Almacén farmacéutico en la nube
Autor: Anónimo Fuente del artículo: sitio web de la Oficina Provincial de Protección Ambiental de Hebei Clics: 254 Hora de actualización: 2005-10-26
En la tabla periódica de elementos, uno Un elemento ocupa una posición. Más tarde, los científicos descubrieron además que los átomos del mismo elemento no son exactamente iguales. Algunos átomos son más pesados y otros más ligeros. Algunos átomos son muy estables y no cambian, mientras que algunos átomos son radiactivos y cambian y se descomponen en otros átomos. Átomos de un elemento. A estos átomos del mismo elemento pero de diferentes propiedades los llamamos areótopos. Algunos isótopos emiten rayos y por eso se denominan isótopos radiactivos. Los isótopos radiactivos tienen las siguientes tres características:
Primero, pueden emitir diferentes tipos de rayos. Algunos emiten rayos alfa, otros emiten rayos beta, algunos emiten rayos gamma o ambos al mismo tiempo. y rayos de neutrones. Entre ellos, los rayos alfa son una corriente de partículas alfa cargadas positivamente y los rayos beta son una corriente de electrones cargados negativamente.
En segundo lugar, los rayos emitidos están determinados por los propios distintos núcleos atómicos. Por ejemplo, cada vez que el núcleo de cobalto-60 se desintegra, emite tres partículas: una partícula beta y dos fotones que eventualmente se convertirán en níquel-60 estable.
En tercer lugar, tiene una vida útil determinada. El tiempo que tarda un isótopo radiactivo en reducir su número de núcleos a la mitad se llama vida media. Por ejemplo, el cobalto-60 tiene una vida media de aproximadamente 5 años.
Existen tres fuentes principales de isótopos radiactivos: los productos de partículas cargadas en aceleradores, los productos del bombardeo de neutrones en reactores y los productos de fisión aislados. La principal ventaja de utilizar isótopos radiactivos es que pueden detectarse midiendo las partículas que emiten e identificando sus vidas medias y propiedades de radiación únicas. Los isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en energía, industria, agricultura, atención médica, medio ambiente, arqueología y muchos otros aspectos.
Tecnología de rastreo
El método de rastreo es un método para introducir una pequeña cantidad de isótopos radiactivos y observar su paradero en cualquier momento. Por ejemplo, agregar una pequeña cantidad de fósforo radiactivo-32 (vida media 65.438 04,28 días, emisión de partículas beta 65.438 0,7 MeV) al fertilizante puede encontrar la mejor manera de aplicar fertilizante fosfatado a las plantas. Medir la radiación a lo largo del tiempo y su ubicación dentro de la planta utilizando un detector o una película fotográfica puede proporcionar datos precisos sobre la tasa de absorción y acumulación de fósforo. De manera similar, la inyección de una solución inofensiva de sodio-24 radiactivo (vida media de 15,03 horas) en el cuerpo humano puede utilizarse para rastrear la circulación sanguínea humana. A efectos del diagnóstico médico, se espera que se introduzca suficiente material radiactivo para proporcionar los datos necesarios, pero el material radiactivo no puede alcanzar un nivel que sea perjudicial para el cuerpo humano.
Por poner otro ejemplo, monitorear la dirección de fluidos mezclados con isótopos radiactivos puede determinar el caudal de muchas sustancias, como la sangre en el cuerpo humano, el petróleo en los oleoductos o las aguas residuales vertidas en los ríos. La tecnología de trazadores también se puede utilizar para analizar la forma de los pesticidas en los organismos y estudiar los cambios después de la aplicación de pesticidas y sus patrones de movimiento en el ecosistema.
El conocimiento de los productos básicos de la fotosíntesis no se conoció hasta que se utilizó el dióxido de carbono-14 (14CO2) como trazador. El carbono-14-14 en el dióxido de carbono es un isótopo radiactivo del carbono. Además, algunas plantas tienen una característica muy inteligente: por la noche absorben continuamente dióxido de carbono y durante el día realizan la fotosíntesis en sus hojas. La investigación sobre el dióxido de carbono-14 también encontró este fenómeno.
El trazador dióxido de carbono-14 también se puede utilizar para estudiar los detalles de la respiración de las plantas. Por ejemplo, ¿cuál es la diferencia en la respiración de las plantas debido a la diferencia entre el día y la noche? ¿Qué efecto tiene la respiración en la fotosíntesis? ¿Cuáles son las diferencias en la respiración de diferentes plantas, etc.?
Además, ¿cómo se mueven y transfieren en las plantas el almidón, las proteínas, las grasas y otras sustancias producidas por la fotosíntesis? ¿Cómo se acumulan y almacenan en los distintos "almacenes"? Estos "almacenes" incluyen frutas (como el arroz y el trigo), tallos (como las patatas) y raíces (como las batatas). Todas estas ingeniosas disposiciones y comportamientos de la naturaleza sólo pueden explicarse mediante estudios que utilicen el dióxido de carbono como marcador.
En la actualidad, además del carbono-14, se pueden utilizar como trazadores otros isótopos radiactivos como el fósforo-32 y el hidrógeno-3, de modo que se pueden realizar algunos trabajos de investigación con más detalle.
También hay algunos trabajos, como investigaciones sobre herbicidas, investigaciones sobre el transporte de nutrientes en la alimentación del ganado o pollos, investigaciones sobre la ecología de diversos insectos, etc. , todos estos son inseparables del uso de trazadores. Precisamente gracias a la aparición de la tecnología de trazadores, ha abierto nuevos caminos para diversos estudios de precisión y ha promovido el desarrollo de trabajos de investigación en todos los aspectos.
Análisis de activación de neutrones
El análisis de activación es un método analítico que revela la presencia y cantidad de trazas de impurezas. Cuando se utilizan neutrones (como los neutrones de un reactor) para irradiar una muestra de material que puede contener ciertos oligoelementos, los isótopos radiactivos producidos por diferentes núcleos atómicos después de comer neutrones lentos sufrirán desintegraciones nucleares completamente diferentes. Midiendo la energía única y la intensidad de los rayos beta o gamma que emiten, se puede determinar el contenido de impurezas relevantes. Incluso materia invisible del tamaño del polvo puede medirse cuantitativamente mediante irradiación en un reactor.
Este método de medición es muy utilizado. Por ejemplo, examine el efecto de dispersión de la fumigación de pesticidas con helicópteros. Después de esparcir pesticidas en los campos de arroz, se recolectan plántulas de arroz de diferentes partes y se irradian en un reactor. Después del análisis de activación, se puede medir la radiactividad de trazas de pesticidas. Para poder conocer la cantidad de pesticida adherido a cada plántula de arroz. Sobre la base de estos datos medidos, se puede trazar el mapa de distribución de la dispersión de pesticidas.
Para investigar los peligros públicos causados por el humo o las aguas residuales emitidas por las fábricas, a menudo es necesario un análisis de activación. Por ejemplo, al tomar muestras de trazas de polvo en la atmósfera y realizar análisis de activación, se puede obtener mucha información sobre la atmósfera. Por ejemplo, ¿qué elementos contiene el polvo? ¿Cuál es el contenido de cada elemento? También podemos conocer la relación entre la contaminación ambiental y diferentes fuentes de contaminación, como incineradoras de residuos municipales, calderas diversas, hornos de fundición en plantas siderúrgicas, etc. Además, el análisis de activación puede estudiar cómo se propaga el hollín o las aguas residuales.
La tecnología de análisis de activación también es muy eficaz en la química de detección. Por lo general, los delincuentes que acaban de jugar con pistolas siempre tendrán algunos rastros de humo en los puños y el pecho de la ropa. Corta un pequeño trozo de la ropa del sospechoso y colócalo en el reactor para analizar la activación de la radiación. Por lo tanto, se pueden visualizar claramente varios oligoelementos en el humo, como el antimonio y el bario. Luego, estos datos se comparan con los datos medidos en la víctima para ver si son iguales. De esta manera podrá obtener pruebas irrefutables que el criminal no esperaba.
Además, el pelo que dejan los delincuentes en la escena del crimen suele investigarse mediante análisis de activación. Por ejemplo, el análisis de activación se puede utilizar para determinar si el pelo encontrado en el maletero de un coche pertenece a la víctima. No es necesario dar aquí el ejemplo del cabello de Napoleón, porque el principio es el mismo. El cabello recogido se coloca en un reactor para irradiación, se realiza un análisis de activación y se miden los oligoelementos. Con base en estos datos medidos, podemos determinar si la Persona A, la Persona B u otras están relacionadas con este caso.
En química forense, el análisis de activación también se utiliza para buscar estimulantes y estupefacientes. Mediante el análisis de activación de estimulantes, se determinan trazas de drogas que representan las características de varios métodos de síntesis y luego, basándose en la mezcla de estas trazas de drogas, se puede identificar el método de fabricación de los estimulantes. Por ejemplo, drogas como la marihuana o el opio de todo el mundo contienen diferentes trazas de elementos de tierras raras como el cerio (ce), el lantano (La) y el neodimio (nd). Al medir el contenido de estos elementos mediante análisis de activación, se puede conocer el origen de estos fármacos. Por lo tanto, podemos averiguar si las drogas son las mismas, cuál es la conexión con la organización de contrabando, etc.
Además, si se puede equipar y colocar un generador de neutrones en el fondo de las profundidades del mar, se puede utilizar para explorar materiales del fondo marino y también para identificar reliquias culturales antiguas y materiales históricos arqueológicos; como monedas antiguas o espejos de bronce. Se dice que para distinguir si un cuadro sobre gatos es una obra maestra del famoso pintor japonés Fugita, se utilizó un método de análisis de activación. La pintura se colocó en el reactor para su irradiación y la máscara se quitó rápidamente. Como el análisis mostró un alto contenido de plata, resultó ser una obra hábilmente falsificada, reproducida a partir de una fotografía.
Mutación de especies líderes
La aplicación de neutrones térmicos producidos por reactores atómicos o neutrones rápidos producidos por aceleradores, así como rayos emitidos por isótopos radiactivos, puede cambiar la estructura del material genético en células biológicas Esto provoca diversas mutaciones en las características biológicas. Esta característica de los isótopos radiactivos puede ayudarnos a:
1. Mejorar mediante radiación
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la gente ya no utiliza simplemente la variación natural de las plantas, sino que puede utilizarlas. moderno Como resultado de la ciencia, se crean artificialmente nuevos tipos de mutaciones. Este método se llama "mutación artificial". En términos generales, la probabilidad de que mutaciones artificiales induzcan mutaciones beneficiosas es de una entre mil, mientras que la probabilidad de que se produzcan mutaciones naturales es sólo de una entre un millón. Las mutaciones artificiales pueden aumentar mil veces la tasa de mutación. Pero hasta ahora la gente no ha podido controlar la dirección de las mutaciones. Debemos seleccionar cuidadosamente entre varios descendientes mutantes para generar variedades superiores que cumplan con nuestras expectativas. Este método de utilizar la mutación por radiación para seleccionar y generar variedades mejoradas se denomina "mejoramiento por radiación". Es un nuevo método de reproducción después de la "selección sistemática" y el "cruzamiento".
2. Control de plagas por radiación
Una gran cantidad de radiación también mutará algunas plagas. Por ejemplo, las larvas del gusano barrenador perderán su fertilidad después de ser expuestas a una cierta cantidad de radiación. Estos gusanos barrenadores castrados luego se aparean con gusanos barrenadores del área infestada para que las hembras apareadas ya no pongan huevos ni se reproduzcan. De esta forma, en aproximadamente un año y medio, la mosca se habrá extinguido. Este método de combatir plagas se llama "esterilización por radiación", también conocida como "esterilidad masculina".
Uso de la letalidad por radiación
1. Conservación de alimentos
Es el uso de isótopos radiactivos o aceleradores de baja energía para irradiar alimentos para lograr el propósito de conservarlos durante mucho tiempo. -Plazo de conservación de los alimentos. La radiación tiene algunas habilidades especiales. Tiene alta energía y gran capacidad para penetrar materiales. Una cierta dosis de radiación puede matar microorganismos y plagas que viven sobre y dentro de los alimentos. Dosis adecuadas de radiación pueden inhibir las actividades vitales de los productos agrícolas y ganaderos. Esto elimina fundamentalmente la fuente de moho y deterioro de los alimentos.
La conservación por irradiación es una nueva tecnología de conservación de alimentos en rápido desarrollo. Los resultados muestran que los alimentos irradiados no tienen efectos adversos en el cuerpo humano y son seguros y fiables para el consumo humano.
2. Esterilización por irradiación
La eliminación completa de la radiación emitida por isótopos radiactivos es uno de los usos más directos de la letalidad de la radiación. En particular, la radiación se utiliza a menudo para esterilizar dispositivos médicos. Por ejemplo: suturas utilizadas para suturar heridas durante la cirugía, suturas de la pared intestinal; jeringas desechables; catéteres sonda insertados en los bronquios, guantes de goma quirúrgicos, placas de extracción de sangre, anillos intrauterinos, fluoroscopios de riñón artificial, etc. , también utiliza tecnología de esterilización por radiación.
Las aplicaciones de la desinfección por radiación en varios países también son diversas. Por ejemplo, en la India, medicamentos como la penicilina y la tetraciclina se esterilizan mediante esterilización por radiación. En Rusia hay incluso suministros médicos de plástico, vacunas, sueros, etc. , sólo la esterilización por radiación es el único método de desinfección fiable y aplicable.
Además, la esterilización por radiación también se puede utilizar para el tratamiento de aguas residuales. Normalmente, las aguas residuales se tratan mediante el "método de lodos activados". El sedimento y la lechada de lodo resultantes también son muy desagradables y requieren tratamiento adicional. Dado que el lodo contiene diversos elementos como fósforo y nitrógeno, puede utilizarse como fertilizante de alta calidad. Por otro lado, a la gente también le preocupan las diversas bacterias escondidas en el lodo. Por lo tanto, primero se debe irradiar el lodo y esterilizarlo con rayos gamma de cobalto-60.
Curar el cáncer
El cáncer solía considerarse una enfermedad incurable, pero ahora la situación ha cambiado. Las personas pueden diagnosticarlo tempranamente y recibir un tratamiento temprano, lo que aumenta enormemente la esperanza de curar el cáncer. . Según el diccionario médico, uno de los medios más eficaces para tratar el cáncer es la radioterapia. Para los cánceres de órganos internos, la resección quirúrgica es el método principal, complementada con radioterapia. Sin embargo, algunos cánceres que parecen pequeños en la superficie pueden albergar células cancerosas metastásicas; una vez que quedan células cancerosas, incluso una pequeña cantidad puede provocar que el cáncer reaparezca. Por lo tanto, el área quirúrgica debe ser más grande y se requiere radioterapia después de la cirugía para matar las células cancerosas restantes y erradicar el cáncer.
Con el continuo desarrollo de la radioterapia, hay muchos casos de cáncer que se tratan mejor con radioterapia que con cirugía. Además, algunos cánceres ya son demasiado tarde para el tratamiento quirúrgico.
Para estos pacientes, podemos recurrir a la radioterapia. En el pasado, no operarse significaba desesperación; obviamente, la situación actual es muy diferente a la del pasado.
En los últimos años se han logrado grandes avances utilizando aceleradores para tratar enfermedades. Porque los rayos producidos por el acelerador tienen una energía bastante elevada y ciertas capacidades de penetración. Por ejemplo, rayos X, rayos gamma, haces de electrones, haces de protones, haces de neutrones, haces de mesones, etc. , puede penetrar la piel y los tejidos humanos y llegar a los tumores. En términos generales, la irradiación de neutrones es la más letal para las células cancerosas.
¿Por qué se puede utilizar la radioterapia para tratar el cáncer? Esto se debe a que cuanto más activamente se dividen las células, menos resistentes son a la radiación. Por lo tanto, al igual que las células cancerosas, los tejidos incontrolables que continúan multiplicándose rápidamente son particularmente letales para ellas cuando se exponen a la radiación. Este es el objetivo de la radioterapia y lo que la gente espera. Por supuesto, las células normales también resultarán dañadas si se exponen a grandes dosis de radiación. Sin embargo, siempre que se apunte al nido de células cancerosas y se irradie adecuadamente con una dosis moderada de radiación, sólo puede matar las células cancerosas y causar poco o ningún daño a los tejidos normales circundantes.
Aplicaciones Arqueológicas
El espacio ha estado emitiendo continuamente diversos rayos a nuestra tierra. Estos rayos se llaman rayos cósmicos. Un tipo de rayo se llama rayo de neutrones. Estos neutrones chocan con núcleos de nitrógeno en la atmósfera, produciendo protones. Al mismo tiempo, se produce un nuevo nucleido, el carbono-14, que es un isótopo radiactivo de los átomos de carbono. Como resultado, la cantidad de carbono-l4 en la atmósfera terrestre sigue aumentando.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, los isótopos radiactivos tienen una vida útil determinada y continuarán sufriendo desintegración radiactiva. La vida media del carbono-l4 es de 5568 años. En otras palabras, cada 5.568 años, la cantidad de carbono-l4 está destinada a disminuir a la mitad. De esta forma, el carbono-l4 se sigue produciendo y al mismo tiempo muere. Como resultado, la concentración de radiocarbono-l4 en la atmósfera alcanza un cierto valor de equilibrio.
Es bien sabido que las plantas de la Tierra tienen que absorber carbono en forma de dióxido de carbono para poder asimilarlo, crecer y reproducirse continuamente. Los animales en la Tierra sobreviven comiendo plantas. Por lo tanto, no hay duda de que la concentración de radiocarbono-l4 en el carbono contenido en los animales y plantas que crecen en la Tierra también debe alcanzar un cierto valor de equilibrio. De la medición se puede ver que la concentración de carbono-l4 en los organismos vivos de la Tierra es de 16 ppm. En otras palabras, hay 16 g de carbono-14 por tonelada de carbono ordinario.
Sin embargo, cuando los animales y las plantas mueren, la concentración de carbono-l4 en el cuerpo cambia. Debido a que está completamente aislado del mundo exterior y ya no inhalará dióxido de carbono, no se agregará ningún nuevo carbono-14. Por el contrario, a partir de ese momento, la concentración original de carbono-14 en el organismo se reducirá a la mitad y a la mitad según la vida media del 5568. En otras palabras, el cronómetro del "reloj histórico" se ha puesto en hora. De esta forma, midiendo la concentración de carbono-14 se pueden realizar diversas mediciones. Por ejemplo, la datación de maderas antiguas, restos humanos, fósiles de animales y plantas o carbón, etc. Además, ¿cuándo ocurrieron antiguos cambios geológicos importantes, como erupciones volcánicas, grandes terremotos o inundaciones repentinas? Solo necesitamos encontrar los restos de los árboles enterrados en ese momento y podremos sacar conclusiones precisas a través de juicios similares. Dado que la vida media del carbono-l4 es de 5568 años, el método anterior es adecuado para medir el período comprendido entre hace 500 y 30.000 años. Por ejemplo, se utilizó carbono-l4 para fechar el cadáver femenino de Loulan en China y el artículo de Lop Nur. Se puede ver que el carbono-l4 es un reloj perfecto para medir la historia de la humanidad.
Personal de seguridad
1. Alarma de humo de iones
Una pequeña llama, al no ser detectada a tiempo, provocó un incendio y destruyó la propiedad de la casa. Provocó bajas personales. Desde hace muchos años se buscan métodos de alarma contra incendios para detectar desastres de raíz. La gente ha inventado varios dispositivos de alarma contra incendios aprovechando las diversas características de la combustión de la llama. Por ejemplo, las alarmas fotosensibles se fabrican utilizando ciertas longitudes de onda ultravioleta que no se incluyen en la luz solar en las llamas; alarmas sensibles a la temperatura que utilizan la combustión de la llama para aumentar la temperatura ambiente; detectores de humo fotoeléctricos hechos de partículas de humo visibles que pueden bloquear la luz.
Pero, ¿cómo detectar partículas de humo invisibles con fines de alerta temprana? Esto dependerá del isótopo radiactivo.
El núcleo de un isótopo radiactivo puede desintegrarse espontáneamente sin fuerza externa, convirtiéndose en otro tipo de núcleo y emitiendo rayos alfa, beta o gamma al mismo tiempo. Los dos primeros rayos están cargados y tienen alta energía, por lo que cuando son emitidos desde los núcleos de isótopos radiactivos y penetran en el aire, pueden ionizar el aire en iones positivos y negativos, consumiendo gradualmente su propia energía.
Cuando el humo entra en el espacio ionizado, algunos iones son adsorbidos, lo que ralentiza significativamente la velocidad de migración de los iones. Por tanto, se pueden fabricar detectores de humo por ionización. El detector de humo iónico y el aparato eléctrico de control cooperan para formar una alarma de incendio automática. Debido a su sensibilidad, confiabilidad y bajo costo, se han producido en masa varios tipos de detectores de humo de iones en el país y en el extranjero, y se utilizan ampliamente en hoteles, almacenes, bibliotecas, centros de comunicaciones, estaciones de televisión, barcos e incluso hogares, convirtiéndose en los Instrumento más utilizado para alarmas contra incendios. Especialmente con el desarrollo de los edificios de gran altura se han planteado requisitos más elevados en el diseño de la protección contra incendios. Los detectores de humo de iones actuales y varios detectores de incendios fabricados según otros principios se pueden conectar a sistemas informáticos. No sólo pueden emitir alarmas automáticamente, sino también extinguir incendios automáticamente, cortar automáticamente el sistema de aire acondicionado y controlar los pisos de los ascensores.
Dado que el detector de humo de iones detecta humo que contiene partículas diminutas, puede usarse no solo para alarmas de incendio, sino también para diversos desastres que pueden producir humo. Por ejemplo, puede usarse como dispositivos de detección y alarma. para algunos gases tóxicos.
2. Pararrayos de isótopos radiactivos
El rayo es un fenómeno de descarga en el cielo, y su energía instantánea es muy grande. Cuando cae un rayo, los árboles y las casas estallan en llamas, como una bomba. ¿Cómo evitar la caída de un rayo?
A todo el mundo le gusta tomar atajos, y a la electricidad también. Tome el camino de menor resistencia. Un pararrayos es un poste de metal que se erige en el punto más alto de un edificio y se conecta al suelo. El extremo superior de la varilla es puntiagudo y la punta se descarga fácilmente, formando un camino de baja resistencia. Las cargas de la nube pueden llegar al suelo a través de pararrayos y los edificios pueden protegerse de los rayos.
El principio de protección contra rayos de los pararrayos radioisótopos es el mismo que el de los pararrayos ordinarios. La diferencia es que el primero se basa en la radiación emitida por isótopos radiactivos para ionizar una gran cantidad de aire cerca del pararrayos y abrir activamente un camino eléctrico conectado a las cargas en la nube. La punta de un pararrayos común solo puede producir una; pequeña cantidad de iones.
La corriente de ionización generada por el pararrayos radioisótopo es más de 10.000 veces mayor que la de los pararrayos ordinarios, y la función del dispositivo acelerador se puede mejorar enormemente. Puede descargar la electricidad lo antes posible para que no haya rayos en el área protegida. También reduce el potencial fuera del área protegida. La cobertura también es mucho mayor. Utilizado como pararrayos
La fuente radiactiva del pararrayos isotópico es principalmente una fuente radiactiva de americio-241, que emite rayos alfa y tiene una fuerte capacidad de ionización. El material radiactivo de la aguja está estrictamente sellado. La radiación que emite tiene un alcance corto y no daña a las personas que se encuentran debajo del edificio.
En resumen, la tecnología nuclear ha penetrado en la vida social en múltiples niveles y en todas direcciones, y tiene connotaciones y extensiones extremadamente ricas. No es exagerado decir que la tecnología nuclear moderna, al igual que la tecnología electrónica y la tecnología material, se convertirá en una parte inseparable de la vida humana con el rápido desarrollo de la modernización.
(Extraído del sitio web de la Oficina Provincial de Protección Ambiental de Hebei: Introducción a los campos de aplicación de los radioisótopos y la tecnología de la radiación)