什么是同位素

　　我們要了解什么是同位素，首先應(yīng)當(dāng)了解一下原子結(jié)構(gòu)。自然界的一切物質(zhì)都是由極小的粒子-分子-所組成，而一切的物質(zhì)的分子又是由原子所組成，原子是元素的最小單位，它具有元素的一切特征。原子是由原子核和外圍電子組成，原子核是由帶電的質(zhì)子和不帶電的中子組成。

　　不同質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)和核能態(tài)的原子核構(gòu)成不同種類的原子。

　　具有特定質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)和核能態(tài)，而且其平均壽命長到足以被觀察到（一般長于10—10s）的一類原子為核素（如¹H、²H、¹²C、¹³C、¹⁶O、¹⁷O等各為一種核素）。

　　原子核內(nèi)具有相同質(zhì)子數(shù)但中子數(shù)不同的核素，它們在元素周期表中處于同一位置，稱為同位素（如¹H、²H、³H互為同位素，都是氫元素的同位素）。

　　同位素的應(yīng)用

　　自二十世紀初，英國科學(xué)家索迪提出同位素的概念到現(xiàn)在已有一百年歷史了。這些年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，科學(xué)工作者對同位素的研究和應(yīng)用取得了令人矚目的成就。到目前為止，同位素技術(shù)已廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)及考古等領(lǐng)域。

　　醫(yī)學(xué)上，利用放射性同位素原子示蹤，對甲狀腺、肝、腎、腦、心臟、胰臟等臟器進行掃描，來診斷腫瘤等疾病。例如：人體內(nèi)的甲狀腺將人體吸收的碘絕大部分集中起來制成甲狀腺素，以調(diào)節(jié)人體中的脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物的新陳代謝，正常的甲狀腺吸收的碘量是一定的，如果甲狀腺功能強，吸收碘的能力就強，如果甲狀腺功能弱，吸收碘的能力就弱。所以，口服Na¹³¹I，一定時間后，觀察¹³¹I?聚集情況，根據(jù)¹³¹I?吸收的快慢和多少，與正常值比較便可判斷它的功能狀態(tài)。此外用¹³¹I?—?馬尿酸可測定腎功能，用⁵¹Cr?可以測定脾功能，用⁶⁰Co?可以改善癌癥的治療（即放射療法）等。?

　　在工業(yè)上，利用放射性同位素可以測井探礦、無損探傷、檢查管道泄露或管道堵塞等。例如：檢驗一個部件是否嚴密，可以先將部件放入一個密閉容器內(nèi)，然后充入⁸⁵Kr?氣體，再將氣體抽出，檢查部件內(nèi)是否有⁸⁵Kr?，如果部件內(nèi)沒有⁸⁵Kr?，則說明部件嚴密。

　　在地質(zhì)、考古方面，利用放射性同位素的半衰期，可以確定礦石的年齡，化石的年代。例如：碳的同位素除¹²C（占98.8%）?和¹³C（占1.11%）外，還有少量的¹⁴C?，¹⁴C具有放射性，¹⁴C經(jīng)過?β?衰變后變成¹⁴N?，半衰期為5720?年，在大氣中，C氧化為CO₂?（含放射性和非放射性碳）以后，被植物吸收，動物以植物為食物，這樣¹⁴C?進入動物的組織中，通過¹⁴C?的吸收和放射性衰變的自然平衡，活有機體內(nèi)的¹⁴C?和¹²C?的恒態(tài)比與大氣中的¹⁴C?和¹²C?的比例達到相等，動植物死亡后，C的吸收停止，放射性碳的含量由于衰變而逐漸減少。在5720年后¹⁴C?的含量變?yōu)樵瓉淼囊话?。這樣通過測定含碳物質(zhì)如化石等樣品中碳的衰變速度，即可確定有機體的死亡時間，即化石的年代。

　　在農(nóng)業(yè)上，利用放射性同位素輻射種子，改變其遺傳基因，可以選育良種。另外還可用于防治害蟲、貯藏食品、合理施肥、農(nóng)藥殘留毒素的研究等。

　　目前，對同位素的研究已日臻完善，同位素技術(shù)越來越成熟，同位素的應(yīng)用范圍越來越廣，它正不斷地造福人類。?