Izotopi ir alternatīvas elementu “versijas”, kurām ir atšķirīga atomu masa, bet vienāds atomu skaitlis. Elementa atomu skaits ir vienkārši tā atomā esošo protonu skaits, savukārt atomu masa ir atkarīga no tā, cik daudz tajā ir neitronu. Tā paša elementa izotopos ir atšķirīgs neitronu daudzums, lai gan protonu skaits ir vienāds. Zinātnieki izotopus iedala divos galvenajos veidos: radioaktīvie un stabilie. Abi veidi redz plašu pielietojumu vairākās nozarēs un studiju jomās.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Stabili izotopi palīdz identificēt senos iežus un minerālvielas. Radioaktīvie izotopi ražo enerģiju un kalpo zinātnē, medicīnā un rūpniecībā.
Stabili izotopi
Stabilajiem izotopiem ir stabila protonu un neitronu kombinācija, un tiem nav nekādu sabrukšanas pazīmju. Šī stabilitāte rodas no atomā esošo neitronu daudzuma. Ja atomam ir par daudz vai par maz neitronu, tas ir nestabils un mēdz sadalīties. Tā kā stabilie izotopi nesadalās, tie nerada starojumu vai ar to saistīto veselības apdraudējumu.
Stabilu izotopu izmantošana
Zinātnieki, kas veic vides un ekoloģiskos eksperimentus, izmanto stabilus skābekļa, ūdeņraža, sēra, slāpekļa un oglekļa izotopus. Piemēram, ģeoķīmijā zinātnieki pēta tādu ģeoloģisko materiālu ķīmisko sastāvu kā minerāli un ieži. Stabili izotopi ir uzticami instrumenti, lai noteiktu daudzus faktus par ģeoloģiskajiem materiāliem, piemēram, to vecumu un no kurienes tie nākuši.
Radioaktīvie izotopi
Radioaktīvajos izotopos ir nestabila protonu un neitronu kombinācija. Šie izotopi sadalās, izstarojot starojumu, kas ietver alfa, beta un gamma starus. Zinātnieki klasificē radioaktīvos izotopus pēc to radīšanas procesa: ilgdzīvotāji, kosmogēni, antropogēni un radiogēni.
Ilgmūžīgi radioaktīvie izotopi radās Saules sistēmas izveidošanas laikā, savukārt kosmogēnie radioaktīvie izotopi rodas kā atmosfēras reakcija uz kosmosa stariem, ko izstaro zvaigznes. Antropogēnos izotopus iegūst cilvēku radītas kodolaktivitātes, piemēram, ieroču izmēģinājumi un kodoldegvielas ražošana, savukārt radiogēnie izotopi ir galīgais radioaktīvās sabrukšanas rezultāts.
Radioaktīvo izotopu izmantošana
Radioaktīvie izotopi tiek izmantoti lauksaimniecībā, pārtikas rūpniecībā, kaitēkļu apkarošanā, arheoloģijā un medicīnā. Radiokarbona datēšana, kurā mēra oglekli saturošu priekšmetu vecumu, izmanto radioaktīvo izotopu, kas pazīstams kā ogleklis-14. Medicīnā radioaktīvo elementu izstarotos gamma starus izmanto, lai atklātu audzējus cilvēka ķermenī. Pārtikas apstarošana - pārtikas pakļaušana kontrolētam gamma staru līmenim - iznīcina daudzu veidu baktērijas, padarot pārtiku drošāku ēst.
