تحقیق ایزوتوپ های یک عنصر

Word 350 KB 34337 44
مشخص نشده مشخص نشده شیمی - زیست شناسی
قیمت: ۴,۴۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • 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.

     

     

    ایزوتوپ ها
    در سال ١٢٣٩ شمسی (١٩١٠م) دانشمندان با مشکلی مواجه شدند و آن اینکه بعضی محصولات واپایشی ها. خواص شیمیایی یکسانی داشتند ولی خواص فیزیکی آنها متفاوت بود. "سدی" که یک دانشمند (شیمی دان) انگلیسی است متوجه شد محصول نهایی و پایدار واپاشی اورانیم یا رادیم خواص شیمیایی سرب را دارد. همچنین محصول نهایی واپاشی توریوم نیز خواص شیمیایی سرب را دارد ولی همه آنها جرم اتمی متفاوت با سرب معمولی (طبیعی) داشتند. به عنوان مثالی دیگر، هسته هایی با عدد اتمی ٦ که مربوط به کربن هستند یافت می‌شدند که عدد جرمی آنها ١٢ نبود بلکه ١٣ و ١٤ بود.
    حال این سؤال پیش آمد که آیا در جدول تناوبی باید جای جدایی بر آنها در نظر گرفت؟
    دانشمندان به این نتیجه رسیدند که هر خانه جدول متناوبی می‌تواند معرف عنصری باشد که از نظر شیمیایی با عنصر دیگر تفاوت دارد. به همین خاطر عناصری که خواص شیمیایی یکسانی داشتند (عدد اتمی یکسان) ولی از نظر فیزیکی خواص متفاوت نشان می‌دادند (عدد جرمی متفاوت داشتند) را ایزوتوپ نامیدند. ایزوتوپ از دو کلمه به معنی هم و دیگری به معنی جا اقتباس شده است و تداعی کننده اینست که این عناصر در یک خانه جدول تناوبی جای می‌گیرند.
    بنابراین ایزوتوپ‌های یک عنصر دارای یک عدد اتمی هستند ولی عدد جرمی آنها متفاوت است. یعنی تعداد نوترون‌های هسته متفاوت می‌باشد. به عنوان مثال ایزوتوپ‌ های کربن عبارتند از:

    ،

    ،

     

    البته حدود ٩٠% کربن موجود در طبیعت است.
    ایزوتوپ‌های سرب ، ، ، می‌باشد. در جدول زیر ایزوتوپ‌های چند عنصر و درصد فراوانی آنها را در طبیعت می‌بینید.

    باید توجه داشت که در فرآیندهای هسته‌ای عدد اتمی و عدد جرمی دو طرف معادله یکسان  است.

    از واپاش ذره از هسته توریوم چه عنصری به دست می‌آید؟

    به واسطه بقای بار الکتریکی عدد اتمی دو طرف باید یکسان باشد بنابراین داریم:

    در ضمن عدد جرمی دو طرف نیز باید ثابت بماند پس:

     

    بنابراین عنصر مجهول دارای ویژگی می‌باشد.
    با مراجعه به جدول تناوبی در می‌یابیم این عنصر رادیوم است.

     

     

    تولید ایزوتوپ ­ها

     

    اکثر مواد بحرانی مورد نیاز تولید­ انرژی هسته ­ای ایزوتوپ­های خاصی از عناصری ویژه­ای هستند. برخی از این ایزوتوپ­ها در طبیعت وجود دارند، ولی به واسطه­ی سایر ایزوتوپ­های همان عنصر بسیار رقیق­هستند ( مانند دتریم، Li-6 ، U-235). این ایزوتوپ­ها برای این­که مفید واقع شوند بایستی غنی

    ( تغلیظ ) شوند. سایر ایزوتوپ­ها که به طور طبیعی فقط در مقادیر کوچک وجود دارند، یا اصلاً وجود ندارند، باید از طریق واکنش­های هسته­ای تولید شوند

    ( مانند تریتیم و Pu-239 ). به عبارت دیگر دو روش برای تولید ایزوتوپ­ها وجود دارد:

    1-    غنی سازی.

    2-    تبدیل.

    ایزوتوپ ها و تفاوت آن ها در خواص فیزیکی

     

     با اندازه گیری هایی که از طریق دستگاه طیف سنج جرمی صورت گرفت ،مشخص شد که همه ی اتم های یک عنصر جرم مشخصی ندارند.  عدد اتمی در همه ی اتم های یک عنصر ثابت است . از آن جایی که عدد اتمی همان تعداد پروتون است ، پس تفاوت در جرم بین اتم های یک عنصر مربوط به تفاوت در تعداد نوترون ها ی موجود در هسته ی اتم می باشد. پس در این گونه اتم ها عدد اتمی  ( تعداد پروتون ) یکسان و عدد جرمی ( مجموع تعداد پروتون و نوترون ) متفاوت است.

    به اتم هایی ازیک عنصر که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت دارند ، ایزوتوپ می گویند.

    آزمایش هایی که بر روی نمونه هایی طبیعی عنصر ها صورت می گیرد نشان می دهد که در نمونه طبیعی گاز کلر دو ایزوتوپ کلر وجود دارد.              

        1.  کلر - 35    ( Cl 1735   )             2. کلر – 37   ( Cl 1737   )

     

    و اندازه گیری ها نشان می دهد که فراوانی ایزوتوپ ها در طبیعت یکسان نیست . برای مثال از هر چهار اتم کلر در طبیعت ، سه اتم ، کلر -   35  و یک اتم ، کلر -  37  است . پس فراوانی کلر  -  35  ، 75 درصد و فراوانی کلر -  37 ، 25 درصد است.

    با توجه به وجود ایزوتوپ ها برای اتم های عنصر ها و تفاوت در فراوانی آن ها برای گزارش جرم نمونه های طبیعی از اتم عنصر ها ی مختلف از جرم اتمی میانگین استفاده می کنند.  تجربه نشان  داده است  که ایزوتوپ ها  خواص شیمیایی  یکسانی دارند اما برخی  از

     

     

     

    خواص فیزیکی آن ها که جرم وابسته است با هم متفاوت است ،  که این تفاوت را می توان در ترکیب های شیمیایی که آن ایزوتوپ ها را دارند مشاهده کرد.از این گونه خواص می توان چگالی را نام برد. برای مثال:

    -- 100گرم آب معمولی O2H حجم بیش تری از 100گرم آب سنگین O2D دارد. این موضوع نشان  می دهد چگالی آب سنگین بیش تر از چگالی آب معمولی است .

    و اگر یک قطعه یخ که از آب معمولی به وجود می آید را در آب سنگین بگذاریم ، روی آن قرار می گیرد.( چگالی آب سنگین بیش تر از یخی است که از آب معمولی به دست می آید.)

    و اگر یک قطعه یخ که از آب سنگین  به وجود می آید را در آب معمولی بگذاریم ، در آن فرو می رود. ( چگالی آب معمولی  کم تر از یخی است که از آب سنگین به دست می آید .)

  • فهرست:

    ندارد
     

    منبع:

    ندارد

ایزوتوپ ها در سال ١٢٣٩ شمسی (١٩١٠م) دانشمندان با مشکلی مواجه شدند و آن اینکه بعضی محصولات واپایشی ها. خواص شیمیایی یکسانی داشتند ولی خواص فیزیکی آنها متفاوت بود. "سدی" که یک دانشمند (شیمی دان) انگلیسی است متوجه شد محصول نهایی و پایدار واپاشی اورانیم یا رادیم خواص شیمیایی سرب را دارد. همچنین محصول نهایی واپاشی توریوم نیز خواص شیمیایی سرب را دارد ولی همه آنها جرم اتمی متفاوت با ...

انرژی هسته ای از معدن تا نیروگاه استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید برق روشی پیچیده اما کارامد برای تامین انرژی مورد نیاز بشر است. به طور کلی برای بهره‌برداری از انرژی هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای، از عنصر اورانیوم غنی شده به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود که ماحصل عملکرد نیروگاه، انرژی الکتریسته است. عنصر اورانیوم که از معادن استخراج می‌شود به صورت طبیعی در ...

استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید برق روشی پیچیده اما کارامد برای تامین انرژی مورد نیاز بشر است. به طور کلی برای بهره‌برداری از انرژی هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای، از عنصر اورانیوم غنی شده به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود که ماحصل عملکرد نیروگاه، انرژی الکتریسته است. عنصر اورانیوم که از معادن استخراج می‌شود به صورت طبیعی در راکتورهای نیروگاه‌ها قابل استفاده ...

دردوران پیش ازکشف نوترون ، فیزیک دانان هسته اتمی را شامل الکترون ها وپروتون هاتصور می کردند 0 این شکل ازنمایش ، تناقض های زیادی راپیش می کشید و تلاش هابرای آفرینش نظریه ساختمان هسته ای ، همگی با ناکامی روبرو می شدند 0 به محض کشف نوترون دربرخوردهای هسته ای ، بلافاصله این ایده سربلند کرد که هسته اتمی شامل پروتون ونوترون است 0 نخستین بار ، د 0 د0 ایوانکو ، دانشمند شوروی این فرضیه ...

تاریخچه عنصر کربن بطور طبیعی در تمام دنیا بصورت گسترده ا ی در اشکال مختلف کریستالی، منظم شده و بی شکل توزیع و پراکنده شده است. کربن و گرافیت در اشکال مختلف ساخته شده شان رتج مختلفی از خواص حرارتی، الکتریکی و شیمیایی را نشان می دهند که این خواص با انتخاب مواد اولیه و عملیات حرارتی که در حین ساخت بروی آن انجام می گیرد بستگی داشته و کنترل می گردد. مواد پایه کربنی بعلت پیوند های ...

جدول مندلیف در قرن 19 ابتدا یوهان دوبراینر خواص مجموعه ای از عناصر را به صورت 3 تایی مورد بررسی قرار داد.سپس جان نیولندز قانون 8 تایی خود را تنظیم و ارائه کرد.طبقه بندی نوین تناوبی عناصر از کایولیوس لوتامیر به ویژه مندلیف نشات میگیرد.هنری موزلی توانست بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر عدد اتمی صحیح آن را تعیین کند.بنا بر این توانست مشکل عناصری را که بر اساس وزن اتمی در جای درست ...

انرژي هسته اي ديد کلي وقتي که صحبت از مفهوم انرژي به ميان مي‌آيد، نمونه‌هاي آشناي انرژي مثل انرژي گرمايي ، نور و يا انرژي مکانيکي و الکتريکي در شهودمان مرور مي‌شود. اگر ما انرژي هسته‌اي و امکاناتي که اين انرژي در اختيارش قرار مي‌دهد، آشنا ‌شويم، ش

گوگرد گوگرد يک از عنصر شيميايي جدول تناوبي است که نماد آن S و عدد اتمي آن 16 ميباشد. گوگرد يک نافلزفراوران بي بو بي مزه و چند ظرفيتي است که بيشتر به شکل کريستالهاي زرد رنگ که در کاني هاي سولفيد و سولفات بدست مي آيد شناخته شده ميباشند.گوگرد يک عنصر ح

رادیکال آزاد، هر یک از اتمها و یا مولکولهایی است که دارای یک الکترون جفت نشده باشند. به عبارتی رادیکالها، مولکولها یا اتمهایی هستند که تمام والانس‌های آن سیر نشده و در واقع مولکولی اشباع نشده می‌باشد مثل رادیکال متیل (CH3.). رادیکالهای آزاد موجب فشارهای جزئی به میزان کمتر از6- 10 میلی‌متر جیوه شده و از طول عمر کوتاهی (معمولا کمتر از 3- 10 ثانیه) برخوردارند. وجود زودگذر چنین ...

معرفی: یکی از موادرادیواکتیو موجود در طبیعت گاز تریتیم است که یک ماده پرتوزای گسیلنده بتا می باشد. تریتیم به عنوان یک گاز رادیو اکتیو در تهران همواره پرتوهای بتایی را از خود گسیل می نماید. اولین عنصر شیمیایی جدول تناوبی هیدروژن است که گازی بی رنگ و بی مزه بوده و با نماد H نشان داده می شود. هیدروژن دارای 3 ایزوتوپ می باشد: (ایزوتوپ به ویژه هسته هایی گفته می شود که دارای عدد اتمی ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول