Izotopy to alternatywne „wersje” pierwiastków, które mają inną masę atomową, ale tę samą liczbę atomową. Liczba atomowa pierwiastka to po prostu liczba protonów obecnych w jego atomie, podczas gdy masa atomowa zależy od liczby neutronów. Izotopy tego samego pierwiastka mają różne ilości neutronów, chociaż liczba protonów jest taka sama. Naukowcy dzielą izotopy na dwa główne typy: radioaktywne i stabilne. Oba typy mają szerokie zastosowanie w kilku branżach i dziedzinach nauki.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Stabilne izotopy pomagają zidentyfikować starożytne skały i minerały. Izotopy promieniotwórcze wytwarzają energię i służą w nauce, medycynie i przemyśle.
Stabilne izotopy
Stabilne izotopy mają stabilną kombinację proton-neutron i nie wykazują żadnych oznak rozpadu. Ta stabilność wynika z ilości neutronów obecnych w atomie. Jeśli atom ma za dużo lub za mało neutronów, jest niestabilny i ma tendencję do rozpadu. Ponieważ stabilne izotopy nie ulegają rozkładowi, nie wytwarzają promieniowania ani związanego z nim zagrożenia dla zdrowia.
Zastosowania stabilnych izotopów
Naukowcy przeprowadzający eksperymenty środowiskowe i ekologiczne wykorzystują stabilne izotopy tlenu, wodoru, siarki, azotu i węgla. Na przykład w geochemii naukowcy badają skład chemiczny materiałów geologicznych, takich jak minerały i skały. Izotopy stabilne są niezawodnymi narzędziami do określania wielu faktów dotyczących materiałów geologicznych, takich jak ich wiek i pochodzenie.
Izotopy radioaktywne
Izotopy promieniotwórcze mają niestabilną kombinację protonów i neutronów. Te izotopy rozpadają się, emitując promieniowanie, które obejmuje promienie alfa, beta i gamma. Naukowcy klasyfikują izotopy promieniotwórcze według procesu ich powstawania: długożyciowe, kosmogeniczne, antropogeniczne i radiogeniczne.
Długożyciowe izotopy promieniotwórcze pojawiły się podczas tworzenia Układu Słonecznego, podczas gdy kosmogeniczne izotopy promieniotwórcze powstają jako reakcja atmosfery na promieniowanie kosmiczne emitowane przez gwiazdy. Izotopy antropogeniczne pochodzą z działalności nuklearnej prowadzonej przez człowieka, takiej jak testowanie broni i produkcja paliwa jądrowego, podczas gdy izotopy radiogeniczne są końcowym wynikiem rozpadu radioaktywnego.
Zastosowania izotopów promieniotwórczych
Izotopy promieniotwórcze znajdują zastosowanie w rolnictwie, przemyśle spożywczym, zwalczaniu szkodników, archeologii i medycynie. Datowanie radiowęglowe, które mierzy wiek przedmiotów zawierających węgiel, wykorzystuje radioaktywny izotop znany jako węgiel-14. W medycynie promienie gamma emitowane przez pierwiastki promieniotwórcze są wykorzystywane do wykrywania guzów wewnątrz ludzkiego ciała. Napromieniowanie żywności – proces wystawiania żywności na kontrolowany poziom promieni gamma – zabija wiele rodzajów bakterii, dzięki czemu żywność jest bezpieczniejsza do spożycia.