高中物理之放射性同位素的应用

有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.用质子、中子、α粒子轰击原子核，可以用人工方法得到放射性同位素.例如用α粒子轰击铝原子核，可发生下面的核反应，其中反应生成物就是磷的放射性同位素.用人工方法得到的放射性同位素已经在工农业、医疗卫生和和科学研究等许多方面得到了广泛的应用.近年来，有关生物大分子的结构及其功能的研究，几乎都要借助于放射性同位素.

放射性同位素的应用是沿着以下两个方向展开的.

1.作为示踪原子

一种放射性同位素的原子核跟这种元素其他同位素的原子核具有相同数量的质子(只是中子的数量不同)，因此核外电子的数量也相同,由此可知，一种元素的各种同位素都有相同的化学性质.这样，我们就可以用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，却带有“放射性标记”，用仪器可以探测出来.这种原子叫做示踪原子.

棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上也能吸收.但是，什么时候的吸收率最高、磷能在作物体内存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究.如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决.

人体甲状腺的工作需要碘.碘被吸收后会聚集在甲状腺内.给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病.

2.利用它的射线

放射性同位素也能放出α射线、α射线和α射线.α射线由于贯穿本领强，可以用来检查金属内部有没有沙眼或裂纹，所用的设备叫α射线探伤仪.α射线的电离作用很强，可以用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电.生物体内的DNA(脱氧核糖核酸)承载着物种的遗传密码，但是DNA在射线作用下可能发生突变，所以通过射线照射可以使种子发生变异，培养出新的优良品种.射线辐射还能抑制农作物害虫的生长，甚至直接消灭害虫.人体内的癌细胞比正常细胞对射线更敏感，因此用射线照射可以治疗恶性肿瘤，这就是医生们说的“放疗”.

和天然放射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状，特别是，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射性废料容易处理.由于这些优点，在生产和科研中凡是用到射线时，用的都是人造放射性同位素，不用天然放射性物质.