งานรายวิชา: การประยุกต์ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในเทคโนโลยี การใช้ไอโซโทปในทางการแพทย์ในทางปฏิบัติ การใช้ไอโซโทปรังสีในการแพทย์และการเกษตร
ตัวอย่างเช่น กัมมันตภาพรังสีไอโอดีน-131 ใช้เป็นยารักษาโรคเกรฟส์ของต่อมไทรอยด์ ในกรณีนี้ขอแนะนำให้ใช้องค์ประกอบเหล่านี้ในปริมาณมากเนื่องจากมีส่วนช่วยในการทำลายเนื้อเยื่อที่ผิดปกติซึ่งเป็นผลมาจากการที่โครงสร้างของอวัยวะได้รับการฟื้นฟูและด้วยการทำงาน ไอโอดีนยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการวินิจฉัยภาวะของต่อมไทรอยด์ เมื่อนำเข้าสู่ร่างกาย อัตราการสะสมในเซลล์จะถูกประเมินบนหน้าจอมอนิเตอร์ โดยพิจารณาจากการวินิจฉัย
ไอโซโทปโซเดียมมีบทบาทสำคัญในการวินิจฉัยความผิดปกติของระบบไหลเวียนโลหิต
บ่อยครั้งในชีวิตประจำวันไอโซโทปโคบอลต์โดยเฉพาะโคบอลต์-60 ถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคเนื้องอก พบการประยุกต์ใช้ในการผ่าตัดด้วยรังสีในการสร้าง "ปืนโคบอลต์" ในการฆ่าเชื้อสำหรับการฆ่าเชื้อเครื่องมือและวัสดุทางการแพทย์
โดยทั่วไปวิธีทั้งหมดในการศึกษาอวัยวะภายในโดยใช้องค์ประกอบดังกล่าวมักเรียกว่าวิธีไอโซโทปรังสี ไอโซโทปยังสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์อีกด้วย และเป็นพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์สารต้านเชื้อแบคทีเรีย
ใช้ในอุตสาหกรรมและการเกษตร
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านอื่น ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์เช่นกัน ในอุตสาหกรรมวิศวกรรมเครื่องกล ใช้เพื่อกำหนดระดับการสึกหรอของชิ้นส่วนต่างๆ ในเครื่องยนต์สามารถใช้เพื่อกำหนดอัตราการแพร่ของโลหะในเตาถลุงเหล็ก
พื้นที่สำคัญคือการตรวจจับข้อบกพร่อง การใช้องค์ประกอบทางเคมีดังกล่าวทำให้คุณสามารถศึกษาโครงสร้างของชิ้นส่วนรวมถึงโลหะด้วย
ด้วยความช่วยเหลือของไอโซโทปกัมมันตรังสีทำให้เกิดพืชเกษตรพันธุ์ใหม่ นอกจากนี้ ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้วว่าการฉายรังสีแกมมาช่วยเพิ่มผลผลิตพืชผลและเพิ่มความต้านทานต่อปัจจัยที่ไม่พึงประสงค์ สารเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผสมพันธุ์ เมื่อใส่ปุ๋ยพืชจะใช้วิธีการซึ่งมีป้ายกำกับว่าฟอสฟอรัสกัมมันตภาพรังสีและประเมินประสิทธิภาพของปุ๋ย จากข้อมูลทั้งหมด เราสามารถสรุปได้ว่าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีถูกนำมาใช้ในกิจกรรมต่างๆ มากมาย พวกมันมีคุณสมบัติที่ธาตุเดียวกันกับมวลอะตอมปกติไม่มี
>> การได้รับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีและการใช้ประโยชน์
§ 112 การได้รับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีและการประยุกต์
ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมีคุณค่าเพิ่มขึ้นต่อมนุษยชาติ
องค์ประกอบที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นไปได้ที่จะได้รับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่พบในธรรมชาติในสถานะเสถียรเท่านั้น องค์ประกอบหมายเลข 43, 61, 85 และ 87 ไม่มีไอโซโทปเสถียรเลย และได้มาจากการประดิษฐ์ขึ้นเป็นครั้งแรก ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบที่มีหมายเลขลำดับ Z - 43 เรียกว่าเทคนีเชียม มีไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุดโดยมีอายุครึ่งชีวิตประมาณหนึ่งล้านปี
องค์ประกอบของทรานซูเรเนียมยังได้รับจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ คุณรู้อยู่แล้วเกี่ยวกับเนปทูเนียมและพลูโทเนียม นอกจากนี้ยังได้รับองค์ประกอบต่อไปนี้: อะเมริเซียม (Z = 95), คูเรียม (Z = 96), เบอร์คีเลียม (Z = 97), แคลิฟอร์เนียม (Z = 98), ไอน์สไตเนียม (Z = 99), เฟอร์เมียม (Z = 100), เมนเดลีเวียม (Z = 101), โนเบเลียม (Z = 102), ลอว์เรนเซียม (Z = 103), รัทเทอร์ฟอร์ดเดียม (Z = 104), ดับเนียม (Z = 105), ซีบอร์เกียม (Z = 106), โบห์เรียม (Z = 107) , ฮัสเซียม (Z = 108), ไมต์เนเรียม (Z = 109) รวมถึงองค์ประกอบที่มีหมายเลข 110, 111 และ 112 ซึ่งยังไม่มีชื่อที่ยอมรับโดยทั่วไป ธาตุที่ขึ้นต้นด้วยหมายเลข 104 ถูกสังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรกไม่ว่าจะในเมืองดุบนา ใกล้กรุงมอสโก หรือในประเทศเยอรมนี
มีป้ายกำกับว่าอะตอมปัจจุบันมีการใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ มากขึ้นทั้งในทางวิทยาศาสตร์และการผลิต วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือวิธีการระบุอะตอมที่มีป้ายกำกับ
วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าคุณสมบัติทางเคมีของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีไม่แตกต่างจากคุณสมบัติของไอโซโทปที่ไม่ใช่กัมมันตภาพรังสีขององค์ประกอบเดียวกัน
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสามารถตรวจพบได้ง่ายมากโดยการแผ่รังสีของพวกมัน กัมมันตภาพรังสีเป็นเครื่องหมายชนิดหนึ่งที่คุณสามารถตรวจสอบพฤติกรรมขององค์ประกอบระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีและการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของสารต่างๆ วิธีการติดฉลากอะตอมได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการที่มีประสิทธิผลมากที่สุดในการแก้ปัญหาต่างๆ มากมายในด้านชีววิทยา สรีรวิทยา การแพทย์ ฯลฯ
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเป็นแหล่งของรังสีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และเทคโนโลยีในฐานะแหล่งกำเนิดรังสีที่มีขนาดกะทัดรัด ส่วนใหญ่จะใช้โคบอลต์กัมมันตภาพรังสี
การได้รับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีผลิตขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และเครื่องเร่งอนุภาค ปัจจุบันสาขาอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เกี่ยวข้องกับการผลิตไอโซโทป
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในชีววิทยาและการแพทย์หนึ่งในการศึกษาที่โดดเด่นที่สุดที่ดำเนินการโดยใช้อะตอมที่มีป้ายกำกับคือการศึกษาเกี่ยวกับเมแทบอลิซึมในสิ่งมีชีวิต ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าในเวลาอันสั้นร่างกายจะได้รับการต่ออายุเกือบทั้งหมด อะตอมที่ประกอบขึ้นจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมใหม่
ตามที่การทดลองเกี่ยวกับการศึกษาไอโซโทปในเลือดแสดงให้เห็น มีเพียงธาตุเหล็กเท่านั้นที่เป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ เหล็กเป็นส่วนหนึ่งของฮีโมโกลบินของเซลล์เม็ดเลือดแดง เมื่อนำอะตอมของธาตุเหล็กที่มีกัมมันตภาพรังสีเข้าไปในอาหารพบว่าแทบจะไม่เข้าไปในเลือดเลย เมื่อปริมาณธาตุเหล็กในร่างกายหมดลง ร่างกายจึงเริ่มดูดซับธาตุเหล็ก
หากไม่มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาว เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน องค์ประกอบของไอโซโทปของธาตุที่เสถียรก็จะเปลี่ยนไป ดังนั้น โดยการเติมไอโซโทปส่วนเกินลงในออกซิเจน จึงได้ข้อสรุปว่าออกซิเจนอิสระที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงเดิมทีเป็นส่วนหนึ่งของน้ำ ไม่ใช่คาร์บอนไดออกไซด์
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีใช้ในทางการแพทย์ทั้งเพื่อการวินิจฉัยและการรักษา
โซเดียมกัมมันตภาพรังสีที่ฉีดเข้าไปในเลือดในปริมาณเล็กน้อยจะใช้ในการศึกษาการไหลเวียนโลหิต
ไอโอดีนสะสมอยู่ในต่อมไทรอยด์อย่างเข้มข้น โดยเฉพาะในโรคเกรฟส์ การสังเกตการสะสมของกัมมันตภาพรังสีไอโอดีนโดยใช้เครื่องนับ จะทำให้สามารถวินิจฉัยได้อย่างรวดเร็ว ไอโอดีนกัมมันตภาพรังสีในปริมาณมากทำให้เกิดการทำลายเนื้อเยื่อที่กำลังพัฒนาผิดปกติบางส่วน ดังนั้นไอโอดีนกัมมันตภาพรังสีจึงถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคเกรฟส์
รังสีโคบอลต์เข้มข้นใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง (ปืนโคบอลต์)
ไอโซโทปกัมมันตรังสีในอุตสาหกรรมการประยุกต์ใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในอุตสาหกรรมนั้นไม่กว้างขวางนัก ตัวอย่างหนึ่งคือวิธีการตรวจสอบการสึกหรอของแหวนลูกสูบในเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยการฉายรังสีแหวนลูกสูบด้วยนิวตรอน จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ในแหวนลูกสูบและทำให้มีกัมมันตภาพรังสี เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน อนุภาคของวัสดุวงแหวนจะเข้าสู่น้ำมันหล่อลื่น โดยการตรวจสอบระดับกัมมันตภาพรังสีในน้ำมันหลังจากการทำงานของเครื่องยนต์ไปสักระยะหนึ่ง จะพิจารณาการสึกหรอของแหวน
ไอโซโทปกัมมันตรังสีทำให้สามารถตัดสินการแพร่กระจายของโลหะ กระบวนการในเตาถลุงเหล็ก ฯลฯ การแผ่รังสีอันทรงพลังจากยากัมมันตภาพรังสีถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาโครงสร้างภายในของการหล่อโลหะเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องในสารเหล่านั้น
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการเกษตรไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีถูกนำมาใช้มากขึ้นในการเกษตร การฉายรังสีเมล็ดพืช (ฝ้าย, กะหล่ำปลี, หัวไชเท้า ฯลฯ ) ด้วยรังสีเล็กน้อยจากยากัมมันตภาพรังสีทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
การได้รับรังสีในปริมาณมากทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในพืชและจุลินทรีย์ ซึ่งในบางกรณีทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่มีคุณสมบัติอันมีคุณค่าใหม่ (การคัดเลือกรังสี) นี่คือการพัฒนาพันธุ์ข้าวสาลี ถั่ว และพืชผลอื่นๆ ที่มีคุณค่า และได้รับจุลินทรีย์ที่ให้ผลผลิตสูงที่ใช้ในการผลิตยาปฏิชีวนะ รังสีแกมมาจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสียังใช้เพื่อควบคุมแมลงที่เป็นอันตรายและเพื่อถนอมอาหารอีกด้วย
อะตอมที่มีป้ายกำกับถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการเกษตร ตัวอย่างเช่น หากต้องการทราบว่าปุ๋ยฟอสฟอรัสชนิดใดที่พืชดูดซึมได้ดีกว่า ปุ๋ยหลายชนิดจะมีป้ายกำกับว่า CR กัมมันตภาพรังสีฟอสฟอรัส การตรวจสอบกัมมันตภาพรังสีของพืช ทำให้สามารถระบุปริมาณฟอสฟอรัสที่พืชดูดซึมได้จากปุ๋ยประเภทต่างๆ
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในโบราณคดีวิธีคาร์บอนกัมมันตภาพรังสีได้รับการประยุกต์ใช้ที่น่าสนใจในการกำหนดอายุของวัตถุโบราณที่มีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ (ไม้ ถ่าน ผ้า ฯลฯ) พืชมักประกอบด้วยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของคาร์บอน โดยมีค่าครึ่งชีวิต T = 5,700 ปี มันถูกสร้างขึ้นในปริมาณเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศของโลกจากไนโตรเจนภายใต้อิทธิพลของนิวตรอน หลังเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากอนุภาคเร็วที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศจากอวกาศ (รังสีคอสมิก)
เมื่อรวมกับออกซิเจน ไอโซโทปของคาร์บอนนี้จะทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งพืชดูดซับและสัตว์ดูดซับผ่านพวกมัน คาร์บอนหนึ่งกรัมจากตัวอย่างป่าเล็กปล่อยอนุภาคประมาณสิบห้าอนุภาคต่อวินาที
หลังจากการตายของสิ่งมีชีวิตการเติมเต็มด้วยคาร์บอนกัมมันตภาพรังสีจะหยุดลง ปริมาณไอโซโทปที่มีอยู่นี้จะลดลงเนื่องจากกัมมันตภาพรังสี ด้วยการกำหนดเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนกัมมันตภาพรังสีในซากอินทรีย์ จึงเป็นไปได้ที่จะระบุอายุได้หากอยู่ในช่วง 1,000 ถึง 50,000 ปีและแม้กระทั่งถึง 100,000 ปี วิธีการนี้ใช้ในการระบุอายุของมัมมี่อียิปต์ ซากเพลิงไหม้ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ฯลฯ
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชีววิทยา การแพทย์ อุตสาหกรรม เกษตรกรรม และแม้แต่โบราณคดี
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคืออะไร และนำไปใช้อย่างไร?
Myakishev G. Ya. ฟิสิกส์ เกรด 11: ทางการศึกษา เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน: พื้นฐานและโปรไฟล์ ระดับ / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; แก้ไขโดย V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva - ฉบับที่ 17 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - อ.: การศึกษา, 2551. - 399 หน้า: ป่วย.
การวางแผนฟิสิกส์ ดาวน์โหลดสื่อฟิสิกส์เกรด 11 หนังสือเรียนออนไลน์
เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนการอัปเดตส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน การแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี บทเรียนบูรณาการปัจจุบันวิธีการวิจัยและการรักษาด้วยรังสีนิวไคลด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ ของการแพทย์ทางวิทยาศาสตร์และเชิงปฏิบัติ - ในด้านเนื้องอกวิทยา, โรคหัวใจ, วิทยาตับ, ระบบทางเดินปัสสาวะและวิทยาไต, วิทยาปอด, วิทยาต่อมไร้ท่อ, วิทยาการบาดเจ็บ, ประสาทวิทยาและศัลยกรรมประสาท, กุมารเวชศาสตร์, ภูมิแพ้, โลหิตวิทยา, ภูมิคุ้มกันวิทยาทางคลินิก, ฯลฯ
การจำแนกประเภทของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่ใช้ในเวชศาสตร์นิวเคลียร์
นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีสำหรับเวชศาสตร์นิวเคลียร์และเภสัชภัณฑ์รังสีที่เกี่ยวข้องตามขอบเขตการใช้งาน แบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ดังนี้ การวินิจฉัยและ การบำบัด.
ในร่างข้อเสนอ การวินิจฉัยจุดประสงค์คือนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเป็นตัวพาข้อมูล ซึ่งการแผ่รังสีที่ทะลุผ่านนอกร่างกายจะถูกบันทึกโดยเครื่องตรวจจับภายนอก นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทของรังสี นิวไคลด์กัมมันตรังสีเพื่อการวินิจฉัยยังแบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม:
- Radioculides สำหรับ SPECT (SPECT ในภาษาย่อภาษาอังกฤษ) - เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ที่ปล่อยโฟตอนเดี่ยว นิวไคลด์กัมมันตรังสีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ SPECT ได้แก่ ตัวปล่อย γ ที่มีพลังงาน γ-ควอนตัมในช่วง 100-200 keV และครึ่งชีวิตตั้งแต่หลายนาทีไปจนถึงหลายวัน
- นิวไคลด์กัมมันตรังสีสำหรับ PET (PET) - เอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน - β+ - ตัวปล่อยที่มีครึ่งชีวิตตั้งแต่หลายวินาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง
ในเภสัชรังสีเพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษาโรค นิวไคลด์กัมมันตรังสีเป็นหลักการรักษาหลัก ซึ่งช่วยให้ปริมาณรังสีที่ใช้ในการรักษาสามารถจำกัดเฉพาะที่ในอวัยวะเป้าหมายโดยตรงหรือในบางครั้งในเซลล์ที่ได้รับผลกระทบ และด้วยเหตุนี้ จึงรับประกันว่าจะมีการฉายรังสีน้อยที่สุดของเซลล์ที่มีสุขภาพดีโดยรอบ ของอวัยวะและเนื้อเยื่อ การใช้รังสีบำบัดขึ้นอยู่กับลักษณะและตำแหน่งของกระบวนการทางพยาธิวิทยา:
- ตัวปล่อย β (-) ที่มีพลังงานของอนุภาค β (-) ในพื้นที่ 200-2,000 keV
- ตัวปล่อย α ที่มีการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นสูง (LET ~100 keV/µm) และเส้นทางอนุภาคสั้น (50-100 µm)
- นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่สลายตัวโดยการจับอิเล็กตรอน (EC) หรือการแปลงอิเล็กตรอนภายใน (IEC)
ขั้นตอนการวินิจฉัยส่วนใหญ่ (~80%) โดยใช้เทคโนโลยี SPECT ดำเนินการในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาด้วยการเตรียม Tc จำนวน 99 ล้านชิ้น ซึ่งได้รับการขนานนามว่าเป็น "เครื่องมือสำคัญของเวชศาสตร์นิวเคลียร์" I-123, Tl-201, In-111 มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ในบางกรณี หากจำเป็น จะใช้เทคนิคการวินิจฉัยด้วย Cr-51, Ga-67, Kr-81m, I-131 เป็นต้น นิวไคลด์กัมมันตรังสี C ส่วนใหญ่จะใช้ -11, N-13, O-15 และ F-18 (ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด)
การบำบัดด้วยการฉายรังสีด้วยโอเพ่นซอร์สของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีก็กำลังพัฒนาอย่างเข้มข้นเช่นกัน ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรักษาผู้ป่วยทั้งแบบอิสระและแบบผสมผสาน วิธีการเหล่านี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการฉายรังสีรักษามะเร็งต่อมน้ำเหลือง มะเร็งต่อมไทรอยด์ เนื้องอกที่ขึ้นกับฮอร์โมน รอยโรคระยะลุกลามของโครงกระดูกและระบบน้ำเหลือง โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ ฯลฯ
ไอโซโทปต่างๆ ขององค์ประกอบทางเคมีถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ในสาขาต่างๆ ของอุตสาหกรรมและการเกษตร ในพลังงานนิวเคลียร์ ชีววิทยาและการแพทย์สมัยใหม่ ในการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ ไอโซโทปที่เสถียรพบว่ามีการประยุกต์ใช้ทางเคมีได้มากที่สุด (สำหรับศึกษากลไกของปฏิกิริยาเคมี กระบวนการเผาไหม้ การเร่งปฏิกิริยา การสังเคราะห์สารประกอบเคมี ในสเปกโตรเมทรี) ในด้านชีววิทยา สรีรวิทยา ชีวเคมี และเคมีเกษตร (สำหรับศึกษากระบวนการเผาผลาญในสิ่งมีชีวิต การเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ไขมันและกรดอะมิโน กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในพืช การเคลื่อนตัวของน้ำจากรากไปตามลำต้นสู่ใบและผล) นอกจากนี้ยังใช้ในอุปกรณ์ฟิสิกส์นิวเคลียร์สำหรับการผลิตเครื่องนับนิวตรอน ซึ่งช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพการนับได้มากกว่า 5 เท่าในพลังงานนิวเคลียร์ในฐานะตัวหน่วงและตัวดูดซับนิวตรอน อย่างไรก็ตามข้างต้นยังห่างไกลจากการหมดสิ้นพื้นที่การใช้ไอโซโทปที่มีอยู่และที่เป็นไปได้ทั้งหมด นอกจากนี้ขอบเขตของการใช้เป็นผู้ช่วยที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และประยุกต์จำนวนหนึ่งกำลังขยายตัวทุกปี นั่นคือเหตุผลว่าทำไม แม้ว่าปริมาณเงินทุนของรัฐบาลสำหรับการผลิตไอโซโทปจะลดลงทุกปีและไม่มีนัยสำคัญในทางปฏิบัติ แต่งานในการพัฒนายังคงดำเนินต่อไปตลอด 10 ปีที่ผ่านมา การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ (เช่น การวิเคราะห์ทางเคมี) มักจะต้องใช้ไอโซโทปหายากของธาตุต่างๆ ในปริมาณเล็กน้อย โดยคำนวณเป็นกรัมและแม้กระทั่งมิลลิกรัมต่อปี ในเวลาเดียวกัน สำหรับไอโซโทปจำนวนหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในพลังงานนิวเคลียร์ ยา และอุตสาหกรรมอื่นๆ ความต้องการในการผลิตไอโซโทปอาจมีจำนวนหลายกิโลกรัมหรือหลายตัน ดังนั้นเนื่องจากการใช้น้ำหนัก D 2 O ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ การผลิตทั่วโลกในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ของศตวรรษที่ผ่านมาจึงอยู่ที่ประมาณ 5,000 ตันต่อปี นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าไอโซโทปดิวทีเรียมของไฮโดรเจนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของน้ำหนักซึ่งมีความเข้มข้นในส่วนผสมตามธรรมชาติของไฮโดรเจนเพียง 0.015% พร้อมด้วยไอโซโทปจะกลายเป็นในอนาคตตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าองค์ประกอบหลักของเชื้อเพลิงแห่งพลังงานนิวเคลียร์แสนสาหัส เครื่องปฏิกรณ์ที่ทำงานบนพื้นฐานของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ในกรณีนี้ ความต้องการในการผลิตไอโซโทปไฮโดรเจนจะมีมหาศาล
ในทางชีววิทยา ไอโซโทปถูกใช้เพื่อแก้ปัญหาทางชีววิทยาทั้งขั้นพื้นฐานและประยุกต์ ซึ่งการศึกษาด้วยวิธีอื่นนั้นยากหรือเป็นไปไม่ได้ ข้อดีของวิธีอะตอมที่ติดแท็กซึ่งมีความสำคัญต่อชีววิทยาก็คือการใช้ไอโซโทปไม่ละเมิดความสมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตและการทำงานที่สำคัญพื้นฐานของมัน ความสำเร็จที่สำคัญหลายประการของชีววิทยาสมัยใหม่เกี่ยวข้องกับการใช้ไอโซโทป ซึ่งกำหนดความเจริญรุ่งเรืองของวิทยาศาสตร์ชีวภาพในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 การใช้ไอโซโทปที่เสถียรและมีกัมมันตภาพรังสีของไฮโดรเจน (2 H และ 3 H), คาร์บอน (13 C และ 14 C), ไนโตรเจน (15 N), ออกซิเจน (18 O), ฟอสฟอรัส (32 P), ซัลเฟอร์ (35 S), เหล็ก ( 59 Fe), ไอโอดีน (131 I) ฯลฯ กระบวนการที่ซับซ้อนและเชื่อมโยงระหว่างการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการสลายโปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ รวมถึงกลไกทางเคมีของการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ที่มีชีวิต ได้รับการชี้แจงและศึกษาอย่างละเอียด การใช้ไอโซโทปนำไปสู่การทบทวนแนวคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับธรรมชาติของการสังเคราะห์ด้วยแสงตลอดจนกลไกที่รับประกันการดูดซึมสารอนินทรีย์โดยพืช: คาร์บอเนต, ไนเตรต, ฟอสเฟต ฯลฯ มีการศึกษาจำนวนมาก ด้วยความช่วยเหลือของไอโซโทปในสาขาชีววิทยาและชีวเคมีที่หลากหลาย งานด้านหนึ่งประกอบด้วยงานเกี่ยวกับการศึกษาพลวัตและเส้นทางการเคลื่อนที่ของประชากรในชีวมณฑลและบุคคลภายในประชากรที่กำหนด การอพยพของจุลินทรีย์ ตลอดจนสารประกอบแต่ละชนิดภายในร่างกาย ด้วยการติดฉลากลงในสิ่งมีชีวิตพร้อมกับอาหารหรือโดยการฉีด ทำให้สามารถศึกษาความเร็วและเส้นทางการอพยพของแมลงหลายชนิด (ยุง แมลงวัน ตั๊กแตน) นก สัตว์ฟันแทะ และสัตว์ขนาดเล็กอื่นๆ และรับข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของประชากรพวกมัน ในสาขาสรีรวิทยาและชีวเคมีของพืช ปัญหาทางทฤษฎีและประยุกต์จำนวนหนึ่งได้รับการแก้ไขด้วยความช่วยเหลือของไอโซโทป: เส้นทางการเข้ามาของแร่ธาตุ ของเหลว และก๊าซเข้าสู่พืช รวมถึงบทบาทขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ รวมถึง จุลธาตุในชีวิตพืชได้รับการชี้แจงแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งแสดงให้เห็นแล้วว่าคาร์บอนเข้าสู่พืชไม่เพียงแต่ผ่านทางใบเท่านั้น แต่ยังผ่านทางระบบรากด้วย เส้นทางและความเร็วของการเคลื่อนที่ของสารจำนวนหนึ่งจากระบบรากไปยังลำต้นและใบ และจากอวัยวะเหล่านี้ไปถึง รากได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว ในสาขาสรีรวิทยาและชีวเคมีของสัตว์และมนุษย์ มีการศึกษาอัตราการเข้าสู่เนื้อเยื่อของสารต่างๆ (รวมถึงอัตราการรวมธาตุเหล็กเข้าไปในฮีโมโกลบิน ฟอสฟอรัสเข้าสู่เนื้อเยื่อประสาทและกล้ามเนื้อ แคลเซียมเข้าสู่กระดูก) ผลงานกลุ่มสำคัญครอบคลุมการศึกษากลไกของปฏิกิริยาเคมีในร่างกาย ดังนั้น ในหลายกรณี จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างความเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลดั้งเดิมและโมเลกุลที่สร้างขึ้นใหม่ เพื่อติดตาม "ชะตากรรม" ของแต่ละอะตอมและกลุ่มเคมีในกระบวนการเมตาบอลิซึม และยังเพื่อกำหนดลำดับและอัตราของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ด้วย ข้อมูลที่ได้รับมีบทบาทสำคัญในการสร้างรูปแบบการสังเคราะห์ทางชีวภาพและเมแทบอลิซึมที่ทันสมัย (แผนที่เมตาบอลิซึม) เส้นทางสำหรับการเปลี่ยนแปลงของอาหาร ยา และสารพิษในสิ่งมีชีวิต งานของกลุ่มนี้รวมถึงการชี้แจงคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของออกซิเจนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง: ปรากฎว่าแหล่งที่มาของมันคือน้ำ ไม่ใช่คาร์บอนไดออกไซด์ ในทางกลับกัน การใช้ 14 CO 2 ทำให้สามารถอธิบายวิถีการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ การใช้อาหารที่ "ติดฉลาก" ทำให้เกิดความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับอัตราการดูดซึมและการกระจายสารอาหาร "ชะตากรรม" ในร่างกาย และช่วยติดตามอิทธิพลของปัจจัยภายในและภายนอก (ความอดอยาก ภาวะขาดอากาศหายใจ การทำงานหนักเกินไป ฯลฯ) เกี่ยวกับการเผาผลาญ วิธีไอโซโทปทำให้สามารถศึกษากระบวนการขนส่งสารแบบผันกลับได้ผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพ แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของสารบนทั้งสองด้านของเมมเบรนยังคงที่ในขณะที่ยังคงรักษาลักษณะการไล่ระดับความเข้มข้นของตัวกลางแต่ละตัวที่แยกจากกันด้วยเมมเบรน วิธีการนี้พบการประยุกต์ใช้ในการศึกษากระบวนการที่การส่งข้อมูลในร่างกายมีบทบาทชี้ขาด (การนำไฟฟ้าของแรงกระตุ้นเส้นประสาท การเริ่มต้นและการรับการระคายเคือง ฯลฯ ) ประสิทธิผลของวิธีไอโซโทปในการทำงานประเภทนี้ เนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าการวิจัยดำเนินไปในสิ่งมีชีวิตที่สมบูรณ์และสมบูรณ์ ซึ่งรักษาระบบที่ซับซ้อนของการเชื่อมต่อทางประสาทและร่างกายที่สมบูรณ์ครบถ้วน ท้ายที่สุด กลุ่มงานศึกษาลักษณะเฉพาะของโครงสร้างทางชีววิทยา โดยเริ่มจากระดับโมเลกุล (โปรตีน กรดนิวคลีอิก) และจบด้วยโครงสร้างซูปราโมเลกุล (ไรโบโซม โครโมโซม และออร์แกเนลล์อื่นๆ) ตัวอย่างเช่น การศึกษาความเสถียรสัมพัทธ์ของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกใน 1 H 2 O, 2 H 2 O และ H 2 18 O มีส่วนช่วยในการอธิบายธรรมชาติของแรงที่ทำให้โครงสร้างของพอลิเมอร์ชีวภาพมีความเสถียร โดยเฉพาะบทบาทของไฮโดรเจน พันธะในระบบชีวภาพ เมื่อเลือกไอโซโทป ประเด็นสำคัญ ได้แก่ ความไวของวิธีวิเคราะห์ไอโซโทป รวมถึงประเภทของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีและพลังงานรังสี ข้อดีของไอโซโทปเสถียร (2 H, 18 O, 15 N เป็นต้น) คือการไม่มีรังสี ซึ่งมักมีผลข้างเคียงต่อระบบสิ่งมีชีวิตที่กำลังศึกษาอยู่ ในเวลาเดียวกัน วิธีการที่มีความไวค่อนข้างต่ำในการกำหนด (แมสสเปกโทรสโกปี ความหนาแน่น) รวมถึงความจำเป็นในการแยกสารประกอบที่มีป้ายกำกับ จำกัดการใช้ไอโซโทปที่เสถียรในชีววิทยา ความไวสูงในการลงทะเบียนไอโซโทปแกมมาแอคทีฟ (59 Fe, 131 I เป็นต้น ) ทำให้สามารถวัดความเร็วของการไหลเวียนของเลือดในสิ่งมีชีวิต กำหนดปริมาณของเลือดและเวลาในการไหลเวียนโดยสมบูรณ์ และศึกษาการทำงานของต่อมไร้ท่อ
การใช้ไอโซโทปในการแพทย์ ด้วยความช่วยเหลือของไอโซโทป กลไกการพัฒนา (กลไกการเกิดโรค) ของโรคต่างๆ ได้รับการเปิดเผย นอกจากนี้ยังใช้เพื่อศึกษาการเผาผลาญและวินิจฉัยโรคต่างๆ ไอโซโทปจะถูกนำเข้าสู่ร่างกายในปริมาณที่น้อยมากซึ่งไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิสภาพได้ องค์ประกอบต่างๆในร่างกายกระจายไม่สม่ำเสมอ ไอโซโทปมีการกระจายในลักษณะเดียวกัน การแผ่รังสีที่เกิดจากการสลายตัวของไอโซโทปจะถูกบันทึกโดยเครื่องมือวัดรังสี การสแกน การถ่ายภาพรังสีอัตโนมัติ ฯลฯ ดังนั้น สถานะของการไหลเวียนของระบบและปอด การไหลเวียนของหัวใจ ความเร็วการไหลเวียนของเลือด และภาพของโพรงหัวใจจะถูกกำหนดโดยใช้สารประกอบต่างๆ ได้แก่ 24 นา 131 ฉัน 99 Tc; 99 Tc, 133 Xe ใช้เพื่อศึกษาการช่วยหายใจในปอดและโรคไขสันหลัง Macroaggregates ของซีรั่มอัลบูมินของมนุษย์ที่มี 131 I ใช้ในการวินิจฉัยกระบวนการอักเสบต่างๆ ในปอด เนื้องอก และโรคต่างๆ ของต่อมไทรอยด์ ศึกษาความเข้มข้นและการขับถ่ายของตับโดยใช้สีเบงกอลโรส 131 I, 198 Au; การทำงานของไตในระหว่างการตรวจซ้ำด้วย 131 I-hippuran และการสแกนหลังการให้ยานีโอไฮดรินที่มีป้ายกำกับ 203 Hg หรือ 99 Tc ภาพถ่ายของลำไส้และกระเพาะอาหารได้รับโดยใช้ 99 Tc ม้ามโดยใช้เซลล์เม็ดเลือดแดงที่มี 99 Tc หรือ 51 Cr; วินิจฉัยโรคตับอ่อนโดยใช้ 75 Se 85 Sr และ 85 P มีแอปพลิเคชันการวินิจฉัยด้วย
การใช้ไอโซโทปในการเกษตร (3 H, 14 C, 22 Na, 32 P, 35 S, 42 K, 45 Ca, 60 Co, 65 Zn, 99 Mo เป็นต้น) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของดิน และสงวนองค์ประกอบของอาหารพืชไว้เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ของดินและปุ๋ย กระบวนการดูดซึมสารอาหารจากไขมันแร่โดยพืช การเข้ามาของอาหารแร่ธาตุสู่พืชผ่านทางใบและประเด็นอื่น ๆ ของวิทยาศาสตร์ดินและเคมีเกษตร ไอโซโทปถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบผลกระทบของสารกำจัดศัตรูพืช โดยเฉพาะสารกำจัดวัชพืช ต่อสิ่งมีชีวิตของพืช ซึ่งทำให้สามารถระบุความเข้มข้นและระยะเวลาในการบำบัดพืชผลได้ โดยใช้วิธีการไอโซโทป จะมีการศึกษาคุณสมบัติทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดของพืชผลทางการเกษตร (เมื่อประเมินและคัดเลือกวัสดุผสมพันธุ์) ผลผลิต การสุกเร็ว และความต้านทานต่อความเย็น ในการเลี้ยงสัตว์จะมีการศึกษากระบวนการทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นในร่างกายของสัตว์วิเคราะห์อาหารสัตว์สำหรับเนื้อหาของสารพิษ (ปริมาณเล็กน้อยซึ่งยากต่อการตรวจสอบโดยวิธีทางเคมี) และองค์ประกอบขนาดเล็ก ด้วยความช่วยเหลือของไอโซโทป เทคนิคต่างๆ กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อทำให้กระบวนการผลิตเป็นแบบอัตโนมัติ เช่น การแยกรากพืชออกจากหินและก้อนดินเมื่อทำการเก็บเกี่ยวโดยใช้ดินผสมบนดินที่เป็นหินและหนัก
อูชาโควา เอ.เอ. 1
กรีชิน่า VS. 1
1 สถาบันการศึกษาของรัฐในเขตเมือง Zarechny “โรงเรียนมัธยมหมายเลข 4”
ข้อความของงานถูกโพสต์โดยไม่มีรูปภาพและสูตร
ผลงานเวอร์ชันเต็มมีอยู่ในแท็บ "ไฟล์งาน" ในรูปแบบ PDF
การแนะนำ
ความเกี่ยวข้องของการศึกษาฉันเชื่อว่างานวิจัยของฉันมีความเกี่ยวข้องในปัจจุบัน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ซึ่งปรากฏเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 การพัฒนาอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่การสร้างอาวุธปรมาณูและไฮโดรเจนแล้วในกลางศตวรรษที่ 20 บังคับให้ประชาชนพูดเสียงดังเกี่ยวกับภัยคุกคามต่อการดำรงอยู่ของ มนุษยชาติ. แต่พลังงานของนิวเคลียร์ฟิชชันและกัมมันตภาพรังสีก็สามารถนำมาใช้ในการสร้างสรรค์ได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปรังสีถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการแพทย์
การใช้งานทางอุตสาหกรรมประกอบด้วยกระบวนการตรวจจับและการตรวจสอบข้อบกพร่องในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา (โรงหล่อ) กระดาษ เคมี และการก่อสร้างถนน
ในการแพทย์สมัยใหม่มีการพัฒนาทิศทางใหม่ - เวชศาสตร์นิวเคลียร์ซึ่งใช้สารกัมมันตภาพรังสีและคุณสมบัติของนิวเคลียสของอะตอมในการวินิจฉัยและการบำบัดในสาขาการแพทย์ทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติต่างๆ เวชศาสตร์นิวเคลียร์ได้รับการเสริมสมรรถนะด้วยวิธีการใหม่ๆ ในการศึกษากระบวนการของชีวิต การวินิจฉัยและการรักษาโรค มากกว่า 50% ของการผลิตนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีทั่วโลกในแต่ละปีถูกใช้ไปตามความต้องการ นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีถูกนำมาใช้ในเวชศาสตร์นิวเคลียร์โดยส่วนใหญ่อยู่ในรูปของเภสัชภัณฑ์รังสี (RPs)
ผู้คนต้องเข้าใจว่ารังสีกัมมันตภาพรังสีไม่ใช่สิ่งที่อันตรายอย่างไม่น่าเชื่อและไม่สามารถเข้าใจได้ แต่ในทางกลับกัน ยิ่งมีการศึกษาปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีมากเท่าไรก็ยิ่งสามารถจัดการได้อย่างมีสติมากขึ้นโดยใช้คุณสมบัติเพื่อประโยชน์ของมนุษย์
ปัญหาการวิจัยนักเรียนมัธยมปลายมีความรู้ไม่เพียงพอเกี่ยวกับไอโซโทปรังสีและการนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์
หัวข้อการวิจัยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีและขอบเขตการใช้งาน
วัตถุประสงค์ของการศึกษาค้นหาว่าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคืออะไร มีคุณสมบัติอะไรบ้าง และสามารถนำมาใช้เพื่อประโยชน์ของมนุษย์ได้อย่างไร
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จะต้องแก้ไขสิ่งต่อไปนี้: งาน:
ขยายความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอม ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี
ค้นหาข้อมูลในเอกสารเฉพาะทางและแหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตเกี่ยวกับสถานการณ์ปัจจุบัน ความสำเร็จ และปัญหาในการผลิตไอโซโทป
ค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับกิจกรรมของ JSC "Institute of Reactor Materials" GO Zarechny" สำหรับการผลิตไอโซโทปรังสีและการนำไปใช้ในด้านต่างๆ ของชีวิตมนุษย์
จัดประชุมกับพนักงาน OA “IRM” เพื่อขอคำปรึกษาด้านระเบียบวิธีในหัวข้อนี้
จัดทำและดำเนินการชั่วโมงเรียน "ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการให้บริการของมนุษย์" สำหรับนักเรียนเกรด 8-11 ของ MKOU "โรงเรียนมัธยมหมายเลข 4"
ดำเนินการศึกษาในหมู่นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 8-11 ของ MKOU “โรงเรียนมัธยมหมายเลข 4” เพื่อระบุข้อมูลเกี่ยวกับความรู้ที่คนรุ่นใหม่มีในหัวข้อ “กัมมันตภาพรังสี” ไอโซโทปกัมมันตรังสี”, “ผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสี”
แสดงความจำเป็นในการใช้ไอโซโทปรังสีในกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์
ความสำคัญเชิงปฏิบัติของการศึกษาโครงการวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในวิชาเคมีและฟิสิกส์ในหัวข้อ “กัมมันตภาพรังสี ไอโซโทป ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี”
โครงสร้างและขอบเขตของงานโครงการวิจัยประกอบด้วย บทนำ จำนวน 7 บท บทสรุป รายชื่อแหล่งข้อมูลที่ใช้ ภาคผนวกที่ 1,2,3,4,5 ข้อความของโครงการประกอบด้วย 3 ภาพวาด
ส่วนวิจัย
1. แนวคิดเรื่อง “ไอโซโทป”
ไอโซโทป (กรีกโบราณ Ισος - "เท่ากัน", "เหมือนกัน" และ τόπος - "สถานที่") เป็นอะตอม (และนิวเคลียส) ขององค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม (ลำดับ) เหมือนกัน แต่ในเวลาเดียวกันก็มีมวลต่างกัน ตัวเลข (ดูรูปที่ 1.1.) ชื่อนี้เกิดจากการที่ไอโซโทปทั้งหมดของอะตอมหนึ่งถูกวางไว้ในตำแหน่งเดียวกัน (ในเซลล์เดียว) ของตาราง D.I. เมนเดเลเยฟ.
ไอโซโทปทั้งหมดของธาตุชนิดเดียวกันมีประจุนิวเคลียร์เท่ากัน โดยต่างกันเพียงจำนวนนิวตรอนเท่านั้น โดยทั่วไป ไอโซโทปถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีที่เป็นของไอโซโทปนั้น โดยมีการเติมตัวยกทางด้านซ้ายเพื่อระบุเลขมวล (เช่น 12 C, 222 Rn) คุณยังสามารถเขียนชื่อของธาตุตามด้วยเลขมวลยัติภังค์ได้ (เช่น คาร์บอน-12, เรดอน-222) ไอโซโทปบางชนิดมีชื่อที่ถูกต้องแบบดั้งเดิม (เช่น ดิวเทอเรียม แอกตินอน) ณ เดือนมีนาคม พ.ศ. 2560 มีการรู้จักไอโซโทปของธาตุทั้งหมด 3437 ไอโซโทป
ในแง่ของจำนวนไอโซโทปที่ค้นพบ สหรัฐอเมริกาอยู่ในอันดับที่ 1 (1237) รองลงมาคือเยอรมนี (558) สหราชอาณาจักร (299) สหภาพโซเวียต/รัสเซีย (247) และฝรั่งเศส (217) กว่า 10 ปี (รวมปี 2549-2558) นักฟิสิกส์ค้นพบไอโซโทปเฉลี่ย 27 ไอโซโทปต่อปี จำนวนนักวิทยาศาสตร์ที่เป็นผู้เขียนหรือผู้เขียนร่วมในการค้นพบไอโซโทปใดๆ คือ 3,598 คน
2. แนวคิดเรื่อง “นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี”
นิวไคลด์ที่นิวเคลียสไม่เสถียรและสลายตัวด้วยกัมมันตภาพรังสี นิวไคลด์ที่รู้จักส่วนใหญ่มีกัมมันตภาพรังสี (มีเพียงประมาณ 300 นิวไคลด์จากมากกว่า 3,000 นิวไคลด์ที่วิทยาศาสตร์รู้จักเท่านั้นที่มีความเสถียร) นิวไคลด์ทั้งหมดที่มีเลขประจุเท่ากับ 43 หรือ 61 หรือมากกว่า 82 มีกัมมันตภาพรังสี องค์ประกอบที่เกี่ยวข้องเรียกว่าองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี มีนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่มีหมายเลขประจุอื่น (ตั้งแต่ 1 ถึง 42, จาก 44 ถึง 60 และจาก 62 ถึง 82) นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีแตกต่างกันในด้านพลังงานรังสีและครึ่งชีวิต
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่พบในธรรมชาติเรียกว่าไอโซโทปธรรมชาติ เช่น 40 K ในปี 1934 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Irène และ Frédéric Joliot-Curie ค้นพบว่าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสามารถสร้างขึ้นโดยเทียมผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ ไอโซโทปดังกล่าวเรียกว่าไอโซโทปเทียม
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และเครื่องเร่งอนุภาคมักใช้เพื่อผลิตไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเทียม ต่อจากนั้นจึงได้ไอโซโทปเทียมขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด โดยรวมแล้ว ปัจจุบันรู้จักไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีประมาณ 3,000 ไอโซโทป และ 300 ไอโซโทปในจำนวนนั้นเป็นไอโซโทปจากธรรมชาติ
3. การค้าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี
ไอโซโทปอย่างน้อยครึ่งหนึ่งมีวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ (ส่วนที่เหลือมีไว้สำหรับการวิจัยทางอุตสาหกรรมและทางวิทยาศาสตร์)
การส่งออกและการนำเข้าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเทียม (ARIs) ของโลกมีมูลค่ามากกว่า 1 พันล้านดอลลาร์ต่อปีในช่วง 3 ปีที่ผ่านมา รายชื่อผู้ส่งออกนำโดยแคนาดา สหรัฐอเมริกา เนเธอร์แลนด์ เบลเยียม และเยอรมนี รายชื่อผู้นำเข้านำโดยสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น เยอรมนี อังกฤษ และจีน
ปัจจุบันรัสเซียคิดเป็น 6% ของการส่งออกของโลกและ 1% ของการนำเข้า พลวัตของการค้าระหว่างประเทศในอิหร่านโดยรัสเซียแสดงไว้ในภาพ (ภาคผนวกหมายเลข 1) การเติบโตของการส่งออกในช่วง 15 ปีที่ผ่านมาชัดเจน - มากกว่าสามเท่า! การนำเข้ามีเสถียรภาพในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
ทิศทางหลักของการส่งออกของรัสเซียไปยังอิหร่านคือตะวันตก โดยมีบริเตนใหญ่เป็นผู้นำโดยมีอัตรากำไรขั้นต้นที่กว้าง: ประมาณ 50% สหรัฐอเมริกาอยู่ในอันดับที่สอง เยอรมนีอยู่ในอันดับที่สาม และจีนอยู่ในอันดับที่สี่
รัสเซียซื้อในต่างประเทศโดยส่วนใหญ่เป็นเภสัชรังสีและแหล่งรังสีสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ ซัพพลายเออร์หลักคือเยอรมนีและสหรัฐอเมริกา
4. การใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี
ปัจจุบัน ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติในสาขาต่างๆ เช่น เทคโนโลยี การแพทย์ การเกษตร การสื่อสาร การทหาร และอื่นๆ ในกรณีนี้ มักใช้วิธีที่เรียกว่าอะตอมที่มีป้ายกำกับ
4.1. การใช้ไอโซโทปรังสีในการแพทย์
ไอโซโทปซึ่งมีกัมมันตภาพรังสีเป็นหลักถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์สมัยใหม่
ในการวินิจฉัยไอโซโทปในโลกและในรัสเซีย การทำเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) กำลังมีความสำคัญมากขึ้น
ข้าว. 4.1.1 อุปกรณ์สำหรับเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน
ดังนั้นจึงมีความต้องการเพิ่มขึ้นไม่เพียงแต่สำหรับไอโซโทปรังสีแบบดั้งเดิม เช่น 11 C, 13 N, 15 O, 18 F เท่านั้น แต่ยังรวมถึงไอโซโทปกำเนิด 68 Ga และ 82 Rb ด้วย เช่นเดียวกับไอโซโทปที่มีแนวโน้มว่าจะใช้เทคโนโลยีการวินิจฉัยล่าสุด การรวมการปล่อยโพซิตรอนและเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ 38 K, 45 Ti, 62 Cu, 64 Cu, 75 Br, 76 Br, 94m Tc และ 124 I
วิธีการรักษาที่ใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีกำลังได้รับการพัฒนาเช่นการฉายรังสีด้วยนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีแบบเปิดซึ่งมีประสิทธิผลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการต่อสู้กับมะเร็งต่อมน้ำเหลืองมะเร็งมะเร็งต่อมไทรอยด์เป็นต้น
131 ฉันเป็นและยังคงเป็นไอโซโทปรักษาโรคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด (ทุกปีในยุโรป - มากกว่า 90,000 GBq (เบกเคอเรลหนึ่งถูกกำหนดให้เป็นกิจกรรมของแหล่งกำเนิดซึ่งมีการสลายกัมมันตภาพรังสีโดยเฉลี่ยหนึ่งครั้งเกิดขึ้นต่อวินาที) ในรัสเซีย - ประมาณ 2000 กิกะไบต์) การบำบัดด้วยไอโอดีนไม่มีทางเลือกอื่นสำหรับมะเร็งต่อมไทรอยด์ในรูปแบบที่รุนแรง
การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันด้วยรังสีในระยะเริ่มแรกของการก่อตัวและการพัฒนาได้ดำเนินการโดยใช้ยา 131 I แต่ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาความสนใจใน 90 Y ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
หนึ่งในขอบเขตของการใช้ไมโครซอร์ส (brachytherapy) กับ 103 Pd หรือ 125 I ในช่วง 10-15 ปีที่ผ่านมาคือการรักษามะเร็งต่อมลูกหมากและเนื้องอกวิทยาอื่นๆ ปัจจุบัน 131 Cs เป็นไอโซโทปที่มีศักยภาพสำหรับการบำบัดด้วยการฝังแร่
ในเภสัชรังสีเพื่อวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัยและการรักษาโรค มีการเปลี่ยนแปลงไปสู่ไอโซโทปรังสีที่มีอายุสั้น นอกเหนือจากการใช้ไอโซโทปทางการแพทย์มาตรฐาน 198 Au, 131 I, 125 I, 203 Hg, 197 Hg เป็นต้น แล้ว สารทดแทนที่มีครึ่งชีวิตสั้นกว่าก็ถูกนำมาใช้เพิ่มมากขึ้น ยาที่มีสารอายุสั้น 99m Tc, 123 I, 13 N, 15 O, 11 C, 18 F, 77 Br, 68 Ga, 81m Kr ฯลฯ กำลังได้รับการยอมรับมากขึ้นในกิจกรรมการวิจัยและการปฏิบัติงานทางคลินิก
4.2. การใช้ไอโซโทปรังสีในอุตสาหกรรม
การใช้งานไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในอุตสาหกรรมและการวิจัยทางอุตสาหกรรมนั้นครอบคลุมไม่น้อยไปกว่ากัน ตัวอย่างหนึ่งคือวิธีการต่อไปนี้ในการตรวจสอบการสึกหรอของแหวนลูกสูบในเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยการฉายรังสีแหวนลูกสูบด้วยนิวตรอน จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ในแหวนลูกสูบและทำให้มีกัมมันตภาพรังสี เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน อนุภาคของวัสดุวงแหวนจะเข้าสู่น้ำมันหล่อลื่น โดยการตรวจสอบระดับกัมมันตภาพรังสีในน้ำมันหลังจากการทำงานของเครื่องยนต์ไปสักระยะหนึ่ง จะพิจารณาการสึกหรอของแหวน ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีทำให้สามารถตัดสินการแพร่กระจายของโลหะ กระบวนการในเตาหลอมเหล็ก ฯลฯ
รังสีแกมมาอันทรงพลังจากยากัมมันตภาพรังสีใช้เพื่อตรวจสอบโครงสร้างภายในของการหล่อโลหะเพื่อตรวจจับข้อบกพร่อง
4.3. การประยุกต์ไอโซโทปรังสีในการเกษตร
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีถูกนำมาใช้มากขึ้นในการเกษตร การฉายรังสีเมล็ดพืช (ฝ้าย, กะหล่ำปลี, หัวไชเท้า ฯลฯ ) ด้วยรังสีแกมมาเล็กน้อยจากยากัมมันตภาพรังสีทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การได้รับรังสีในปริมาณมากทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในพืชและจุลินทรีย์ ซึ่งในบางกรณีทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่มีคุณสมบัติอันมีคุณค่าใหม่ (การคัดเลือกรังสี) นี่คือการพัฒนาพันธุ์ข้าวสาลี ถั่ว และพืชผลอื่นๆ ที่มีคุณค่า และได้รับจุลินทรีย์ที่ให้ผลผลิตสูงที่ใช้ในการผลิตยาปฏิชีวนะ รังสีแกมมาจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสียังใช้เพื่อควบคุมแมลงที่เป็นอันตรายและเพื่อถนอมอาหารอีกด้วย “อะตอมที่ติดแท็ก” ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการเกษตร ตัวอย่างเช่น หากต้องการทราบว่าปุ๋ยฟอสฟอรัสชนิดใดที่พืชดูดซึมได้ดีกว่า ปุ๋ยหลายชนิดจะมีป้ายกำกับว่าฟอสฟอรัสกัมมันตภาพรังสี 32 P จากนั้นจึงตรวจสอบพืชเพื่อหากัมมันตภาพรังสี จึงเป็นไปได้ที่จะระบุปริมาณฟอสฟอรัสที่พืชดูดซึมได้จากปุ๋ยประเภทต่างๆ .
4.4. การประยุกต์ไอโซโทปรังสีในโบราณคดีและธรณีวิทยา
การประยุกต์ใช้กัมมันตภาพรังสีที่น่าสนใจคือวิธีการหาอายุทางโบราณคดีและธรณีวิทยาที่ค้นพบโดยความเข้มข้นของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี วิธีการหาคู่ที่ใช้กันมากที่สุดคือการหาคู่ด้วยคาร์บอนกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปของคาร์บอนที่ไม่เสถียรปรากฏในชั้นบรรยากาศเนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากรังสีคอสมิก ไอโซโทปนี้พบได้ในอากาศเพียงเล็กน้อยพร้อมกับไอโซโทปเสถียรปกติ พืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ดูดซับคาร์บอนจากอากาศและสะสมไอโซโทปทั้งสองในสัดส่วนเดียวกันกับในอากาศ หลังจากที่พืชตาย พวกมันจะหยุดการบริโภคคาร์บอน และไอโซโทปที่ไม่เสถียรจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นไนโตรเจนอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของ β โดยมีครึ่งชีวิต 5,730 ปี ด้วยการวัดความเข้มข้นสัมพัทธ์ของคาร์บอนกัมมันตภาพรังสีในซากสิ่งมีชีวิตโบราณอย่างแม่นยำ จึงสามารถกำหนดเวลาการตายของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นได้
5. การผลิตไอโซโทปที่ JSC Institute of Reactor Materials, Zarechny
อาร์กอน-37
ในปี พ.ศ. 2546-2547 JSC IRM และ Beloyarsk NPP ร่วมกับ Academy of Sciences, IPPE และองค์กรอื่น ๆ ได้สร้างแหล่งกำเนิดนิวตริโน อาร์กอน-37 ถูกใช้เป็นแหล่งนิวตริโนเทียมเพื่อปรับเทียบเครื่องตรวจจับแกลเลียมที่หอดูดาวบักซัน (Kabardino-Balkaria) ด้วยการศึกษานิวทริโนแสงอาทิตย์โดยใช้เครื่องตรวจจับที่ปรับเทียบโดยใช้อาร์กอน-37 นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์บักซานได้ค้นพบทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความสำคัญของโลก ดังนั้นพนักงานของ JSC IRM และ Beloyarsk NPP จึงมีส่วนสำคัญต่อวิทยาศาสตร์ของกระบวนการที่เป็นตัวเอกในจักรวาลซึ่งมีผลกระทบสำคัญต่อการพัฒนาอารยธรรมของมนุษย์
40 Ca + 1 n = 37 Ar + 4 He
ที่ IRM ได้มีการพัฒนา ผลิต และติดตั้งการติดตั้งสำหรับการละลายแคลเซียมออกไซด์ที่ผ่านการฉายรังสีและการสกัด 37 Ar พร้อมกับการทำให้บริสุทธิ์ในภายหลัง การออกแบบแหล่งจ่ายก๊าซ เทคโนโลยีการบรรจุ และการวัดกิจกรรมก็ได้รับการพัฒนาเช่นกัน
ข้าว. 5.1. กล้องโทรทรรศน์นิวตริโนแกลเลียม-เจอร์เมเนียม INR RAS
ส่วนหนึ่งของหอดูดาวบักซันนิวตริโนที่ตั้งอยู่ในเทือกเขาที่ระดับความลึกมากกว่า 2 กม.
คาร์บอน-14
ปัจจุบัน IRM JSC ผลิตคาร์บอน-14 และผลิตยาจากคาร์บอนดังกล่าว
14 N + 1 n = 14 C + 1 p
ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ถูกนำมาใช้ทั้งโดยตรงในเวชศาสตร์นิวเคลียร์และเภสัชวิทยาในการสร้างและการทดสอบสารทางเภสัชกรรมใหม่ ซึ่งบทบาทของไอโซโทปนี้แทบจะประเมินค่าสูงไปไม่ได้ สารทางเภสัชกรรมเกือบทั้งหมดเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนกว่าที่สังเคราะห์มาจากสารประกอบคาร์บอนตั้งต้นบางชุด - สารตั้งต้น ด้วยการ "ทำเครื่องหมาย" ส่วนเริ่มต้นบางส่วนของโมเลกุลเชิงซ้อนที่สังเคราะห์ด้วยคาร์บอน-14 จึงเป็นไปได้ที่จะติดตามเภสัชจลนศาสตร์ของมันในร่างกายได้ สารประกอบอินทรีย์ดังกล่าว - สารตั้งต้นที่มีป้ายกำกับว่าคาร์บอน-14 ผลิตที่ JSC IRM และจำหน่ายให้กับห้องปฏิบัติการในอเมริกาและยุโรป
สำหรับเวชศาสตร์นิวเคลียร์ IRM JSC ผลิตยูเรียที่มีฉลากคาร์บอน-14 ซึ่งส่งให้กับ Federal State Unitary Enterprise "NIFKhI im. L.Ya.Karpova" ซึ่งผลิตแคปซูล Urecaps บนพื้นฐานของมัน เภสัชรังสีนี้ใช้เพื่อทำการทดสอบลมหายใจของเชื้อ Helicobacter Pillory เพื่อให้ได้อุณหภูมิ 14 C จึงได้มีการพัฒนาและปรับใช้เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยใช้อะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นวัสดุเป้าหมาย สารประกอบอินทรีย์จำนวนหนึ่งที่มีป้ายกำกับว่า 14 C ถูกสร้างขึ้นเป็นประจำ ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบเคมีกัมมันตภาพรังสีที่ซับซ้อน ประสิทธิภาพการสกัด 14 C จาก AlN เกิน 97%
ซีเซียม-131
นอกจากนี้ เพื่อตอบสนองความต้องการด้านเวชศาสตร์นิวเคลียร์ JSC IRM ยังได้จัดให้มีการผลิตไอโซโทปรังสี 131 Cs จากแบเรียมธรรมชาติที่มีความบริสุทธิ์ทางเคมีกัมมันตภาพรังสีอย่างน้อย 99.99% ซึ่งมีความบริสุทธิ์เหนือกว่าสารอะนาล็อกจากต่างประเทศอย่างมาก
131 Cs เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของ 131 Ba ที่ได้จากการฉายรังสีนิวตรอนของสารประกอบแบเรียม:
130 บา + 1 n = 131 บา + γ
131 บริติชแอร์เวย์ → EZ 11.5 วัน 131 ค
การผสมผสานที่เหมาะสมระหว่างครึ่งชีวิตและพลังงานการแผ่รังสีทำให้ 131 Cs เป็นไอโซโทปรังสีที่มีศักยภาพสำหรับการบำบัดมะเร็งของต่อมลูกหมาก ปอด เต้านม ฯลฯ การแนะนำสู่การปฏิบัติทางคลินิกถือเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่สำคัญที่สุดในการบำบัดด้วยการฝังแร่
อิริเดียม-192
องค์กรได้จัดให้มีการผลิต 192 Ir จากอิริเดียมธรรมชาติและไอโซโทปเสริมสมรรถนะ
191 Ir+ 1 n = 192 Ir + γ
วัสดุเป้าหมายคืออิริเดียมโลหะในรูปของจานขนาดต่างๆ รูปแบบการฉายรังสีที่ใช้และการออกแบบอุปกรณ์ฉายรังสีทำให้สามารถผลิต 192 Ir ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีการไหลปานกลางโดยมีกิจกรรมเฉพาะที่เพียงพอสำหรับใช้ในเครื่องตรวจจับข้อบกพร่องสำหรับวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายในทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เช่นเดียวกับใน เวชศาสตร์นิวเคลียร์สำหรับการบำบัดด้วยการฝังแร่ขนาดสูง
ลูทีเทียม-177
การผลิต 177 Lu เกิดขึ้นตามปฏิกิริยา:
176 ลู+ 1 n = 177 ลู + γ
ความน่าดึงดูดใจของนิวไคลด์กัมมันตรังสี 177 Lu สำหรับเวชศาสตร์นิวเคลียร์สมัยใหม่นั้นพิจารณาจากพลังงานของรังสีบีตาที่ค่อนข้างต่ำ ดังนั้น ความสามารถในการทะลุทะลวงในเนื้อเยื่ออ่อนจึงต่ำ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ 177 Lu ในการรักษาเนื้องอกขนาดเล็กได้ เช่นเดียวกับใน การรักษาการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาในเนื้อเยื่อกระดูก
ครึ่งชีวิตของ Lu (6.65 วัน) ทำให้นิวไคลด์กัมมันตรังสีนี้ถูกส่งไปยังระยะทางที่ค่อนข้างไกลจากสถานที่ผลิต
มากกว่า 99% ของผลิตภัณฑ์ไอโซโทปรังสีของ IRM JSC ถูกส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกาและประเทศในยุโรปตะวันตก (อังกฤษ เยอรมนี ฮอลแลนด์) 40% ของผลิตภัณฑ์ไอโซโทปรังสีผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรม 60% สำหรับเวชศาสตร์นิวเคลียร์และอุตสาหกรรมยา JSC IRM ไม่ใช่หนึ่งในผู้ส่งออกผลิตภัณฑ์ไอโซโทปรังสีรายใหญ่ที่สุดในตลาดต่างประเทศ แต่ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ ในแง่ของประสิทธิภาพในการจัดการการผลิตไอโซโทปรังสี JSC IRM ครองตำแหน่งผู้นำใน Rosatom State Corporation
6. จัดรายชั่วโมงเรียน “ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการให้บริการของมนุษย์”
การทำงานในโครงการนี้ โดยได้เรียนรู้เนื้อหาทางทฤษฎีในหัวข้อ “ไอโซโทป” การประยุกต์ไอโซโทปรังสีในชีวิตมนุษย์ในทางปฏิบัติ” ผู้เขียนโครงการเริ่มสนใจ: หัวข้อนี้มีสอนในโรงเรียนหรือไม่? นักเรียนรู้อะไรบ้างเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีและการนำไปใช้ในชีวิตมนุษย์ในด้านต่างๆเนื่องจากมีการจัดสรรบทเรียน 1 บทเรียนเพื่อศึกษาหัวข้อนี้ที่โรงเรียน ผู้เขียนโครงการจึงได้เตรียมชั่วโมงเรียนเกี่ยวกับไอโซโทปกัมมันตรังสีโดยเฉพาะ
เมื่อวันที่ 23 มกราคม 2018 มีการจัดชั่วโมงเรียนเฉพาะเรื่อง "ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการให้บริการของมนุษย์" โดยมีการนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีของสถาบันวัสดุเครื่องปฏิกรณ์ของเขตเมือง Zarechny รวมถึงโอกาสในการพัฒนาสิ่งนี้ ขอบเขตกิจกรรมของ IRM JSC ชั่วโมงเรียนมีนักเรียน 128 คนเกรด 8-11 ของ MKOU GO Zarechny “โรงเรียนมัธยมหมายเลข 4” เข้าร่วม ในช่วงท้ายของงาน ได้มีการสำรวจทางสังคมวิทยา (ภาคผนวก หมายเลข 2,3)
7. การสำรวจทางสังคมวิทยา
เพื่อระบุข้อมูลว่าคนรุ่นใหม่มีความรู้อะไรบ้างในหัวข้อ “กัมมันตภาพรังสี” ไอโซโทปกัมมันตรังสี”, “ผลิตภัณฑ์กัมมันตรังสี” ผู้เขียนโครงการได้ทำการศึกษาทางสังคมวิทยาโดยมีนักเรียน 128 คนในระดับ 8-11 ของ MKOU “โรงเรียนมัธยมหมายเลข 4” เข้าร่วม (ภาคผนวกหมายเลข 4,5)
สำหรับคำถามที่ว่า “คุณรู้เกี่ยวกับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (นิวไคลด์) มากแค่ไหน” นักเรียน 97% ตอบเชิงลบ นี่แสดงให้เห็นว่าหัวข้อนี้ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างครบถ้วนเพียงพอ นักเรียนรู้เฉพาะเนื้อหาทางทฤษฎีขั้นพื้นฐานเท่านั้น
67% ของนักเรียนในเกรด 8-11 สนใจสื่อการสอนในช่วงเวลาเรียน นักเรียนแนะนำให้ศึกษาหัวข้อนี้โดยละเอียดในวิชาเลือกวิชาหนึ่งในวิชาเคมี
45% ของผู้ตอบแบบสอบถามสนับสนุนการเพิ่มจำนวนบทเรียนในหัวข้อ "รังสี" กัมมันตภาพรังสี. ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี" ในบทเรียนเรื่อง "ฟิสิกส์"
นักเรียน 95% เชื่อว่ารังสีเป็นสาเหตุหลักของโรคมะเร็งส่วนใหญ่ ในเรื่องนี้จำเป็นต้องดำเนินการอธิบายเกี่ยวกับความสำคัญของรังสีในชีวิตมนุษย์และผลที่ตามมาเพื่ออธิบายให้นักเรียนทราบว่ารังสีไม่เพียงเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลที่ตามมาจากวิถีชีวิตที่ไม่ดีต่อสุขภาพนิสัยที่ไม่ดีด้วย รวมถึงสภาพการทำงานที่เป็นอันตราย
97% ของนักเรียนเกรด 8-11 ไม่รู้ว่า “เภสัชรังสี” คืออะไร และนำไปใช้ในการวินิจฉัยและรักษามะเร็งได้อย่างไร
นักเรียน 93% ไม่มีความรู้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีที่ผลิตในสถาบันวัสดุเครื่องปฏิกรณ์ของเขตซาเรชนี นอกจากนี้ นักเรียนยังไม่รู้ว่าพวกเขาผลิตขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์อะไร และใครคือผู้ซื้อไอโซโทปรังสี IRM
ดังนั้นเมื่อสรุปข้อมูลการสำรวจเราสามารถพูดได้ว่าชั่วโมงเรียนในหัวข้อ "ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการให้บริการของมนุษย์" มีส่วนช่วยในการขยายความรู้ของนักเรียนเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมประวัติความเป็นมาของการสร้างไอโซโทปเทียมการจัดระบบความรู้ เกี่ยวกับปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี และการใช้นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีในด้านต่างๆ ของชีวิตมนุษย์ ต้องขอบคุณชั่วโมงเรียนที่ทำให้นักเรียนได้เรียนรู้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกิจกรรมของ JSC IRM Zarechny ผู้ชายบางคนกำลังจะเชื่อมโยงชีวิตของพวกเขากับอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในอนาคต และตอนนี้พวกเขามีความเข้าใจที่สมบูรณ์มากขึ้นเกี่ยวกับกิจกรรมของหนึ่งในองค์กรชั้นนำในเมืองของเรา
บทสรุป
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมีประโยชน์ต่อมนุษย์ในหลายด้านของชีวิต นี่เป็นการพิสูจน์อีกครั้งว่ารังสีสามารถนำมาใช้เพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติและช่วยเหลือผู้คนได้
เวชศาสตร์นิวเคลียร์คืออนาคต ความรู้เกี่ยวกับกฎฟิสิกส์และเคมีช่วยขับเคลื่อนวิทยาศาสตร์ไปข้างหน้า ผู้คนควรรู้เกี่ยวกับไอโซโทปกัมมันตรังสี ผลิตภัณฑ์กัมมันตรังสี และประโยชน์ที่ได้รับ
ภัยพิบัติที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล และการล่มสลายของสหภาพโซเวียต ส่งผลให้เกิดผลเสียตามมา สถาบันวิจัยถูกปิด และผู้มีจิตใจดีที่สุดของรัสเซียก็เดินทางไปต่างประเทศ ในปัจจุบัน การผลิตไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีถือเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์
จากการวิเคราะห์วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และแหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตจำนวนมาก จากการวิจัย เราสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:
1. ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีมีประโยชน์ต่อมนุษย์ในด้านการแพทย์ เกษตรกรรม วิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม โบราณคดี และธรณีวิทยา
2. มีการเปิดเผยว่า “Institute of Reactor Materials” ของ JSC ครองตำแหน่งผู้นำใน Rosatom State Corporation ในแง่ของประสิทธิภาพในการจัดการผลิตไอโซโทปรังสี
3. ในส่วนของงานในโครงการวิจัย ผู้เขียนได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาและจัดทำชั้นเรียน “ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการให้บริการของมนุษย์” โดยมีการนำเสนอเนื้อหาของโครงการนี้และเตรียมการนำเสนอ
4. มีการสำรวจทางสังคมวิทยาของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 8-11 นักเรียนมีความสนใจในการผลิตผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีที่ผลิตโดย JSC IRM และถามคำถามมากมายในหัวข้อนี้ ฉันคิดว่าตอนนี้พวกเขามีแนวคิดแล้ว กิจกรรมขององค์กรนี้
5. มีการระบุความต้องการงานด้านการศึกษาของนักเรียนเกรด 8-11 เกี่ยวกับความสำคัญของรังสีในชีวิตมนุษย์และผลที่ตามมา
งานที่มอบหมายให้ฉันได้รับการแก้ไขแล้ว และบรรลุเป้าหมายแล้ว
รายชื่อแหล่งที่มาที่ใช้
Davydov A.S. ทฤษฎีนิวเคลียสของอะตอม - ม., 2501.
มาร์กูโลวา ที.ค. พลังงานนิวเคลียร์ในวันนี้และวันพรุ่งนี้ - ม.: มัธยมปลาย, 2559.
Murin A.N. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี. - ล., 1955.
สารานุกรมการแพทย์สมัยใหม่/ฉบับภาษารัสเซีย ภายใต้กองบรรณาธิการทั่วไป G.B.Fedoseeva. - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: โนรินต์, 2014.
หลักคำสอนเรื่องกัมมันตภาพรังสี ประวัติศาสตร์และความทันสมัย เอ็ม เนากา 2546
เฟอร์แมน วี.ไอ. รังสีนิวเคลียร์ในทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เอ็ม เนากา, 1984.
ฮอลล์ อี.เจ. รังสีกับชีวิต/แปลจากภาษาอังกฤษ. - อ.: แพทยศาสตร์, 2555.
สารานุกรมสำหรับเด็ก. ฟิสิกส์. ต.16/ อ. วี.เอ. โวโลดินา. - อ.: อแวนต้า+, 2000.
ซีดีรอม “สารานุกรมใหญ่ของซีริลและเมโทเดียส”, 2015
แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต:
https://ru.wikipedia.org/wiki/ไอโซโทป
https://ru.wikipedia.org/wiki/Radioactive_isotopes
https://infourok.ru/videouroki/413
http://irm-atom.ru
ภาคผนวกหมายเลข 1
โครงการนำเข้าและส่งออกไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเทียมจากรัสเซียในปี 2541-2557 มูลค่าล้านดอลลาร์
ภาคผนวกหมายเลข 2
ชั้นเรียน “ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการให้บริการของมนุษย์”
แบบสอบถามภาคผนวกหมายเลข 4
เพื่อนรัก! เราขอเชิญชวนให้คุณกรอกแบบสอบถามนี้เพื่อพิจารณาทัศนคติของคุณต่อผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสี (ไอโซโทป):
1. คุณรู้เกี่ยวกับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (นิวไคลด์) มากแค่ไหน?
2. คุณสนใจที่จะเพิ่มพูนความรู้ในหัวข้อ “ไอโซโทปกัมมันตรังสี” การประยุกต์ใช้นิวไคลด์ในชีวิตมนุษย์?
3. คุณคิดว่าจำนวนบทเรียนในหลักสูตรของโรงเรียนหัวข้อ “ไอโซโทป” ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี" ควรเพิ่มขึ้นหรือไม่?
4. คุณคิดว่ามะเร็งและการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการฉายรังสีหรือไม่ เพราะเหตุใด
5. คุณรู้หรือไม่ว่าเภสัชรังสีผลิตขึ้นจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ซึ่งปัจจุบันมีการใช้อย่างแข็งขันในการรักษาโรคมะเร็ง?
รู้มาก่อน
ตอนนี้ฉันรู้แล้ว
6. คุณรู้ไหมว่าในอาณาเขตของเทศบาล Zarechny ที่สถาบันวัสดุเครื่องปฏิกรณ์พวกเขาผลิตผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีและขายในตลาดโลกได้สำเร็จ
ภาคผนวกหมายเลข 5
การศึกษาทางสังคมวิทยาของนักศึกษา MKOU "มัธยมศึกษา"
โรงเรียนมัธยมหมายเลข 4"
