رادیو ایزوتوپها یا رادیونوکلیدس آنها از مهمترین دستاوردهای فناوری هسته ای در امروز هستند پزشکی ، صنعت ، کشاورزی و تحقیقات علمی آنها نقش مهمی ایفا می کنند. این مواد در واقع ایزوتوپهای ناپایدار برخی از عناصر شیمیایی هستند که در طی فرآیند پاشش هسته ای پرتوهای یونی را منتشر می کنند و به حالت پایدار می رسند.
برخلاف تصور عمومی که کلمات “پرتو” و “رادیواکتیو” خطرناک هستند ، در معرض خطر هستند رادیو ایزوتوپ ها ابزارهای قدرتمند برای تشخیص بیماری ها ، درمان سرطان ، افزایش بهره وری صنعتی و حتی توسعه کشاورزی مدرن.
ماهیت علمی رادیوایزوتوپ ها
هر عنصر شیمیایی با تعداد پایدار پروتون شناخته می شود ، اما تعداد نوترون های آن می تواند متفاوت باشد. این تغییر ، ایزوتوپهای مختلف ایجاد می کند
-
ایزوتوپهای پایدار → بدون تابش رادیواکتیو
-
ایزوتوپهای ناپایدار (رادیوایزوتوپ ها) → پاشیدن و انتشار پرتوهای یونیزه
انواع تیرهای آزاد شده:
-
آلفا (α): سنگین ، کم درآمد اما با قدرت یونیزاسیون بالا
-
بتا (β): الکترون با انرژی بالا یا پوزیترون
-
گاما (γ): فوتون های پر انرژی با انرژی بالا
اگرچه این تیرها باید تحت کنترل باشند ، برنامه های بیشماری در آن وجود دارد تشخیص پزشکی وت فرآیندهای صنعتی آنها دارند
روش های تولید رادیوایزوتوپ ها
کشورها از چهار فناوری اصلی برای تولید رادیوایزوتوپ استفاده می کنند:
راکتور
تولید ایزوتوپ ها مانند ید -1 ، مولیبدن -1 و زنون -1
توانایی تولید انبوه ، اما نیاز به جدایی دقیق دارد
بمباران ذرات باردار در شتاب دهنده ها
کاربرد ویژه در تولید ایزوتوپهای پزشکی کوتاه (مانند فلور -1 در PET)
فعال سازی نوترونی
نمونه فهرست: کبالت -1 برای پرتودرمانی و عقیم سازی ابزارهای پزشکی
ژنراتورهای Radiionucleide
ایزوتوپ مادر → ایزوتوپ دختر
نمونه معروف: مولیبدن -1 / تکنیک -1M روزانه در هزاران اسکن پزشکی استفاده می شود.
برنامه های رادیویی
1. پزشکی هسته ای
-
تکنیک -1M: بیشترین استفاده از ایزوتوپ تصویربرداری پزشکی (بیش از 1 میلیون اسکن سالانه)
-
ید -1: درمان پرکاری تیروئید و سرطان تیروئید
-
ایزوتوپهای هدف: در حال توسعه برای درمان مستقیم تومورهای سرطانی
2. صنعت
-
کنترل کیفیت جوشکاری
-
مرغ
-
افشای نشت لوله
-
بررسی ساختار بتن و مواد
1. کشاورزی و تحقیقات
-
ردیابی مواد مغذی در خاک
-
بهبود گونه های گیاهی
-
کنترل آفات
-
تحقیقات اساسی در فیزیک و شیمی
چالش ها و ملاحظات ایمنی
با وجود فواید گسترده ، پرتوهای یونیزه کننده می توانند برای انسان خطرناک باشند. به همین دلیل لازم است به اصول ایمنی رعایت شود:
-
استفاده از سرب و بتن
-
آخرین مدیریت پسماندهای هسته ای
-
مشکل ایزوتوپهای کوتاه زنجیره تأمین را حل کنید
-
نیاز به سرمایه گذاری در زیرساخت های راکتور و شتاب دهنده ها
آینده رادیوایزوتوپ ها
جهان در حال حرکت به سمت تولید ایزوتوپ ها با شتاب دهنده ها و روشهای غیر هسته ای کاهش حجم زباله و خطرات ایمنی است.
همچنین ، درمان های مدرن سرطان با رادیوایزوتوپهای هدفمند (روش درمانی هدفمند رادیونوکلئید) در حال گسترش است و پیش بینی می شود در سالهای آینده سهم عمده ای در بازار داروهای پیشرفته داشته باشد.
رادیوایزوتوپ ها نمادی از همگرایی هستند دانش هسته ای با بهداشت و صنعت هستند از اتاق عمل گرفته تا خطوط تولید صنعتی ، ردپاهای آنها دیده می شود. توسعه فناوری بومی ، ایمنی در استفاده و سرمایه گذاری در زیرساخت ها کلید اصلی بهره برداری پایدار از این ظرفیت علمی ارزشمند است.
