סוגי איזוטופים ושימושיהם

איזוטופים הם "גרסאות" אלטרנטיביות של יסודות בעלי מסה אטומית שונה אך אותו מספר אטומי. המספר האטומי של יסוד הוא פשוט מספר הפרוטונים הקיים באטום שלו, בעוד שהמסה האטומית תלויה בכמה נויטרונים שיש לו. לאיזוטופים של אותו יסוד יש כמויות שונות של נויטרונים, אם כי ספירת הפרוטונים זהה. מדענים מחלקים איזוטופים לשני סוגים עיקריים: רדיואקטיבי ויציב. שני הסוגים רואים שימוש נרחב בכמה תעשיות ותחומי לימוד.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

איזוטופים יציבים עוזרים בזיהוי סלעים ומינרלים קדומים. איזוטופים רדיואקטיביים מייצרים אנרגיה ומשמשים במדע, ברפואה ובתעשייה.

לאיזוטופים יציבים יש שילוב יציב של פרוטון-נויטרונים ואינם מראים שום סימן של ריקבון. יציבות זו נובעת מכמות הנייטרונים הקיימים באטום. אם באטום יש יותר מדי או מעט מדי נויטרונים, הוא לא יציב ונוטה להתפרק. מכיוון שאיזוטופים יציבים אינם מתכלים, הם אינם מייצרים קרינה או את הסיכונים הבריאותיים הנלווים לה.

מדענים המבצעים ניסויים סביבתיים ואקולוגיים משתמשים באיזוטופים יציבים של חמצן, מימן, גופרית, חנקן ופחמן. לדוגמא, בגיאוכימיה חוקרים מדענים את ההרכב הכימי של חומרים גיאולוגיים כמו מינרלים וסלעים. איזוטופים יציבים הם כלים מהימנים לקביעת עובדות רבות אודות חומרים גיאולוגיים, כגון גילם ומאיפה הם הגיעו.

באיזוטופים רדיואקטיביים יש שילוב לא יציב של פרוטונים ונויטרונים. איזוטופים אלה מתפוררים, ופולטים קרינה הכוללת קרני אלפא, בטא וגמא. מדענים מסווגים איזוטופים רדיואקטיביים על פי תהליך היצירה שלהם: אורך חיים, קוסמוגני, אנתרופוגני ורדיוגני.

איזוטופים רדיואקטיביים ארוכי טווח הופיעו במהלך יצירת מערכת השמש, ואילו איזוטופים רדיואקטיביים קוסמוגניים מתרחשים כתגובה של האטמוספרה לקרניים קוסמיות הנפלטות על ידי כוכבים. איזוטופים אנתרופוגניים מגיעים מפעילות גרעינית מתוצרת האדם, כמו בדיקת נשק וייצור דלק גרעיני, ואילו איזוטופים רדיוגניים הם התוצאה הסופית של ריקבון רדיואקטיבי.

איזוטופים רדיואקטיביים מוצאים שימושים בחקלאות, בתעשיית המזון, בהדברה, בארכיאולוגיה וברפואה. בתיארוך פחמן, המודד את גיל הפריטים הנושאים פחמן, נעשה שימוש באיזוטופ רדיואקטיבי המכונה פחמן 14. ברפואה, קרני גמא הנפלטות על ידי אלמנטים רדיואקטיביים משמשות לאיתור גידולים בתוך גוף האדם. הקרנת מזון - תהליך חשיפת המזון לרמה מבוקרת של קרני גמא - הורגת סוגים רבים של חיידקים, מה שהופך את האוכל לבטוח יותר לאכילה.