थ की संरचना की खोज करते हुए, ई. रदरफोर्ड ने 1910 में साबित किया कि परमाणु का मुख्य स्थान खालीपन से भरा होता है। और केवल केंद्र में ही कोर है। नकारात्मक इलेक्ट्रॉन इसके चारों ओर कक्षाओं में घूमते हैं, जिससे इस प्रणाली का खोल बनता है। इस प्रकार पदार्थ की "ईंटों" का ग्रहीय मॉडल बनाया गया।

आइसोटोप क्या हैं? रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम से याद रखें कि नाभिक की एक जटिल संरचना भी होती है। इसमें धनात्मक प्रोटॉन और अनावेशित न्यूट्रॉन होते हैं। पूर्व की संख्या रासायनिक तत्व की गुणात्मक विशेषताओं को निर्धारित करती है। यह प्रोटॉन की संख्या है जो पदार्थों को एक दूसरे से अलग करती है, उनके नाभिक को एक निश्चित चार्ज के साथ समाप्त करती है। और इसी आधार पर उन्हें आवर्त सारणी में एक क्रमांक दिया जाता है। लेकिन एक ही रासायनिक तत्व में न्यूट्रॉन की संख्या उन्हें आइसोटोप में अलग करती है। इसलिए इस अवधारणा की रसायन शास्त्र में परिभाषा इस प्रकार दी जा सकती है। ये परमाणुओं की किस्में हैं जो नाभिक की संरचना में भिन्न होती हैं, समान आवेश और क्रम संख्या होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या में अंतर के कारण अलग-अलग द्रव्यमान संख्या होती है।

नोटेशन

कक्षा 9 और आइसोटोप में रसायन विज्ञान का अध्ययन, छात्र स्वीकृत सम्मेलनों के बारे में जानेंगे। Z अक्षर नाभिक के आवेश को दर्शाता है। यह आंकड़ा प्रोटॉन की संख्या के साथ मेल खाता है और इसलिए उनका संकेतक है। न्यूट्रॉन के साथ इन तत्वों का योग, एन के साथ चिह्नित, ए है - द्रव्यमान संख्या। एक पदार्थ के समस्थानिकों का परिवार, एक नियम के रूप में, उस रासायनिक तत्व के चिह्न द्वारा इंगित किया जाता है, जो आवर्त सारणी में एक सीरियल नंबर से संपन्न होता है जो उसमें प्रोटॉन की संख्या से मेल खाता है। निर्दिष्ट आइकन में जोड़ा गया बायां सुपरस्क्रिप्ट द्रव्यमान संख्या से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, 238 यू। एक तत्व का प्रभार (इस मामले में, यूरेनियम, क्रम संख्या 92 के साथ चिह्नित) नीचे एक समान सूचकांक द्वारा दर्शाया गया है।

इन आँकड़ों को जानकर, किसी दिए गए समस्थानिक में न्यूट्रॉन की संख्या की गणना आसानी से की जा सकती है। यह द्रव्यमान संख्या माइनस सीरियल नंबर के बराबर है: 238 - 92 \u003d 146। न्यूट्रॉन की संख्या कम हो सकती है, इससे यह रासायनिक तत्व यूरेनियम नहीं रहेगा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अक्सर अन्य, सरल पदार्थों में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या लगभग समान होती है। इस तरह की जानकारी यह समझने में मदद करती है कि रसायन विज्ञान में एक आइसोटोप क्या है।

न्युक्लियोन

यह प्रोटॉन की संख्या है जो एक निश्चित तत्व को व्यक्तित्व देता है, और न्यूट्रॉन की संख्या इसे किसी भी तरह से प्रभावित नहीं करती है। लेकिन परमाणु द्रव्यमान इन दो संकेतित तत्वों से बना है, जिनका सामान्य नाम "न्यूक्लियॉन्स" है, जो उनके योग का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि, यह सूचक उन पर निर्भर नहीं करता है जो परमाणु के ऋणात्मक आवेशित कोश का निर्माण करते हैं। क्यों? यह सिर्फ तुलना करने लायक है।

एक परमाणु में एक प्रोटॉन का द्रव्यमान अंश बड़ा होता है और लगभग 1 AU होता है। यू एम या 1.672 621 898 (21) 10 -27 किग्रा। न्यूट्रॉन इस कण के मापदंडों के करीब है (1.674 927 471(21) 10 -27 किग्रा)। लेकिन एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान हजारों गुना छोटा होता है, इसे नगण्य माना जाता है और इसे ध्यान में नहीं रखा जाता है। इसलिए, रसायन विज्ञान में किसी तत्व की सुपरस्क्रिप्ट को जानने के बाद, समस्थानिकों के नाभिक की संरचना का पता लगाना मुश्किल नहीं है।

हाइड्रोजन के समस्थानिक

कुछ तत्वों के समस्थानिक प्रकृति में इतने प्रसिद्ध और सामान्य हैं कि उन्हें अपने नाम प्राप्त हुए हैं। इसका सबसे स्पष्ट और सरल उदाहरण हाइड्रोजन है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, यह प्रोटियम के अपने सबसे सामान्य रूप में पाया जाता है। इस तत्व की द्रव्यमान संख्या 1 है, और इसके नाभिक में एक प्रोटॉन होता है।

तो रसायन विज्ञान में हाइड्रोजन समस्थानिक क्या हैं? जैसा कि आप जानते हैं, इस पदार्थ के परमाणुओं की आवर्त सारणी में पहली संख्या होती है और, तदनुसार, प्रकृति में 1 की आवेश संख्या के साथ संपन्न होते हैं। लेकिन एक परमाणु के नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या उनके लिए भिन्न होती है। ड्यूटेरियम, भारी हाइड्रोजन होने के कारण, प्रोटॉन के अलावा, नाभिक में एक और कण, यानी न्यूट्रॉन होता है। नतीजतन, यह पदार्थ प्रोटियम के विपरीत अपने स्वयं के भौतिक गुणों को प्रदर्शित करता है, जिसका अपना वजन, गलनांक और क्वथनांक होता है।

ट्रिटियम

ट्रिटियम सबसे जटिल है। यह अतिभारी हाइड्रोजन है। रसायन शास्त्र में आइसोटोप की परिभाषा के अनुसार, इसकी चार्ज संख्या 1 है, लेकिन द्रव्यमान संख्या 3 है। इसे अक्सर ट्राइटन कहा जाता है, क्योंकि एक प्रोटॉन के अलावा, इसके नाभिक में दो न्यूट्रॉन होते हैं, अर्थात, इसमें तीन तत्व होते हैं। 1934 में रदरफोर्ड, ओलीफेंट और हरटेक द्वारा खोजे गए इस तत्व का नाम इसकी खोज से पहले ही प्रस्तावित किया गया था।

यह रेडियोधर्मी गुणों को प्रदर्शित करने वाला एक अस्थिर पदार्थ है। इसके नाभिक में एक बीटा कण और एक इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो की रिहाई के साथ विभाजित होने की क्षमता है। इस पदार्थ की क्षय ऊर्जा बहुत अधिक नहीं है और इसकी मात्रा 18.59 keV है। इसलिए ऐसा रेडिएशन इंसानों के लिए ज्यादा खतरनाक नहीं है। साधारण कपड़े और सर्जिकल दस्ताने इससे बचाव कर सकते हैं। और भोजन से प्राप्त यह रेडियोधर्मी तत्व शरीर से जल्दी बाहर हो जाता है।

यूरेनियम के समस्थानिक

यूरेनियम के विभिन्न प्रकार बहुत अधिक खतरनाक हैं, जिनमें से 26 आज विज्ञान के लिए जाने जाते हैं। इसलिए, रसायन शास्त्र में आइसोटोप क्या हैं, इस बारे में बात करते समय, इस तत्व का उल्लेख नहीं करना असंभव है। विभिन्न प्रकार के यूरेनियम के बावजूद, प्रकृति में इसके केवल तीन समस्थानिक पाए जाते हैं। इनमें 234 यू, 235 यू, 238 यू शामिल हैं। उनमें से पहला, उपयुक्त गुण वाले, सक्रिय रूप से परमाणु रिएक्टरों में ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। और बाद वाला - प्लूटोनियम -239 के उत्पादन के लिए, जो स्वयं, बदले में, सबसे मूल्यवान ईंधन के रूप में अपरिहार्य है।

प्रत्येक रेडियोधर्मी तत्व की अपनी विशेषता होती है। यह उस समय की लंबाई है जिसके दौरान पदार्थ ½ के अनुपात में विभाजित होता है। अर्थात् इस प्रक्रिया के फलस्वरूप पदार्थ के परिरक्षित भाग की मात्रा आधी हो जाती है। यूरेनियम के लिए समय की यह अवधि बहुत बड़ी है। उदाहरण के लिए, आइसोटोप -234 के लिए, यह 270 सहस्राब्दी का अनुमान है, और अन्य दो संकेतित किस्मों के लिए, यह बहुत अधिक महत्वपूर्ण है। रिकॉर्ड आधा जीवन यूरेनियम -238 का है, जो अरबों वर्षों तक चलता है।

न्यूक्लाइड

प्रत्येक प्रकार के परमाणु, जो कि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की अपनी और कड़ाई से परिभाषित संख्या की विशेषता है, इतना स्थिर नहीं है कि इसके अध्ययन के लिए कम से कम कुछ लंबी अवधि पर्याप्त हो। जो अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं उन्हें न्यूक्लाइड कहा जाता है। इस प्रकार की स्थिर संरचनाएं रेडियोधर्मी क्षय से नहीं गुजरती हैं। अस्थिर को रेडियोन्यूक्लाइड कहा जाता है और बदले में, अल्पकालिक और लंबे समय तक रहने वाले में भी विभाजित किया जाता है। जैसा कि कक्षा 11 के रसायन विज्ञान के पाठों से पता चलता है कि आइसोटोप परमाणुओं की संरचना के बारे में, ऑस्मियम और प्लैटिनम में रेडियोन्यूक्लाइड की संख्या सबसे अधिक होती है। कोबाल्ट और सोने में से प्रत्येक में एक स्थिर न्यूक्लाइड होता है, और टिन में सबसे अधिक स्थिर न्यूक्लाइड होते हैं।

आइसोटोप की क्रम संख्या की गणना

अब आइए पहले वर्णित जानकारी को संक्षेप में प्रस्तुत करने का प्रयास करें। यह समझने के बाद कि रसायन विज्ञान में समस्थानिक क्या हैं, यह पता लगाने का समय है कि आप प्राप्त ज्ञान का उपयोग कैसे कर सकते हैं। आइए इसे एक विशिष्ट उदाहरण के साथ देखें। मान लीजिए कि यह ज्ञात है कि एक निश्चित रासायनिक तत्व की द्रव्यमान संख्या 181 है। उसी समय, किसी दिए गए पदार्थ के परमाणु के कोश में 73 इलेक्ट्रॉन होते हैं। आवर्त सारणी का उपयोग करके, किसी दिए गए तत्व के नाम के साथ-साथ उसके नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या का पता कैसे लगाया जा सकता है?

आइए समस्या को हल करना शुरू करें। आप किसी पदार्थ का नाम उसकी क्रम संख्या जानकर निर्धारित कर सकते हैं, जो प्रोटॉन की संख्या से मेल खाती है। चूँकि एक परमाणु में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की संख्या बराबर होती है, यह 73 है। तो, यह टैंटलम है। इसके अलावा, कुल न्यूक्लियंस की कुल संख्या 181 है, जिसका अर्थ है कि इस तत्व के प्रोटॉन 181 - 73 = 108 हैं। काफी सरलता से।

गैलियम के समस्थानिक

गैलियम तत्व की परमाणु संख्या 71 है। प्रकृति में, इस पदार्थ के दो समस्थानिक हैं - 69 Ga और 71 Ga। गैलियम की किस्मों का प्रतिशत कैसे निर्धारित करें?

रसायन विज्ञान में समस्थानिकों पर समस्याओं को हल करना लगभग हमेशा उस जानकारी से जुड़ा होता है जिसे आवर्त सारणी से प्राप्त किया जा सकता है। इस बार भी आपको ऐसा ही करना चाहिए। आइए हम निर्दिष्ट स्रोत से औसत परमाणु द्रव्यमान निर्धारित करें। यह 69.72 के बराबर है। x और y के लिए पहले और दूसरे समस्थानिकों के मात्रात्मक अनुपात को निरूपित करते हुए, हम उनका योग 1 के बराबर लेते हैं। इसलिए, समीकरण के रूप में, यह लिखा जाएगा: x + y = 1. यह इस प्रकार है कि 69x + 71y = 69.72. y को x के रूप में व्यक्त करने और पहले समीकरण को दूसरे समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर, हमें x = 0.64 और y = 0.36 प्राप्त होता है। इसका मतलब है कि 69 Ga प्रकृति में 64% है, और 71 Ga का प्रतिशत 34% है।

आइसोटोप परिवर्तन

अन्य तत्वों में उनके परिवर्तन के साथ समस्थानिकों के रेडियोधर्मी विखंडन को तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित किया गया है। इनमें से पहला अल्फा क्षय है। यह एक कण के उत्सर्जन के साथ होता है, जो हीलियम परमाणु का केंद्रक होता है। अर्थात्, यह गठन, न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के जोड़े के एक समूह से मिलकर बनता है। चूंकि उत्तरार्द्ध की संख्या आवधिक प्रणाली में चार्ज संख्या और पदार्थ के परमाणु की संख्या निर्धारित करती है, इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, एक तत्व का दूसरे में गुणात्मक परिवर्तन होता है, और तालिका में यह बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है दो कोशिकाओं द्वारा। इस मामले में, तत्व की द्रव्यमान संख्या 4 इकाइयों से कम हो जाती है। यह हम समस्थानिकों के परमाणुओं की संरचना से जानते हैं।

जब एक परमाणु का नाभिक एक बीटा कण खो देता है, जो अनिवार्य रूप से एक इलेक्ट्रॉन है, तो इसकी संरचना बदल जाती है। न्यूट्रॉन में से एक प्रोटॉन में बदल जाता है। इसका मतलब है कि पदार्थ की गुणात्मक विशेषताएं फिर से बदल जाती हैं, और तत्व एक सेल को तालिका में दाईं ओर ले जाता है, व्यावहारिक रूप से द्रव्यमान खोए बिना। आमतौर पर, ऐसा परिवर्तन विद्युत चुम्बकीय गामा विकिरण से जुड़ा होता है।

रेडियम समस्थानिक रूपांतरण

समस्थानिकों के बारे में ग्रेड 11 रसायन विज्ञान से उपरोक्त जानकारी और ज्ञान फिर से व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित: 226 रा क्षय के दौरान समूह IV के एक रासायनिक तत्व में बदल जाता है, जिसकी द्रव्यमान संख्या 206 है। इस मामले में कितने अल्फा और बीटा कणों को खोना चाहिए?

आवर्त सारणी का उपयोग करते हुए, बेटी तत्व के द्रव्यमान और समूह में परिवर्तन को देखते हुए, यह निर्धारित करना आसान है कि विखंडन के दौरान गठित आइसोटोप 82 के चार्ज और 206 की द्रव्यमान संख्या के साथ लेड होगा। और चार्ज नंबर दिया गया है इस तत्व और मूल रेडियम में, यह माना जाना चाहिए कि इसके नाभिक ने पांच अल्फा-कण और चार बीटा कण खो दिए।

रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग

रेडियोधर्मी विकिरण से जीवित जीवों को होने वाले नुकसान से हर कोई अच्छी तरह वाकिफ है। हालांकि, रेडियोधर्मी समस्थानिकों के गुण मनुष्यों के लिए उपयोगी होते हैं। वे कई उद्योगों में सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं। उनकी मदद से, बिजली संयंत्रों में इंजीनियरिंग और भवन संरचनाओं, भूमिगत पाइपलाइनों और तेल पाइपलाइनों, भंडारण टैंकों, हीट एक्सचेंजर्स में लीक का पता लगाना संभव है।

इन गुणों का वैज्ञानिक प्रयोगों में भी सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, परेशान मक्खी मनुष्यों, पशुओं और घरेलू पशुओं के लिए कई गंभीर बीमारियों का वाहक है। इसे रोकने के लिए, कमजोर रेडियोधर्मी विकिरण के माध्यम से इन कीड़ों के नरों की नसबंदी की जाती है। कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के तंत्र के अध्ययन में आइसोटोप भी अपरिहार्य हैं, क्योंकि इन तत्वों के परमाणु पानी और अन्य पदार्थों को लेबल कर सकते हैं।

जैविक अनुसंधान में, लेबल किए गए समस्थानिकों का भी अक्सर उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, यह इस तरह से स्थापित किया गया था कि फास्फोरस मिट्टी को कैसे प्रभावित करता है, खेती वाले पौधों की वृद्धि और विकास। आइसोटोप के गुणों का दवा में भी सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है, जिससे कैंसर के ट्यूमर और अन्य गंभीर बीमारियों का इलाज करना और जैविक जीवों की उम्र निर्धारित करना संभव हो गया।