Radionuklid

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Et nuklid (en type atom) kaldes et radionuklid eller radioaktivt nuklid, hvis det er ustabilt og derfor radioaktivt .

Stavemåde, betegnelse

Den formelbetegnelse er den samme som for stabile nuklider, f.eks. B. for radionuklidet cobalt -60:

eller

i den løbende tekst også:

Co-60, Co60 eller 60Co.

Der findes ikke en særlig betegnelse for radioaktivt . De næsten altid radioaktive kerne -isomerer er udelukket. For at skelne dem fra deres grundtilstand får de en overskrift m efter massenummeret, f.eks. B. . Indtil 1960 var stavemåden eller. sædvanlig.

Det tidligere almindelige udtryk radioisotop i stedet for radionuklid bør kun bruges, hvis forbindelsen til et bestemt element ud over radioaktivitet også er vigtig. Udtrykket isotop kan dog stadig findes i stedet for nuklid eller især radionuklid som en del af mange tekniske udtryk som "isotoplaboratorium", " isotopmetode " eller " radioisotopgenerator ".

Henfald

Hvert radionuklid har sine karakteristiske henfaldsegenskaber, såsom halveringstid , type (r) af henfald og henfaldsenergi. Ved henfald produceres normalt alfa- eller betastråling og / eller gammastråling . "Hastigheden" af dette henfald beskrives ved halveringstiden T ½ : efter en halveringstid er halvdelen af ​​alle atomer, der oprindeligt var til stede, endnu ikke forfaldet, efter to halveringstider kun en fjerdedel osv.

Klassifikationer

På den ene side kan radionuklider klassificeres efter deres type henfald (alfa-emittere, beta-emittere osv.) Eller i størrelsesorden for deres halveringstid.

På den anden side kan man skelne mellem naturlige og kunstige radionuklider. Imidlertid kan alle de radionuklider, der naturligt forekommer på jorden i dag, også fremstilles kunstigt; derfor er forekomsten af ​​nogle af dem steget siden atomalderens begyndelse. Eksempler er carbon-14 ( 14 C) og tritium ( 3 H), der produceres som biprodukter ved anvendelse af atomkraft.

Naturlige radionuklider

Urradionuklider

Naturlige radionuklider forekommer i biosfæren eller i jorden. Nogle af dem kommer fra reservoiret for de nuklider, der blev dannet under stjernens nukleosyntese , især de tunge mineraler radionuklider, såsom uran-235. Disse såkaldte primordiale radionuklider skal have tilsvarende lange halveringstider. Da andelen af ​​nuklider dannet under nukleosyntese kan modelleres aritmetisk, og radionukliderne blandt dem henfalder i henhold til deres halveringstider, kan proportionerne målt i dag bruges til at udlede alderen på det stof, der danner jorden.

Kosmogene radionuklider

En anden del af de naturlige radionuklider er kontinuerligt høj energi ved interaktion mellem kosmiske stråler ( kosmisk stråling ) og den dannede atmosfære . Disse radionuklider kaldes kosmogene. Den radioaktive kulstofisotop 14 C (halveringstid ca. 5730 år) er den mest kendte repræsentant for denne slægt. Se radiocarbon metode .

Radiogene radionuklider

Resten af ​​de naturlige radionuklider dannes af de radioaktive henfaldsprodukter fra den første slægt. Disse radionuklider kaldes radiogene.

Kunstige radionuklider

Kunstige radionuklider forstås at være dem, der stammer fra menneskeskabte atomreaktioner . Mange kunstige radionuklider forekommer ikke i mærkbare mængder i naturen på grund af deres korte halveringstider.

Fremstilling:

  • ved isolering fra fissionsproduktblandingen af atomreaktorer ;
  • ved neutronbestråling i atomreaktorer eller med andre neutronkilder , f.eks. B.
    • C-14 ved reaktion 14 N (n, p) 14 C;
    • P-32 ved omsætning 35 Cl (n, α) 32P;
  • ved bestråling med ladede partikler i acceleratorer, såkaldte cyclotronradionuklider , f.eks. B.
    • F-18 ved reaktion 18 0 (p, n) 18 F;
    • O-15 ved reaktion 14 N (d, n) 15 O.

Nogle kunstige radionuklider, for eksempel til medicinsk brug, kan ikke transporteres langt og opbevares som forsyning på grund af deres korte halveringstid. I stedet adskilles de først fra deres længere levede modernuklid i en radionuklidgenerator til brug. Egnede opløsningsmidler eller bindemidler ( eluering ) anvendes til dette formål. En hyppigt brugt generator er 99 Mo- 99m Tc generatoren.

Oversigt over klassificeringen af ​​radionuklider

Ur Kosmogen Radiogen Kunstigt

Fissionsprodukter fra atomreaktorer:

Neutronopsamling:

  • Technetium , alle isotoper
  • Plutonium -239 (fissilt: til atomvåben og atomfissionsreaktorer)
  • Plutonium-238 (til radionuklidbatterier)

brug

Medicinsk anvendte radionuklider og deres halveringstider
nuklid Halvt liv
Oxygen -15 2 min
Kulstof -11 20 min
Fluor -18 110 min
Technetium -99m 6 timer
Jod -123 13 timer
Jod-124 4 d
Jod-131 8 d
Indium -111 [1] 2,80 d
Indium-113m [1] 99,49 min
Fosfor -32 14,26 d
Kobolt -60 5.27 a
Krom -51 28 d
Kobber -64 12 timer
Kviksølv -197 2,7 d
Ytterbium -169 30 d
Selen -75 120 d
Rhenium-188 17 timer

Radionuklider bruges inden for mange områder inden for teknologi og videnskab samt i medicin. Ved håndtering skal det sikres, at alle nødvendige foranstaltninger til strålingsbeskyttelse overholdes og overholdes, gældende lov skal tages i betragtning.

I kemi (mere præcist radiokemi ) bruges radionuklider for eksempel som radioindikatorer . Forbindelser er markeret med radionuklider, det vil sige radionuklider er indbygget i forbindelsen ( guideisotoper ) for at udføre ændringer over tid eller sted (f.eks. Kvantificering). En fordel ved denne metode er, at de radioaktivt mærkede forbindelser oplever de samme kemiske reaktioner som deres ikke-radioaktive ækvivalenter, men er meget lettere at skelne og finde (selv ved lave koncentrationer).

Analogt med dette anvender biologi og medicin lignende metoder til at visualisere og undersøge metaboliske processer i den levende organisme ( autoradiografi , radiochromatografi ). Lukkede radionuklider anvendes i strålebehandling , f.eks. 60 Co (" koboltkanon "); se nuklearmedicin . Desuden tilbyder radionuklidterapi en række behandlingsmuligheder. Tabellen til højre viser et udvalg af nogle radionuklider og deres halveringstider , som blandt andet også bruges i kræftstrålebehandling. Til undersøgelser in vivo bør halveringstiderne være så korte som muligt for at minimere risikopotentialet for kroppen.

I teknologien bruges for eksempel radionuklider som energikilde (jf. Atomkraftværk , radionuklidbatteri ).

Fareklasser

Den tyske strålingsbeskyttelsesforordning opdeler radionuklider i fire klasser afhængigt af farepotentialet.

litteratur

  • Hans Götte, Gerhard Kloss: Nuklearmedicin og radiokemi . I: Angewandte Chemie . tape   85 , nej.   18 , 1973, s.   793-802 , doi : 10.1002 / anie.19730851803 .
  • C. Keller: Fundamentals of Radiochemistry. 3. udgave, Salle & Sauerländer, 1993, ISBN 3-7935-5487-2 .
  • C. Keller (red.): Eksperimenter om radiokemi. Diesterweg & Salle & Sauerländer, 1980, ISBN 3-425-05453-8 .

Individuelle beviser

  1. a b Kemi forklaret-Indium ( engelsk ) Hentet 31. august 2011: "Indium-113 bruges til at undersøge leveren, milten, hjernen, lungesystemet (" vejrtrækningen ") og hjertet og blodsystemet. Indium-111 bruges at søge efter tumorer, indre blødninger, bylder og infektioner og for at studere mave (mave) og blodsystemer. "