Đồng vị là gì? Đồng vị phóng xạ là gì? Ứng dụng trong đời sống

Chu Văn An

Đồng vị là khái niệm quen thuộc được nhắc đến khá nhiều trong chương trình phổ thông. Vậy đồng vị là gì? Đồng vị phóng xạ là gì và chúng ứng dụng vào cuộc sống như thế nào? Hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu câu trả lời chi tiết trong bài viết dưới đây nhé.

1. Đồng vị là gì?

Đồng vị là trạng thái trong đó một nguyên tố hóa học trải qua sự biến đổi. Khi đó hạt nhân nguyên tử có số nơtron khác nhau nhưng có cùng số proton. Dẫn đến số khối và tính chất vật lý khác nhau. Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị khác nhau.

Ví dụ về các đồng vị trong hóa học:

Đồng vị cacbon là: cacbon – 12, cacbon – 13, cacbon – 14.

Đồng vị của oxy là: O – 16, O – 17, O – 18.

Đồng vị của đồng là: Đồng có 29 đồng vị khác nhau nhưng có hai đồng vị bền là Cu – 63 và Cu – 65.

2. Đồng vị phóng xạ là gì?

Đồng vị phóng xạ là đồng vị của các nguyên tố hóa học. Đồng vị này có hạt nhân nguyên tử của nguyên tố phát ra bức xạ ion hóa do tồn tại ở trạng thái không ổn định. Sau đó nó phân hủy sang trạng thái ổn định hơn.

3. Đồng vị phóng xạ xảy ra như thế nào?

Đồng vị phóng xạ của hạt nhân nguyên tử có thể xuất hiện một cách tự nhiên mà không cần tác động từ bên ngoài. Hoặc có thể là do những thay đổi nhân tạo trong hạt nhân nguyên tử.

Sử dụng lò phản ứng hạt nhân cũng có thể tạo ra đồng vị phóng xạ. Trong các lò phản ứng hạt nhân, molypden – 99 thích hợp để sản xuất đồng vị phóng xạ giàu neutron, flo – 18 được sử dụng để sản xuất đồng vị phóng xạ giàu proton.

Ví dụ: Uranium phóng xạ tự nhiên. Trong đó, Uranium – 238 có 0,7% Uranium tự nhiên. Uranium – 235 có ít hơn 3 neutron trong hạt nhân và có tính phóng xạ cao hơn do hoạt động kém ổn định hơn.

Điều kiện để đồng vị phóng xạ xảy ra

4. Ứng dụng đồng vị phóng xạ

Đồng vị là gì đã được phân tích khá chi tiết ở trên. Với đặc tính của đồng vị trong hóa học nên chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Bao gồm:

4.1. Ứng dụng trong y học

Đồng vị phóng xạ trong y học được sử dụng khá phổ biến. Trong chẩn đoán cận lâm sàng bằng máy chụp X-quang thông qua hình ảnh hạt nhân phóng xạ. Dựa vào đó, bác sĩ sẽ đưa ra những chẩn đoán chính xác để hỗ trợ điều trị hiệu quả. Cụ thể:

• Xác định các vấn đề về thận thông qua áp lực quá mức.
• Đánh giá bệnh nhân có vấn đề về động mạch vành. Từ đó, chúng ta sẽ đánh giá, theo dõi và quyết định có nên can thiệp hay phẫu thuật hay không.
• Đánh giá và sàng lọc ung thư hoặc ung thư di căn đến các cơ quan khác trong cơ thể.
• Ứng dụng trong điều trị bằng thuốc phóng xạ.
• Đánh giá chi tiết tình trạng bướu cổ.
• Dựa vào đồng vị phóng xạ để phân tích miễn dịch.
• Đánh giá chứng mất trí nhớ hoặc động kinh thông qua hình ảnh não.
• Đánh giá vàng da do tắc ống mật. Dựa vào đó bác sĩ sẽ quyết định có nên phẫu thuật hay không.

Đồng vị phóng xạ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế

4.2. Ứng dụng công nghiệp

Hiểu được đồng vị là gì sẽ giúp con người tận dụng được nó và ứng dụng vào cuộc sống. Theo đó, đồng vị được ứng dụng trong một số lĩnh vực công nghiệp như sau:

• Ứng dụng trong thủy lực và thủy văn.
• Ứng dụng đồng vị trong phương pháp khử trùng.
• Ứng dụng trong thử nghiệm và bảo vệ nguyên mẫu.
• Được sử dụng trong điều trị bức xạ.
• Sử dụng vết phóng xạ để tìm thiệt hại.
• Sử dụng nguồn phóng xạ để tạo ra năng lượng.

4.3. Ứng dụng trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp, đồng vị hạt nhân có vai trò vô cùng quan trọng. Cụ thể:

• Ứng dụng biến đổi phóng xạ để tạo ra các giống cây trồng đột biến có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao. Đồng thời, nâng cao sản lượng sản xuất nông nghiệp. Ví dụ: Gạo, lạc,…
• Sử dụng phốt pho phóng xạ để cải thiện cây trồng và đất.
• Sử dụng electron nhanh để xử lý bức xạ cà phê, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm cho cây trồng nông nghiệp.

• Bón phân vào độ sâu của đất để cây hấp thụ tối đa chất dinh dưỡng và cho năng suất tốt hơn.
• Sử dụng đồng vị ứng dụng trong trao đổi chất ở thực vật theo cơ chế quang hợp, làm thuốc trừ sâu bảo vệ thực vật…

Tính toán bể anoxic trong xử lý nước thải

5. Bài tập đồng vị 10

Đồng vị hóa học 10 đã được giới thiệu khá chi tiết. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về đồng vị là gì, vui lòng làm theo các giải pháp chi tiết dưới đây:

Bài tập: Trong tự nhiên, Carbon là nguyên tố tồn tại ở hai dạng đồng vị ổn định là C126 và C136. Khi đó, C126 chiếm 98,89% và C136 chiếm 1,11%. Vậy khối lượng nguyên tử trung bình của Carbon là bao nhiêu?

Giải pháp:

Khối lượng nguyên tử trung bình của cacbon là:

MCarbon = (12,98,89 + 13,1,11) :2 = 12,0111

Kết luận: Khối lượng nguyên tử trung bình của Cacbon là 12,0111

Đồng vị đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống con người. Hy vọng những chia sẻ của Trường Chu Văn An sẽ giúp các bạn có thêm kiến ​​thức về đồng vị. Nếu bạn quan tâm hơn đến vấn đề này hãy liên hệ với chúng tôi theo số hotline để được hỗ trợ.