Как получают радиоактивные изотопы

 

Наиболее часто используемые в медицине изотопы
Элемент Изотоп Период полураспада Виды излучения Элемент Изотоп Период полураспада Виды излучения
Водород

Водород

1Н2

1Н3

устойчивый 12 лет бета Железо 26Fe55 2,94 года К- захват
Углерод Углерод 6С14

6С13

5568 лет устойчивый бета Кобальт 27Со60 5,3 года бета, гамма
Азот 7N15 устойчивый Мышьяк 33As74 17,5 дня бета, гамма
Натрий

Натрий

11Na24

11Na22

15 часов

2,6 года

бета, гамма бета, гамма Бром 35Br82 35,87 часа бета, гамма
Фосфор 15P32 14,3 дня бета Стронций Стронций 38Sr89

38Sr90

53 дня

25 лет

бета бета
Сера 16S35 87 дней бета Йод 53I131 8 дней бета, гамма
Калий 19K42 12,4 часа бета, гамма Золото 79Au193 2,7 дня бета, гамма
Кальций 20Са15 152 дня бета Радий 88Ra226 1590 лет альфа, гамма
Хром 24Cr51 27,8 дня K-захват, гамма Радон 86Rn222 3,8 дня альфа
Железо 26Fe59 45

дней

бета, гамма Цезий 55Cs137 33 года бета, гамма

 

С постоянной распада связан другой характерный показатель скорости радиоактивного распада — период полураспада. Это — тот отрезок времени, за который распадается половина первоначального числа радиоактивных атомов. Для изотопа фосфора Р32 период полураспада равен 14,3 дня.

Периоды полураспада разных радиоактивных изотопов даже одного и того же элемента неодинаковы (таблица на стр. 9).

Схема распада изотопа Р32 простая. Для такого распада характерен только один вид излучения — это испускание бета-частиц. Бета-частица по своим физическим свойствам не отличается от электрона. Из распадающихся ядер атомов фосфора вылетают бета-частицы, обладающие разной скоростью, но максимальная скорость бета-частиц этого изотопа будет характерной для него величиной. От скорости бета-частицы зависит длина ее пробега. Самые быстрые бета-частицы фосфора проникают в кожу на глубину не больше чем 8 мм.

Другие изотопы могут иметь более сложную схему распада, чем фосфор. Вот, например, радиоактивный натрий. Его получают по той же реакции с медленными нейтронами, что и фосфор, для чего и бомбардируют нейтронами кристаллики поваренной соли (хлористого натрия). Изотоп натрия распадается подобно изотопу фосфора с вылетом бета-частицы, при этом ядра натрия переходят в ядра соседнего в таблице Д. И. Менделеева элемента — магния. Но для распада натрия (Na24) характерно также испускание гамма-лучей. Вылет бета-частицы и испускание гамма-лучей совпадают во времени. Таким способом ядро освобождается от избыточной энергии.

Гамма-лучи, испускаемые ядром отдельными порциями энергии, или, как принято говорить, квантами, относятся, как и радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, к электромагнитным излучениям. Физические свойства гамма-лучей подобны свойствам рентгеновских лучей. Как все виды электромагнитных излучений, гамма-лучи распространяются со скоростью света, около 300 000 километров в секунду. Для них характерна большая проникающая способность. Чем выше энергия гамма-квант, тем труднее они поглощаются веществом, которое пронизывается этими лучами. Гамма-лучи могут пройти через тело человека и только частично в нем поглотиться.

В биологии и медицине используются чаще всего изотопы, распад которых сопровождается бета- или бета-и гамма-излучением. Есть изотопы, распадающиеся несколько иначе, но на этом мы не будем останавливаться.

При распаде радия и радона из ядер этих изотопов вылетают альфа-частицы. Альфа-частица несет два положительных заряда. Масса альфа-частицы равна четырем. Эта частица не что иное, как ядро атома гелия. Присоединяя два электрона, альфа-частица и становится атомом элемента гелия.

Страница 2 of 212