کاربرد ایزوتوپ های پرتوزا درصنعت وزندگی

جهت ورود کلیک فرمایید


ایزوتوپ ها و کاربرد آنها

برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (۱۹۱۹) و آرتور دمپستر (۱۹۱۸) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در ۱۹۱۲ ارایه کرده بود ساخته شد. اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرمهای متفاوت (ایزوتوپها ) باشد، این تفاوت در مقادیر یونهای مثبت حاصل از این اتمها پدیدار می گردد.طیف نگار جرمی یونها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می کند، و سبب می شود که یونهای مثبت متفاوت در محلهای مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کند.

وقتی دستگاه کار می کند، اتمهای بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یونهای مثبت تبدیل می شوند.این یونها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می کنند. اگر ولتاژ این میدان ثابت نگه داشته شود، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می شوند. این سرعت، مقدار بار به جرم و شدت میدا مغناطیسی، شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می کند.

اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگه داشته شوند، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. این محل را می توان با تغییر پتانسیلی که موجب شتاب یونها می شود، تغییر داد. ولی یونهایی که مقدار بار به جرم متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. هر گاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می گیرد، جای گزین صفحه عکاسی شود، دستگاه را طیف سنج جرمی می نامیم. با استفاده از طیف سنج جرمی می توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر (انواع ایزوتوپهای موجود و مقدار نسبی هر یک) را تعیین کرد.

ایزوتوپها، اتمهایی با عدد اتمی مساوی و عدد جرمی متفاوتند. این اتمها دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه هم (در اغلب موارد غیر قابل تشخیص) هستند. مثلا در طبیعت دو نوع اتم کلر وجود داردکه هر دو ۱۷ پروتون و ۱۷ الکترون دارند ولی یکی دارای ۱۸ نوترون و دیگری دارای ۲۰ نوترون است. بنابراین، اختلاف ایزوتوپها در تعداد نوترونهای هسته ها آنهاست. بعضی از عناصر فقط به یک شکل ایزوتوپی در طبیعت وجود دارند(مثل سدیم، بریلیم و فلویور). ولی اغلب عناصر بیش از یک ایزوتوپ دارند.مثلا قلع دارای ده ایزوتوپ است. اصطلاح نوکلید، به طور کلی، برای گونه های اتمی به کار می رود.

بسیاری از ایزوتوپها از ایزوتوپها رادیواکتیو هستن ، یعنی ذراتی با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود را ساطع می کنند . از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.

 

جریان خون

مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیو اکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود . سپس مسیر آن توسط آشکارسازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود . این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود ، که صفحه آن هر گونه اختلالی ، مانند انعقاد خون در رگها ، را نشان می دهد . با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد.

 

فرسودگی ماشین آلات

آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت . مقادیر اندکی از ایزوتوپهای رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ وپیستونها اضافه می شود . سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است مححاسبه می 

 

.................................................................................

کاربرد رادیو ایزوتوپ ها در صنعت

مقدمه:

بسیاری از عناصر در چند شکل متفاوت هسته ای به طور طبیعی وجود دارند که به ،آنها ایزوتوپ می گویند. تمام ایزوتوپ های یک عنصر،خواص شیمیایی مشابه دارند و این در حالی است که بعضی از آنها خاصیت رادیو اکتیو دارند که رادیو ایزوتوپ نام دارند.

کاربرد تکنیک های هسته ای در مدیریت صنعتی و محیط زیست دائماً در حال افزایش است. جریان پیوسته عملیات آنالیز تحلیلی و پاسخ سریع ناشی از کاربرد تکنیک ها و  کنترل های هسته ای که رادیو ایزوتوپ های زیادی در آن دخیل هستند، بدین معنی است که سرعت جریان انجام کار افزایش یافته و داده های تحلیلی قابل اعتماد، دائماً می تواند در دسترس باشد. این نوع روند کنترل سرعت کار، کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت محصول را به دنبال خواهد داشت. صنایع مدرن هم از رادیو ایزوتوپ ها در جهات مختلفی استفاده می کنند که به بهبود تولید می انجامد و گاهی اطلاعاتی ناشی از این کاربرد به دست می آید که از هیچ روش دیگری نمی توانست قابل حصول باشد.

چشمه های رادیو اکتیو بسته شده در صنایع رادیو گرافی، اندازه گیری و آنالیز مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرد. ماده رادیو اکتیو با نیمه عمر کوتاه در ردیابی جریان مواد و یا اندازه گیری مخلوط کردن مواد به کار می رود.

گاما استریلیزاسیون برای محصولات پزشکی و محصولات حجیم و آنهایی که عمدتاً برای نگهداری مواد غذایی به کار می روند مورد استفاه قرار می گیرد. از آنجاییکه کبالت60 یک رادیو ایزوتوپ گسیلنده گامای پر انرژی است، اکثراً از آن به منظور فوق استفاده می گردد. این رادیو ایزوتوپ در راکتور های هسته ای و گاهی به عنوان یک محصول جانبی در راکتور های قدرت ساخته و تولید می شود.

رادیواکتیویته

رادیو گرافی گاما:

تکنیک رادیو گرافی گاما تا اندازه زیادی شبیه دستگاه اشعه ایکس، برای کنترل چمدان ها در فرودگاه و مراکز کنترل مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش به جای استفاده از یک ماشین بزرگ برای تولید اشعه ایکس فقط نیازمند به یک چشمه ای است که پرتو گاما از آن گسیل می شود. معمولاً این چشمه یک دانه یا حبه کوچک از مواد رادیو اکتیو در خود دارد که باید در یک کپسول تیتانیومی کاملاً سر بسته مورد استفاده قرار گیرد.

 چگالی سنجی:

در اینجا تابش یا اشعه از رادیو ایزوتوپی (چشمه رادیو اکتیو) حاصل می گردد که از شدت آن توسط یک جسمی که بین چشمه رادیو اکتیو و آشکار ساز قرار دارد کاسته شده است. در واقع دیتکتور ها این میزان کاهش را اندازه گیری می کنند. بر این اساس در اینجا یک دستگاه کنترلی می تواند به کار گرفته شود که حضور یا عدم حضور آن جسم و یا مقدار و یا دانسیته و چگالی آن را که بین چشمه و آشکار ساز قرار گرفته است، تعیین نماید. حسن استفاده از این کنترل کننده این است که در عمل کنترل یا اندازه گیری هیچ نوع تماسی با جسم مورد اندازه گیری وجود ندارد.

کنترل فرآیند های صنعتی:

طی هر یک از فرایند های صنعتی نقاط کنترل فراوانی وجود دارد که دقت این کنترل ها سبب بهبود کیفی، کمی، اقتصادی و سهولت انجام  کار می شود. کاربرد روشهای هسته ای و رادیو ایزوتوپ ها یکی از بهترین آنها محسوب می گردد.

یکی از کاربرد های تکنیک فوق استفاده از آن به عنوان خاکستر سنج قبل و بعد از فرآیند اختلال زغال سنگ به منظور اندازه گیری کیفیت زغال و ارتقاء  درجه اختلاط آن و تأثیر آن در مصرف بهینه زغال سنگ است.

دستگاه خاکستر سنج علائمی را صادر می کند که اجازه می دهد تغذیه زغال را از انواع مختلف آن تغییر و نسبت به نوع مناسبتر تنظیم نمود.گذاشتن این خاکستر سنج در سر راه بونکر های تغذیه روی خط انتقال می تواند کار دیگ های بخار را نیز طوری تنظیم کند که بهبود های لازم در یک دوره طولانی برای تولید و میزان حرارت حاصل گردد.حتی با تغییراتی می توان از روی میزان خاکستر و سایر فضولات تغذیه سوخت دیگ های بخار را متناسب و بهینه کرد.

 فلزات در صنایع :

در صنعت فلزات، رادیو نوکلویید ها ممکن است برای مطالعات دیفیوژن(پخش شدن ایزوتوپ ها) و تشکیل آلیاژها مورد استفاده قرار گیرند. کاربرد رادیو نوکلویید ها در مطالعه خوردگی و ساییدگی فلزات هم سبب دقت نتایج می شود. به عنوان مثال تحقیق در ساییدگی حلقه های پیستون موتور ها پس از اکتیو کردن حلقه ها، محل هایی که بیشترین ساییدگی را دارند در مرحله برگشت پیستون از بالا شناسایی می شوند. در بررسی پوشش ها مزیت کاربرد رادیو ردیاب ها انجام آزمایش  های کوتاه و کسب اطلاعات نسبتاً دقیق است. در عین حال به جای استفاده از نمونه های فعال شده، از کاشتن و یا کار گذاردن کریپتون?85 ،ممکن است استفاده گردد. در این صورت آزاد شدن کریپتون?85 اندازه ای از میزان و محل ساییدگی را به دست می دهد.

در صنایع آب، روغن و سایر سیالات فرایند انتقال را می توان با رادیو ردیاب ها مطالعه کرد. به عنوان مثال مطالعه آبهای زیرزمینی با استفاده از آبهای تریتیم دار امکان پذیر است. در این کاربرد حساسیت آشکار سازی بالای تریتیم ویژگی این روش محسوب می شود.

جذب و پراکندگی تابش:

جذب و یا پراکندگی تابش ناشی از چشمه های رادیو اکتیو در صنعت می تواند برای اندازه گیری ضخامت یا برای تست مواد مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال در تولید ورق های کاغذ، پلاستیک، ورق های نازک فلزی، این مواد از بین یک رادیو نوکلویید کپسول شده به عنوان چشمه رادیو اکتیو و یک آشکار ساز متصل به یک اندازه سنج به طور دائم عبور کرده و کنترل می شوند. رادیو نوکلویید در هر منظور مشخص طوری انتخاب می شود که پرتو گسیل شده به طور مؤثر و خیلی دقیق توسط ماده ای که مورد آزمایش است جذب شود. در این صورت ضخامت ورق های پلاستیکی به وسیله چشمه های ساطع کننده بتا تعیین می شود در حالیکه برای اندازه گیری ضخامت ورق های فلزی از سزیم?137 یا ساطع کننده گاما استفاده می گردد.

 

 

نویسنده:مژده اصولی


 


گروه شیمی شهرستان بناب

مشخصات

  • منبع: http://adshimi3.rozblog.com/post/14
  • کلمات کلیدی: رادیو ,استفاده ,ایزوتوپ ,اندازه ,کاربرد ,اکتیو ,رادیو اکتیو ,اندازه گیری ,رادیو ایزوتوپ ,استفاده قرار ,مورد استفاده ,چشمه رادیو اکتیو ,صفحه عکا
  • در صورتی که این صفحه دارای محتوای مجرمانه است یا درخواست حذف آن را دارید لطفا گزارش دهید.

آخرین ارسال ها

آخرین جستجو ها