Sự phóng xạ và sự biến đổi các nguyên tố hóa học

Sự phóng xạ và sự biến đổi các nguyên tố hóa học Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ1. Sự phóng xạ và sự biến đổi các nguyên tố hóa học Năm 1896, nhà vật lí học người pháp Becquerel phát hiện ra rằng những hợp chất của urani có khả năng phát ra những tia không nhìn thấy được, nhưng tác dụng lên giấy ảnh, xuyên qua những vật mà tia sáng thường không xuyên qua được như là kim loại mỏng v.v... Các tia này còn có khả năng phá hủy tế bào và tiêu diệt vi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự phóng xạ và sự biến đổi các nguyên tố hóa học Sự phóng xạ và sự biến đổi các nguyên tố hóa học Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ1. Sự phóng xạ và sự biến đổi các nguyên tố hóa họcNăm 1896, nhà vật lí học người pháp Becquerel phát hiện ra rằng những hợpchất của urani có khả năng phát ra những tia không nhìn thấy được, nhưng tácdụng lên giấy ảnh, xuyên qua những vật mà tia sáng thường không xuyên quađược như là kim loại mỏng v.v... Các tia này còn có khả năng phá hủy tế bàovà tiêu diệt vi khuẩn...Vài năm sau, ông bà Pierre và Marie Curie đã tìm ra nguyên tố poloni và radicó khả năng phát ra những tia t ương tự nhưng mạnh hơn gần 3 triệu lần ! BàMarie Curie gọi đó là các tia phóng xạ.Tia phóng xạ của radi phát ra là một dòng những hạt nhân heli (gọi l à hạt alphaα), những hạt electron v.v... ch uyển động với vận tốc rất lớn.Nghiên cứu sự phóng xạ của radi và của các nguyên tố khác người ta thấy đó làsự phân rã hạt nhân nguyên tử gây ra.Một nguyên tố được gọi là phóng xạ khi hạt nhân của một số nguyên tử củanguyên tố đó tự phân rã. Hiện tượng đó xảy ra một cách tự nhiên, không có tácđộng bên ngoài.Sản phẩm của sự phân rã đó là những nguyên tử của các nguyên tố có điện tíchhạt nhân nhỏ hơn. Ví d ụ :Một nguyên tố phóng xạ có thể do một nguyên tố khác sinh ra. Rồi nó lại sinhra nguyên tố phóng xạ khác... cho tới một nguyên tố bền, không phóng xạ.Ví dụ: nguyên tố urani liên tiếp biến đổi thành nhiều nguyên tố phóng xạ khác,trong đó có radi. Radi phóng xạ sinh ra radon. Radon lại phóng xạ sinh ranhững nguyên tố khác... cuối c ùng thì đến chì, nguyên tố không phóng xạ thìngừng lại.Tất cả các nguyên tố phóng xạ đều xuất phát từ một nguyên tố ông tổ gọi l àmột họ phóng xạ.Khi điện tích hạt nhân thay đổi, nguy ên tử của nguyên tố này biến đổi thànhnguyên tử của nguyên tố khác. Trong ví dụ trên, nguyên tố radi biến đổi thànhnguyên tố radon và heli, urani thành thori và heli...Ngày nay nhờ các máy gia tốc hạt nhân, ng ười ta có thể phá vỡ hạt nhân củanguyên tử nặng để tạo thành các nguyên t ử có điện tích nhỏ hơn hoặc cho cáchạt nhân kết hợp với nhau để tạo ra các nguyên tử có điện tích lớn hơn. Nhờvậy người ta đã điều chế nhân tạo được các nguyên tố không có trong tự nhiên(Z = 93 đến Z = 109). Đó là các nguyên t ố siêu urani có nghĩa là các nguyêntố đứng sau urani, đó là cácc đồng vị của các nguyên tố đã biết nhưng có tínhphóng xạ, ví dụ đồng vị 131I(đọc l à iốt 131) dùng để chuẩn đoán bệnh, đồng vị61Co(đọc là coban 61) dùng ch ữa bệnh ung thư v.v...Số đồng vị phóng xạ nhân tạo (khoảng gần 1000) v ượt xa số đồng vị có trongtự nhiên (khoảng 300).Phản ứng hạt nhân là sự biến đổi hạt nhân do sự tự phân rã hạt nhân (sự phóngxạ), hoặc do t ương tác giữa các hạt nhân với nhau hoặc giữa hạt nhân với cáchạt cơ bản (proton, nơtron...)Trong các phản ứng hạt nhân, nguyên tử của nguyên tố nọ biến đổi thànhnguyên tử của nguyên tố kia. Ví dụ: 1. Một trong những phản ứng xảy ra trong bom khinh khí 2. Phản ứng điều chế nhân tạo nguyên tố 104 (Rutherford) thực hiện tại Việnliên hợp nghiên cứu nguyên tử của các nước xã hội chủ nghĩa đặt tại Dupna(Liên Xô) 3. Phản ứng sau đây đáng l ưu ý ở chỗ về nguyên tắc có thể thực hiện đ ượcước mơ của các nhà giả kim thuật thời trung cổ muốn biến thuỷ ngân thànhvàng2. Ứng dụng của các đồng vị phóng xạa) Chữa bệnh ung thưCấu trúc của ADN, bên trong gien c ủa cácc động vật và động vật có thể bị thayđổi khi bị chiếu xạ; các tế bào ung thư dễ bị phá huỷ hơn các tế bào lành mạnh.Vì vậy các tia gamma (γ)phát ra từ đồng vị phóng xạ coban- 60 ( ) có khảnăng xuyên sâu, dùng để điều trị các khối u bên trong cơ thể - Coban - 60 lànguồn phát ra tia gamma thông dụng nhất. C òn các bệnh ung thư ở bên ngoàinhư ung thư da có thể điều trị bằng phot pho 30 ( ) hay stronti - 90 ( )đựng trong túi nhựa băng vào vùng tổn thương.b) Nghiên cứu con đường chuyển hoá trong cơ thểCác đồng vị phóng xạ có thể để theo d õi sự chuyển hoá của các nguyên tố khácnhau trong cơ thể sinh vật. Chẳng hạn, dùng một loại phân bón có chứa đồngvị phóng xạ photpho - 32 ( ) để theo dõi sự hấp thụ photphat và sự chuyểnhoá của photpho của cây cối. Dùng đồng vị iot -131 ( ) phóng xạ để chuẩnđoán và chữa bệnh bứu cổ.c) Đo bề dày các bình và phát hiện ra những chỗ trốngKhi đi qua các vật liệu, các tia phóng xạ càng bị yếu nếu vật liệu càng dày. Chonên người ta dùng tia gamma để đo bề dày của các vật liệu như giấy, kim loại,nhựa...Việc sử dụng tia phóng xạ để đo bề d ày của các vật liệu ưu việt ở chỗ khôngcần cắt các vật liệu đó ra. Các tia b êta (β) có thể dùng để đo bề dày của một láthép cỡ 0,2 cm, còn tia gamma có thể dùng để xác định độ dày của lá thép tới10 cm !Cũng tương tự như vậy, có thể dùng tia phóng xạ để đo mực chất lỏng đựngtrong một bình kín ...