رادیو ایزوتوپ، ایزوتوپ های مختلف یک عنصر هستند که دارای همان تعداد پروتون در هسته اتمی خود هستند اما تعداد نوترون های آنها متفاوت است.
ایزوتوپ های رادیو اکتیو از یک عنصر را همچنین می توان به عنوان اتمهایی تعریف کرد که حاوی ترکیبی ناپایدار از نوترون ها و پروتون ها یا انرژی اضافی در هسته هستند.
این موارد در مبحث رادیو ایزوتوپ چیست شیمی یازدهم و رادیو ایزوتوپ چیست علوم هشتم شرح داده شده است.
اکثر این مواد پرتوزا با قرار گرفتن در معرض "ذرات پرانرژی " مانند نوترون ها یا پروتون ها در راکتورها و شتاب دهنده های تحقیقاتی به طور مصنوعی تولید می شوند و به دنبال آنها طی فرآیندهای شیمیایی مختلف به فرم شیمیایی مورد نیاز تبدیل می شوند.
رادیو ایزوتوپ ها در پزشکی برای تشخیص و درمان بیماری های مختلف از جمله انواع سرطان ها، بیماری های قلبی عروقی و مغزی استفاده می شوند. بیش از 10000 بیمارستان در سراسر جهان هر ساله برای تشخیص یا درمان حدود 35 میلیون بیمار از این مواد پرتوزا استفاده می کنند که از این تعداد 9 میلیون در اروپا هستند.
تاریخچه استفاده از رادیو ایزوتوپ ها:
تابش و رادیو اکتیویته مدتها قبل از تکامل حیات روی زمین وجود داشته و قسمت هایی از محیط ما به طور مداوم در معرض تابش های طبیعی و مصنوعی قرار دارد.
علاوه بر این، برخی از رادیو نوکلئیدها مانند پولونیوم و رادیوم در استخوان های ما وجود دارد. عضله ما حاوی رادیو کربن و رادیو پتاسیم، رادون، تورون است که فرزندان آنها در ریه های ما هستند و از آنها پرتوهای یونیزان ساطع می شود. تابش حاصل از خورشید به دلیل همجوشی هسته ای است که برای وجود حیات روی زمین بسیار ضروری است.
بنابراین ما در یک جهان رادیو اکتیو طبیعی زندگی می کنیم. همه ارگانیسم ها از جمله انسان های روی زمین بدون اینکه متوجه شوند از اشعه به صورت مستقیم بهره می برند. بنابراین، بدون تابش زندگی وجود ندارد.
درک علمی از تابش و رادیو اکتیویته و فواید و تأثیرات آن بر انسان، تقریباً به قرن ها پیش از کارهای رونتگن (1895) و بکرل (1896) پیشگامان این عرصه برمی گردد.
تحقیقات بیشتر توسط M. Curie و P. Curie (1898) و Rutherford (1911) نشان داد که رادیواکتیویته توسط عناصر سنگین مانند اورانیوم، توریم و رادیوم به نمایش گذاشته می شود.
کشف ایزوتوپ یکی از نتایج کار بر روی عناصر رادیواکتیو بود. نام "ایزوتوپ" اولین بار توسط سودی در سال 1913 پیشنهاد شد. قانون فروپاشی رادیواکتیو نیز توسط وی پیشنهاد شد. بیش از هزار رادیو ایزوتوپ طبیعی در طبیعت ما وجود دارد.
در حال حاضر بیش از 200 نوع آن از راکتورها و شتاب دهنده های هسته ای تولید می شود. استفاده از رادیو ایزوتوپ ها در زمینه های پزشکی، صنعتی و تحقیقاتی طی چند دهه به تمدن بشری خدمت کرده است. این ترکیبات هدیه ای ارزشمند برای بسیاری از گروه های پزشکی و زیست شناسی بوده است.
رادیو ایزوتوپ ها چگونه تولید می شوند؟
هسته ناپایدار که دلیل اصلی تولید رادیو ایزوتوپ ها است می تواند به طور طبیعی یا در نتیجه تغییر مصنوعی در اتم رخ دهد. در بعضی موارد از راکتور هسته ای و در موارد دیگر از سیکلوترون برای تولید آنها استفاده می شود.
راکتورهای هسته ای برای تولید رادیو ایزوتوپ های غنی از نوترون، مانند مولیبدن 99، مناسب ترین هستند، در حالی که سیکلوترون ها برای تولید رادیو ایزوتوپ های غنی از پروتون، مانند فلورین 18 بهترین انتخاب هستند.
مشهورترین نمونه رادیو ایزوتوپ طبیعی اورانیوم است. تمام اورانیوم طبیعی، اورانیوم 238 است. بقیه اورانیوم 235 با ثبات کمتر یا رادیواکتیو بیشتر است که در هسته خود سه نوترون کمتر دارد.
فروپاشی رادیواکتیو چیست؟
اتم های دارای هسته ناپایدار با پخش کردن ذرات اضافی و انرژی به صورت تابش پایدار می شوند که به آن فروپاشی رادیواکتیو گفته می شود.
روند فروپاشی رادیواکتیو برای هر رادیو ایزوتوپ منحصر به فرد است و با یک دوره زمانی به نام نیمه عمر اندازه گیری می شود. نیمه عمر زمانی است که طول می کشد تا نیمی از اتم های ناپایدار دچار فروپاشی رادیواکتیو شوند.
کاربردهای رادیو ایزوتوپ:
رادیو ایزوتوپ ها یک بخش اساسی از رادیو داروها هستند. در حقیقت، آنها بیش از 30 سال است که در پزشکی استفاده می شوند. به طور متوسط، از هر دو نفر، یک نفر در یک مرحله از زندگی خود، تحت درمان پزشکی هسته ای قرار می گیرد که از رادیو ایزوتوپ برای اهداف تشخیصی یا درمانی استفاده می کند.
بعضی از رادیو ایزوتوپ های مورد استفاده در پزشکی هسته ای نیمه عمر کوتاهی دارند، به این معنی که به سرعت خراب می شوند و برای اهداف تشخیصی مناسب هستند. برای سایرین که نیمه عمر بیشتری دارند و زمان بیشتری تا فروپاشی فرصت دارند برای اهداف درمانی استفاده می شوند.
این مواد پرتوزا معمولاً در رادیوگرافی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند که از منبع گاما برای انجام آزمایش تنش یا بررسی یکپارچگی جوش ها استفاده می شود. یک نمونه معمول این است که توربین های موتور جت هواپیما را برای یکپارچگی ساختاری مورد آزمایش قرار می دهند.
همچنین در صنایع مختلف برای اندازه گیری سطح مایع داخل ظروف یا اندازه گیری ضخامت مواد استفاده می شوند.
این پرتوها به طور گسترده در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرند و در طیف وسیعی از برنامه ها از ردیابی جریان آلاینده ها در سیستم های بیولوژیکی گرفته تا تعیین فرآیندهای متابولیکی در حیوانات کوچک کاربرد دارند.
آنها همچنین به نمایندگی از سازمانهای حفاظت هسته ای بین المللی برای شناسایی فعالیت های هسته ای مخفی از رادیو ایزوتوپ های متمایز تولید شده توسط برنامه های تسلیحاتی استفاده می شوند.
سایر کاربردهای رادیو ایزوتوپ ها:
منبع رادیواکتیو چیست؟
یک منبع رادیواکتیو مهر و موم شده یک مقدار کپسوله شده از یک رادیو ایزوتوپ است که برای تهیه پرتوی تابش یونیزان استفاده می شود. منابع صنعتی معمولاً حاوی رادیو ایزوتوپ هایی هستند که پرتوهای گاما یا اشعه X منتشر می کنند.
رادیو ایزوتوپ های معمول مورد استفاده کدامند؟
این ترکیبات در موارد مختلف در زمینه های پزشکی، صنعتی و علمی مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از این مواد که معمولاً در صنعت و علوم مورد استفاده قرار می گیرند را می توان در جداول زیر مشاهده کرد.
کاربرد رادیو ایزوتوپ ها در پزشکی:
پزشکی هسته ای از مقدار کمی تابش برای تهیه اطلاعات در مورد بدن فرد و عملکرد اندام های خاص، فرآیندهای بیولوژیکی در حال انجام یا وضعیت بیماری یک بیماری خاص استفاده می کند.
در بیشتر موارد، اطلاعات توسط پزشکان برای تشخیص دقیق استفاده می شود. در موارد خاص می توان از اشعه برای درمان اعضای بدن یا تومورها استفاده کرد.
رادیو ایزوتوپ های پزشکی چگونه ساخته می شوند؟
رادیو ایزوتوپ های پزشکی از موادی که توسط نوترون ها در یک راکتور یا توسط پروتون ها در یک شتاب دهنده به نام سیکلوترون بمباران می شوند، ساخته می شوند.
این مواد یک بخش اساسی از داروهای رادیویی هستند. بعضی از بیمارستانها سیکلوترون های مخصوص به خود را دارند که معمولاً برای ساخت رادیوداروها با نیمه عمر کوتاه چند ثانیه یا دقیقه استفاده می شود.
رادیو دارو چیست؟
رادیو دارو یک مولکول است که متشکل از یک ردیاب رادیوایزوتوپ متصل به یک دارو است. پس از ورود به بدن، داروی دارای برچسب رادیویی در اندام خاص یا بافت تومور تجمع می یابد.
رادیو ایزوتوپ متصل به دارو مورد هدف فروپاشی قرار گرفته و مقادیر خاصی از اشعه را تولید می کند که می تواند برای تشخیص یا درمان بیماری ها و آسیب های انسانی استفاده شود. مقدار رادیو دارو تجویز شده برای اطمینان از ایمنی هر بیمار با دقت انتخاب می شود.
رادیو داروهای رایج کدامند؟
حدود 25 رادیو دارویی مختلف به طور معمول در مراکز پزشکی هسته ای استفاده می شود. متداول ترین آن تکنسیوم -99 است که منشأ آن سیلیکاید اورانیوم است که در یک نوار آلومینیوم مهر و موم شده و در ظرف بازتابنده غنی از نوترون راکتور OPAL در اطراف هسته قرار می گیرد.
پس از پردازش، پیش ساز مولیبدن 99 حذف شده و در دستگاه هایی به نام ژنراتورهای تکنسیوم قرار می گیرد، جایی که مولیبدن 99 به تکنسیوم 99 تبدیل می شود. این ژنراتورها توسط شرکت ANSTO در مراکز درمانی در سراسر استرالیا و منطقه آسیا و اقیانوسیه نزدیک توزیع می شوند.
نیمه عمر آن کوتاه و 6 ساعته است و انرژی ضعیف اشعه گاما که از آن ساطع می شود، تکنسیوم -99 را برای تصویر برداری از اندام های بدن برای تشخیص بیماری بدون رساندن دوز تابشی قابل توجه به بیمار، ایده آل می کند.
ژنراتور برای چندین روز استفاده موثر است و سپس برای دوباره پر کردن به شرکت ANSTO بازگردانده می شود.
داروی رادیویی دیگری که درشرکت OPAL تولید می شود ید -131 است. با نیمه عمر هشت روزه و تجزیه ذرات بتا با انرژی بالاتر، از ید -131 برای درمان سرطان تیروئید استفاده می شود.
از آنجا که غده تیروئید منبع ید بدن است تیروئید به طور طبیعی ید -131 تزریق شده به بیمار را جذب می کند. تابش حاصل از ید -131 با حداقل تأثیر بر بافت سالم به سلولهای سرطانی مجاور حمله می کند. سایر داروهای رادیوداروهای که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند را می توان در لیست های زیر مشاهده کرد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
