什麼是同位素？

點擊數: 2344

什麼是同位素？(20220919)

Nuclear Explained

Puja Daya, IAEA公眾資訊及溝通辦公室

就像我們在世界上看到的一切一樣，同位素是一種原子，是保留元素所有化學性質的最小物質單位。同位素是具有特定性質的化學元素的形式。

你可以在元素週期表中看到不同的化學元素：

同位素.png

(插圖：IAEA A. Vargas)

每種元素的區別在於它擁有的質子、中子和電子的數量。每種化學元素的原子，都具有確定且相同數量的質子和電子，但至關重要的是中子的數量可能會有所不同。

 

質子數相同但中子數不同的原子稱為同位素。它們具有幾乎相同的化學性質，但質量不同，因此，物理性質也不同。有不發射輻射的穩定同位素，也有互發射輻射的不穩定同位素。後者稱為放射性同位素：

同位素-2.png

(插圖：IAEA A. Vargas)

核子技術用於測量物質中同位素的數量和比例，並根據這些信息追溯它們的起源、歷史和來源。這些測量有助於專家了解，例如：陸地和水生系統、人體吸收的某些維生素的量，或肥料植物吸收的量。

詳細了解不同類型的同位素。

什麼是同位素的特徵？

 

同位素特徵是樣品中元素的各種同位素數量之間的一組比率。

 

同位素特徵通常被稱為指紋，因為它們類似於人類的指紋，可用於追蹤和追溯。它們存在於水、土地、植物和動物中。通過追蹤這些指紋，科學家們可以評估：

  • 物種在陸地和水中的遷徙
  • 食物鏈和動物的飲食變化
  • 食品的地理和植物來源
  • 水體與地下水含水層的年齡和品質
  • 水和大氣污染的來源

同位素-3.png

(插圖：IAEA A. Vargas)

例如，水中存在的天然發生放射性同位素碳14，可用以了解水和其他有機物質的年齡。

閱讀IAEA公報，了解更多關於同位素及其特徵的重要性和用途的信息。

 

穩定同位素

元素週期表中的前80個元素具有穩定的同位素。穩定同位素的特性使它們可用於了解和管理水和土地資源。它們還可用於環境研究、營養評估和法醫學。

 

天然存在的穩定同位素(例如氫同位素)通過測量它們在水樣中的數量和比例來使用，以確定水的年齡和來源，了解其歷史並確認其來源。 這被稱為同位素水文學。

policy.png

(插圖：IAEA A. Vargas)

 

穩定同位素可用於研究土地、人類、動物、昆蟲和植物。例如，同位素被用來繪製蝴蝶的遷徙路徑，並幫助保護其繁殖環境中的資源。

added.png

(插圖：IAEA A. Vargas)

它們也可用於農業。使用標有氮-15穩定同位素(15N)的生物氮肥，科學家可以追蹤並確定作物吸收肥料的效率。這很重要，因為植物需要吸收氮，以將其轉化為必需的蛋白質。使用15N可以讓科學家確定作物需要多少肥料，才能達到最大產量。

閱讀有關穩定同位素的訊息。

 

放射性同位素

地球環保.png

(插圖：IAEA A. Vargas)

 

已知的放射性同位素有3,000多種。它們是元素的不穩定形式。它們發出不同程度的輻射，這使得它們可用於醫學、工業、農業、放射性藥物科學、工業應用、環境追蹤和生物學研究。

 

放射性同位素是在研究核反應器和加速器中被安全地生產。放射性同位素的一種用途，是使用放射性同位素療法來處理癌症和慢性疾病，這種療法以安全有效的方式處理癌細胞。其他用途包括通過去除或中和構成危害的化學物質、細菌和毒素，來創造更好的保健產品。

 

了解放射性同位素及其產品的進一步用途。

 

IAEA的角色是什麼？

  • IAEA幫助各國建立使用同位素技術及生產放射性同位素和放射性藥物的能力。
  • IAEA通過提供參考材料、經過驗證的程序、能力測試和環境保護指南，協助各國專家提高其分析測量數據的品質。
  • IAEA的技術合作計畫經常使用同位素工具，來解決制定健康和營養標準、改善糧食和農業生產、追溯糧食來源及溫室氣體和污染物來源，以及管理供水等方面的優先事項。
  • 由IAEA主導的協作研究計畫將各機構聯合起來，以建立同位素和同位素研究網絡和數據庫。
  • 由IAEA和世界氣象組織運作的全球降水同位素網絡，則將為研究和技術使用提供科學建議、後勤和技術支持。
  • IAEA還營運全球河流同位素網絡，該網絡收集世界各地河流同位素數據並協助水資源管理。
  • IAEA協助有興趣建立放射性同位素生產設施的國家，從設施和方法的諮詢及選擇到監督生產中心的建立。