1. ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE: * diagnoza chorób; * badanie wpływu leków na organizm - np.: izotop 99Tc w postaci związku chemicznego wprowadza się do organizmu i śledzi jego drogę przez poszczególne narządy; w ten sposób bada się funkcjonowanie narządów; * aparatura rentgenowska - zdjęcia rentgenowskie przy zwichnięciach czy złamaniach; zasada jej działania jest bardzo prosta i polega na tym, że wiązka promieni X przenikając przez badany narząd ulega osłabieniu, ponieważ część promieni zostaje pochłonięta przez tkankę. Narządy zbudowane z tkanek o różnej gęstości, w różnym stopniu pochłaniają wiązkę promieniowania. Niejednokrotnie osłabiona wiązka promieni X trafia na kliszę fotograficzną i powoduje jej zaciemnienie proporcjonalnie do stopnia osłabienia. W ten sposób na kliszy fotograficznej uzyskujemy obraz badanego narządu. * radioterapia: -stosuje się ją w przypadku nowotworów szczególnie czerniaka (nowotwór skóry); do leczenia nowotworów stosuje się naświetlanie wysyłane przez izotopy Cs, Co, Ra (tzw. bomba kobaltowa, igły radowe). -jod 131 stosuje się do leczenia tarczycy; * balneologia - w uzdrowiskach (na przykład leczniczych kąpieli lub inhalacji z zastosowaniem Rn) * tomografia komputerowa, -sterowany komputerem proces wykonywania kolejnych zdjęć badanego narządu w różnych płaszczyznach i pod różnym kątem pozwala uzyskiwać warstwowy obraz, przedstawiający bardzo dokładne nawet niewielkie zmiany chorobowe. * szybkość tworzenia się substancji kostnej oraz wpływ na ten proces witaminy D i hormonu wydzielanego przez gruczoły przytarczyczne, można zbadać dzięki promieniotwórczym wapniu (45Ca); * wyjaśnienie szczegółów metabolicznej aktywności komórek, zawdzięczamy zastosowaniu substancji „znakowanych” izotopami, np. cukru znakowanego przez wprowadzenie na miejsce zwykłego węgla (12C) węgla promieniotwórczego (11C lub 14C) bądź węgla ciężkiego (13C). * długotrwałe baterie do zasilania regulatora rytmu serca, stosowany jest tu Pluto-238; 2. TECHNIKA RADIACYJNA: * sterylizacja sprzętu medycznego; * modyfikacji polimerów, materiałów oraz przyrządów półprzewodnikowych; * barwienie: - tkanin, - szkła, - sztucznych oraz naturalnych kamieni; * analiza aktywacyjna, czyli jądrowa analiza składu materiałów; za pomocą tej metody można określić lub wykryć zanieczyszczenia, określić ilościową zawartość metali ciężkich w odpadach, azotu w ziarnach, nawozach sztucznych itd.; jej zaletą jest możliwość oznaczania jednocześnie wielu pierwiastków. * wytwarzanie termokurczliwych rurek i taśm, które doskonale sprawdzają się jako izolacja elektryczna; znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie trzeba wykonać trwałe i szczelne połączenia elementów; * technologia oczyszczania gazów odlotowych z instalacji spalających, m.in.: węgiel (napromieniowanie gazów wiązką elektronów powoduje zredukowanie emisji dwutlenku siarki o 95%, a tlenków azotu o 80%); * zastosowanie promieniowania w tzw.: aparaturze radiometrycznej, którą stanowią różnego rodzaju mierniki np. poziomu materiałów ciekłych i sypkich; czujniki; detektory; regulatory; gęstościomierze umożliwiające zdalną kontrolę i automatyczną regulację procesów technologicznych ( np. bezkontaktowy pomiar stężenia kwasu siarkowego) * badanie mechanizmów złożonych reakcji organicznych, jest to najbardziej rozpowszechnione zastosowanie; na przykład stosując do asymilacji przez rośliny promieniotwórczy CO2 (znaczony 146C), można było zbadać przemianę podczas fotosyntezy, od CO2 do węglowodanów. 3. INNE: * napęd wielu pojazdów: - np.: w transporcie wodnym (reaktory takie mogą w przypadku zatopienia okrętu stanowić potencjalne źródło poważnego skażenia środowiska pierwiastkami promieniotwórczymi stanowiącymi ich paliwo); * izotop węgla 14C zastosowano jako zegar archeologiczny, datowanie, na podstawie znajomości pierwotnego stężenia tego izotopu oraz okresu połowiczego rozpadu, określa się wiek wykopalisk archeologicznych, minerałów, skał, Ziemi, zabytków starożytnych kultur, w których znajdują się szczątki zawierające związki węgla; MILITARNE: * bomby atomowe, jądrowe, termojądrowe, neutronowe; * reakcje rozszczepienia jąder pierwiastków promieniotwórczych przebiegają w sposób niekontrolowany wykorzystuje się je do produkcji broni masowego rażenia. W czasie wybuchu uwalnia się ogromna energia. Podczas zrzucenia bomb na Hiroszimę i Nagasaki wiele osób zmarło od razu, a u innych choroba popromienna rozwinęła się po kilku latach wystąpiły u nich skutki późne. Są to: - przedwczesne starzenie - skrócenie życia - niedokrwistość - białaczka - nowotwory - zaćma; , katarakta – choroba oczu; - choroba popromienna objawiająca się biegunką i nudnościami; Dlatego też produkcja i stosowanie izotopów powinna się odbywać pod ścisłą międzynarodową kontrolą. * pierwiastki promieniotwórcze negatywnie działają na organizmy , również na człowieka. W wyniku pochłonięcia przez organizm dużych dawek promieniowania może wystąpić białaczka ? nowotwór krwi, katarakta ? choroba oczu, oraz choroba popromienna objawiająca się biegunką i nudnościami. * awarie w elektrowniach jądrowych mogą być przyczyną katastrof, np. w 1986 roku wybuch w Czarnobylu nastąpiła awaria reaktora jądrowego, która doprowadziła do wybuchu, w efekcie, czego do atmosfery dostały się radioaktywne izotopy 131I oraz 137Cs, skażając znaczną część Europy. * duży problem w wypadku energetyki jądrowej stanowią także odpady promieniotwórcze, powstające jako efekty działania reaktorów. (Istnieje niebezpieczeństwo, że dostaną się do środowiska). * poważne niebezpieczeństwo dla środowiska ma też nieodpowiedzialne unieszkodliwianie i gromadzenie odpadów przemysłowych zawierających substancje promieniotwórcze, głównie w hutnictwie. (Składowanie na hałdach, mogą przedostać się do powietrza i do wody, a wraz z jej obiegiem do gleby i organizmów). Izotopy pierwiastków promieniotwórczych służą też do badania wód, procesów zachodzących w korytach rzek czy na dnie morskim, do badania szczelności zapór wodnych czy podziemnych rurociągów. Innymi słowy - wszędzie tam, gdzie zawodzą zmysły człowieka lub nie jest on w stanie dotrzeć np. do wnętrza materiałów, warstw ziemi, w głąb masywnych konstrukcji czy budowli, a przede wszystkim do wnętrza własnego organizmu - znajdują zastosowanie izotopy. Ogromne znaczenie miały te odkrycia dla medycyny. Obok radioterapii, która spowodowała rewolucję w zwalczaniu nowotworów, pojawiła się medycyna nuklearna. Wykorzystuje ona radioaktywne izotopy, które wprowadzane do organizmu człowieka, pozwalają śledzić procesy życiowe, wykrywać schorzenia i znajdować skuteczne metody leczenia. Główne jego źródła to: broń jądrowa i eksplozje doświadczalne, energetyka jądrowa (elektrownie, statki, łodzie podwodne), przemysł używający technologii jądrowej (ciężki, chemiczny, spożywczy), metody radiacyjne używane w celach badawczych w górnictwie, geologii itp. łącznie z naukami biologicznymi i medycznymi. Napromieniowywanie produktów rolno – spożywczych: Cel napromieniowania, Dawka [kGy], Produkty 1. Hamowanie kiełkowania 0,05 – 0,15 Ziemniaki, cebula, czosnek 2. Zwalczanie szkodników i pasożytów (dezynsekcja) 0,15 – 0,50 Ziarno zbożowe, warzywa strączkowe, suszone owoce. 3. Opóźnienie procesów fizjologicznych (np. dojrzewania) 0,50 – 1,0 Świeże warzywa i owoce 4. Przedłużenie okresu przechowywania 1,0 – 3,0 Świeże ryby, truskawki, pieczarki, itd. 5. Inaktywacja mikroorganizmów patogennych i powodujących psucie się żywności 1,0 – 7,0 świeże i mrożone produkty morskie, świeży lub mrożony drób, mięso, pasze dla drobiu, itd 6. Obniżenie zawartości mikroorganizmów (wyjaławianie) 2,0 – 10,0 Przyprawy i zioła, preparaty białkowe i enzymatyczne, żelatyna, kazeina, glukoza, plazma krwi, guma arabska. Dokładne zastosowanie izotopów promieniotwórczych: Pierwiastek – Izotop – promieniowanie - Czas półrozpadu (T1/2) –Zastosowanie Ameryk – 241 – alfa - 432,7 lat - czujniki dymu(instalacje przeciwpożarowe) Cez - 137 – gamma - 30 lat radiografia przemysłowa, bomba cezowa, pomiary grubości Iryd - 192 - gamma - 73,8 - lat radiografia przemysłowa Jod – 131 - gamma - 8 dni - badanie tarczycy (medycyna) Kobalt - 60 - gamma - 5,3 lat - bomba kobaltowa (medycyna),radiografia przemysłowa, urządzenia radiacyjne, waga izotopowa, sprzęt do pomiaru: grubości, poziomu cieczy w zbiornikach. Pluton - 238 - alfa - 87,7 lat - stymulatory serca, czujniki dymu Pluton – 239 - alfa - 24000 lat - czujniki dymu Rad - 226 - gamma - 1600 lat - aplikatory radowe Tal - 204 - beta - 3,8 lat - sprzęt do pomiaru grubości Wodór – 3 – beta - 12,3 lat - farby świecące
