Изотопы - это альтернативные «версии» элементов, которые имеют другую атомную массу, но тот же атомный номер. Атомный номер элемента - это просто количество протонов, присутствующих в его атоме, а атомная масса зависит от того, сколько нейтронов у него есть. Изотопы одного и того же элемента имеют разное количество нейтронов, хотя количество протонов одинаковое. Ученые делят изотопы на два основных типа: радиоактивные и стабильные. Оба типа широко используются в нескольких отраслях и областях исследований.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Стабильные изотопы помогают идентифицировать древние горные породы и минералы. Радиоактивные изотопы производят энергию и используются в науке, медицине и промышленности.
Стабильные изотопы
Стабильные изотопы имеют стабильную комбинацию протон-нейтрон и не проявляют никаких признаков распада. Эта стабильность зависит от количества нейтронов, присутствующих в атоме. Если в атоме слишком много или слишком мало нейтронов, он нестабилен и имеет тенденцию распадаться. Поскольку стабильные изотопы не распадаются, они не производят радиацию и связанные с ней риски для здоровья.
Использование стабильных изотопов
Ученые, проводящие экологические эксперименты, используют стабильные изотопы кислорода, водорода, серы, азота и углерода. Например, в области геохимии ученые изучают химический состав геологических материалов, таких как минералы и горные породы. Стабильные изотопы - надежные инструменты для определения многих фактов о геологических материалах, например их возраста и происхождения.
Радиоактивные изотопы
Радиоактивные изотопы имеют нестабильную комбинацию протонов и нейтронов. Эти изотопы распадаются, испуская радиацию, в которую входят альфа, бета и гамма-лучи. Ученые классифицируют радиоактивные изотопы в соответствии с процессом их создания: долгоживущие, космогенные, антропогенные и радиогенные.
Долгоживущие радиоактивные изотопы возникли при создании Солнечной системы, в то время как космогенные радиоактивные изотопы возникают как реакция атмосферы на космические лучи, испускаемые звездами. Антропогенные изотопы возникают в результате антропогенной ядерной деятельности, такой как испытания оружия и производство ядерного топлива, в то время как радиогенные изотопы являются конечным результатом радиоактивного распада.
Использование радиоактивных изотопов
Радиоактивные изотопы находят применение в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, борьбе с вредителями, археологии и медицине. Радиоуглеродное датирование, которое измеряет возраст элементов, содержащих углерод, использует радиоактивный изотоп, известный как углерод-14. В медицине гамма-лучи, испускаемые радиоактивными элементами, используются для обнаружения опухолей внутри человеческого тела. Облучение пищевых продуктов - процесс воздействия на пищу контролируемого уровня гамма-лучей - убивает многие виды бактерий, делая пищу более безопасной для употребления в пищу.