Arten von Isotopen und ihre Verwendungen

Isotope sind alternative „Versionen“ von Elementen, die eine andere Atommasse, aber dieselbe Ordnungszahl haben. Die Ordnungszahl eines Elements ist einfach die Anzahl der Protonen, die in seinem Atom vorhanden sind, während die Atommasse davon abhängt, wie viele Neutronen es hat. Isotope desselben Elements haben unterschiedliche Neutronenmengen, obwohl die Protonenzahl gleich ist. Wissenschaftler teilen Isotope in zwei Haupttypen ein: radioaktive und stabile. Beide Typen werden in verschiedenen Branchen und Studienrichtungen weit verbreitet.

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Stabile Isotope helfen bei der Identifizierung alter Gesteine ​​und Mineralien. Radioaktive Isotope produzieren Energie und dienen in Wissenschaft, Medizin und Industrie.

Stabile Isotope haben eine stabile Proton-Neutron-Kombination und zeigen keine Zerfallserscheinungen. Diese Stabilität kommt von der Menge an Neutronen, die in einem Atom vorhanden sind. Hat ein Atom zu viele oder zu wenige Neutronen, ist es instabil und neigt zum Zerfall. Da stabile Isotope nicht zerfallen, erzeugen sie keine Strahlung oder die damit verbundenen Gesundheitsrisiken.

Wissenschaftler, die Umwelt- und Umweltexperimente durchführen, verwenden stabile Isotope von Sauerstoff, Wasserstoff, Schwefel, Stickstoff und Kohlenstoff. In der Geochemie untersuchen Wissenschaftler beispielsweise die chemische Zusammensetzung von geologischen Materialien wie Mineralien und Gesteinen. Stabile Isotope sind zuverlässige Werkzeuge, um viele Fakten über geologische Materialien zu bestimmen, beispielsweise ihr Alter und ihre Herkunft.

Radioaktive Isotope haben eine instabile Kombination von Protonen und Neutronen. Diese Isotope zerfallen und emittieren Strahlung, die Alpha-, Beta- und Gammastrahlen enthält. Wissenschaftler klassifizieren radioaktive Isotope nach ihrem Entstehungsprozess: langlebig, kosmogen, anthropogen und radiogen.

Langlebige radioaktive Isotope entstanden während der Entstehung des Sonnensystems, während kosmogene radioaktive Isotope als Reaktion der Atmosphäre auf kosmische Strahlung von Sternen entstehen. Anthropogene Isotope stammen aus menschengemachten nuklearen Aktivitäten wie Waffentests und der Herstellung von Kernbrennstoffen, während radiogene Isotope das Endergebnis radioaktiven Zerfalls sind.

Radioaktive Isotope finden Anwendung in der Landwirtschaft, Lebensmittelindustrie, Schädlingsbekämpfung, Archäologie und Medizin. Die Radiokarbon-Datierung, die das Alter von kohlenstoffhaltigen Gegenständen misst, verwendet ein radioaktives Isotop, das als Kohlenstoff-14 bekannt ist. In der Medizin werden von radioaktiven Elementen emittierte Gammastrahlen verwendet, um Tumore im menschlichen Körper zu erkennen. Die Bestrahlung von Lebensmitteln – der Prozess, bei dem Lebensmittel einer kontrollierten Menge an Gammastrahlen ausgesetzt werden – tötet viele Arten von Bakterien ab, wodurch Lebensmittel sicherer zu essen sind.