Номер 11, страница 21, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

11. Для каких целей применяют изотопы?

Изотопы — это разновидности атомов одного химического элемента с разным числом нейтронов в ядре. Их уникальные свойства, такие как радиоактивность или различие в массе, обусловили их широкое применение в самых разных областях.

Медицина

Диагностика. Радиоактивные изотопы (радионуклиды) вводят в организм как «меченые атомы». Их излучение регистрируется специальными приборами (например, в позитронно-эмиссионной томографии, ПЭТ), что позволяет визуализировать органы, отслеживать обмен веществ и выявлять патологии. Примеры: технеций-99m ($^{99m}\text{Tc}$) для сканирования костей, фтор-18 ($^{18}\text{F}$) для ПЭТ.

Терапия. Мощное излучение изотопов, таких как кобальт-60 ($^{60}\text{Co}$) или йод-131 ($^{131}\text{I}$), используется для целенаправленного уничтожения раковых клеток (лучевая терапия).

Стерилизация. Гамма-излучение кобальта-60 ($^{60}\text{Co}$) применяют для стерилизации медицинских инструментов и материалов, так как оно убивает микроорганизмы, не вызывая нагрева и не делая предметы радиоактивными.

Наука, археология и геология

Радиометрическое датирование. Метод, основанный на периоде полураспада изотопов, позволяет определять возраст объектов. Радиоуглеродный анализ с использованием углерода-14 ($^{14}\text{C}$) применяется для датировки органических останков (до 50-60 тыс. лет). Уран-свинцовый метод (распад урана-238 ($^{238}\text{U}$) в свинец-206 ($^{206}\text{Pb}$)) используется для определения возраста горных пород, исчисляемого миллионами и миллиардами лет.

Метод меченых атомов. В химии и биологии радиоактивные изотопы служат индикаторами, позволяя отслеживать пути веществ в сложных химических реакциях или метаболических процессах в живых организмах.

Промышленность

Дефектоскопия. Гамма-излучение изотопов (например, иридия-192 ($^{192}\text{Ir}$)) используется для неразрушающего контроля качества сварных швов и литых деталей, выявляя внутренние дефекты.

Измерительные приборы. Изотопные толщиномеры, уровнемеры и плотномеры применяются для контроля параметров продукции и технологических процессов в закрытых системах.

Датчики дыма. В ионизационных датчиках дыма используется небольшое количество америция-241 ($^{241}\text{Am}$), который ионизирует воздух. Попадание дыма в камеру изменяет электрический ток, что вызывает срабатывание сигнализации.

Энергетика

Ядерное топливо. Делящиеся изотопы, в первую очередь уран-235 ($^{235}\text{U}$) и плутоний-239 ($^{239}\text{Pu}$), являются топливом для атомных электростанций, где в ходе управляемой цепной реакции выделяется огромное количество тепловой энергии.

Радиоизотопные источники энергии (РИТЭГи). Преобразуют тепло от распада изотопов (например, плутония-238 ($^{238}\text{Pu}$)) в электричество. Используются как долговечные источники питания для космических аппаратов («Вояджер») и автономных удаленных объектов.

Сельское хозяйство

Борьба с насекомыми-вредителями. С помощью облучения самцов насекомых делают стерильными и выпускают в природу, что приводит к сокращению популяции вредителей без использования химикатов.

Стимуляция роста и селекция. Облучение семян может вызывать мутации, некоторые из которых оказываются полезными и используются для выведения новых, более урожайных или устойчивых сортов растений.

Консервация продуктов. Облучение продуктов питания гамма-лучами (радуризация) подавляет прорастание, уничтожает бактерии и паразитов, что значительно продлевает срок их хранения.

Ответ: Изотопы применяют для широкого круга целей: в медицине (диагностика, терапия, стерилизация), науке (радиометрическое датирование, исследования), промышленности (дефектоскопия, измерительные приборы), энергетике (ядерное топливо, РИТЭГи) и сельском хозяйстве (борьба с вредителями, селекция, консервация продуктов).