Мічені атоми

Відео: ІЗОТОПНІ ІНДИКАТОРИ

[Thumb = left] https://mir-prekrasen.net/uploads/posts/2011-02/1298209791_1250px;%D0%A0%D1%83%D1%85-%D1%80%D0%B5%D1%87 % D0% BE% D0% B2% D0% B8% D0% BD.jpg [/ thumb] Подібно інфільтрації забарвлених речовнін, зображених на малюнку, відбувається транспорт атомів провідними тканинами, завдяки чому можна зареєструвати численні процеси мічені атоми - атоми, які відрізняються від інших атомів того ж хімічного елемента радіоактивністю (радіоактивні ізотопи) або вазі (стабільні ізотопи).
Продукти радіоактивного розпаду або атоми з різною вагою є «мітками», які відрізняють їх від інших атомів, подібних за хімічними властивостями. промені ?, ?, ?, вилітають з атомів, можна зафіксувати за допомогою лічильників заряджених частинок або радіографії. Це дає можливість стежити за невеликими групами мічених атомів в середовищі, в якій міститься колосальна кількість інших атомів і молекул, визначати, як швидко вони проникають в різні сполуки, системи і живі організми, тобто досліджувати фізичні, хімічні, біологічні та інші процеси, що мають велике наукове і практичне значення. Стабільні ізотопи виявляються за допомогою мас-спектрограф або за питомою вагою їх з`єднань мічені атоми почали використовувати на початку 20 століття, проводячи поодинокі дослідження, тепер же вони широко застосовуються в різних галузях промисловості, сільського господарства, науки і культури для дослідження процесів, що відбуваються в твердих , рідких і газоподібних тілах, в організмах людей, тварин і рослин.
Застосування в техніці
Так, дифузію в твердих тілах досліджують за допомогою мічених атомів, завдаючи радіоактивні атоми на поверхню цих тіл і нагрів до високої температури, при якій дифузія відбувається інтенсивніше. Потім при кімнатній температурі накладають зрізи тіла на фотопластинку, на якій, після проявлення в тих місцях, куди проникли мічені атоми, виявляється почорніння. Знаючи час дифузії і глибину проникнення мічених атомів, що визначають швидкість дифузії мічених атомів застосовують для дослідження зносу металевих деталей. Опромінюючи метал нейтронами, можна створити радіоактивні атоми даного металу, частина яких під терті переходить в масло. Певний лічильником ступінь радіоактивності цього масла характеризує швидкість спрацьовування металевої деталі.
Застосування в хімії
Ефективно застосовують мічені атоми також в аналітичній хімії для визначення вмісту елементів в з`єднанні. Для цього потужними пучками нейтронів опромінюють досліджувана речовина, внаслідок чого утворюються радіоактивні ізотопи, за активністю яких визначають зміст елементів в з`єднанні (з точністю до 10 -11 г, а домішки деяких елементів до 10 -20 г). Зазначені та багато інших прикладів застосування мічених атомів поширені в наукових установах, навчальних закладах і народному господарстві України. Зокрема мічені атоми сурми використовують для визначення вмісту сурми в різних речовинах. За співвідношенням продуктів розпаду радіоактивних елементів, які є в породах, визначають вік мінералів і гірських порід. У інситуту фізичної хімії АН України за останні роки розроблений ряд методів ізотопного аналізу водню і кисню, які тепер застосовуються у нас і в інших країнах.


Застосування в біології
Мічені атоми велику допомогу подають у розкритті таємниць фотосинтезу. До останнього часу вважали, що під впливом світла в рослинах розкладається вуглекислота. Радянський вчений А. П. Виноградов застосував мічені атоми кисню і показав, що в дійсності розкладається вода. Мічені атоми велике значення мають при вивченні діяльності живих організмів і обміну речовин в них. При проведенні таких досліджень в їжу додають невелику кількість радіоактивних речовин. Переміщаючи уздовж тіла лічильник, можна визначити, в які частини організму і з якою швидкістю потрапляє той чи інший елемент.
Мічені атоми широко застосовуються для вивчення життя рослин. Наприклад, за допомогою міченого радіоактивного фосфору можна визначити, як фосфор потрапляє в рослину, як переміщається в ній і в яких місцях зосереджується.
Застосування в медицині


Властивість хімічних елементів концентруватися в різних тканинах і частинах організму лежить в основі застосування мічених атомів в біології і особливо в медицині. Наприклад, поглинання йоду щитовидною залозою встановлено за допомогою мічених атомів йоду. Мічені атоми заліза дозволяють визначити загальний обсяг крові в організмі. Для цього в вену тварин вводять певну кількість крові з радіоактивним залізом. Через деякий час у цієї тварини беруть таку ж кількість крові. Відношення інтенсивності випромінювань радіоактивним залізом в взятої і введеної крові дорівнює відношенню кількості введеної крові до її загальної кількості. Мічені атоми допомагають визначити розміщення злоякісних пухлин в організмі, що значно полегшує роботу хірургів. Досягнуто перші успіхи в боротьбі з раком різних органів людського організму.
Наукові та медичні установи України широко використовують мічені атоми для дослідження обміну речовин в живих організмах і для лікування хвороб. Так, наприклад, уточнені дані про хімічний склад головного мозку, вивчені окремі етапи обміну речовин в головному мозку і т.д. Виробляються досліди над вивченням умов родючості грунтів. Досліджено процес фосфорного харчування молодих деревних рослин і встановлено, що фосфор більше поглинається молодим листям, а після осіннього листопаду частково входить в грунт. Застосування мічених атомів взагалі дозволило визначити, як саме фосфор засвоюється кореневою системою і поверхнею листя рослин. Встановлено, в які періоди розвитку слід вносити підживлення для багатьох сільськогосподарських культур.
Застосування в археології
Мічені атоми використовують для визначення часу з моменту загибелі тварин і рослин і для визначення віку древніх поселень. В атмосфері під дією космічних нейтронів утворюється радіоактивний вуглець 14 C (14 N + n -gt; 14 C + 1 H). Період напіврозпаду 14 C складає 5 700 років. Співвідношення між стійким 12 C і радіоактивним 14 C ізотопами вуглецю в організмі таке ж, як і в атмосфері, тобто 1 г вуглецю містить близько 5 • 10 10 радіоактивних атомів 14 C. У мертвому організмі обмін вуглецем між організмом і атмосферою припиняється. Тому внаслідок розпаду радіоактивних атомів вуглецю відносна кількість у загиблому організмі з часом зменшується. Співвідношення між ізотопами 14 C і 12 C і період напіврозпаду 14 C дають визначити час загибелі тварин і рослин, а отже, і вік древніх поселень.
Мічені атоми дали можливість уточнити значна кількість хімічних реакцій, зокрема при добуванні синтетичного бензину, вирішити питання про роль каталізаторів, про процеси перегонки, кристалізації, перемішування і багато інших процесів, уточнити і відкрити нові процеси, що відбуваються в живих організмах.
Область застосування мічених атомів з кожним днем розширюється.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!