Đồng vị là khái niệm quen thuộc được nhắc đến khá nhiều trong chương trình học phổ thông. Vậy đồng vị là gì? Đồng vị phóng xạ là gì và ứng dụng như thế nào với cuộc sống? Các bạn hãy cùng VietChem tìm hiểu câu trả lời chi tiết trong bài viết bên dưới.

1. Đồng vị là gì?

Đồng vị là tình trạng một nguyên tố hóa học bị biến thể. Khi đó, các hạt nhân nguyên tử có số nơtron khác nhau nhưng cùng proton. Dẫn đến số khối và tính chất vật lý khác nhau. Đa phần, nguyên tố hóa học là hỗn hợp cho nhiều đồng vị khác nhau. 

Ví dụ về đồng vị trong hóa học:

Đồng vị cacbon là: carbon – 12, carbon – 13, carbon – 14.

Đồng vị của oxi là: O – 16, O – 17, O – 18.

Đồng vị của đồng là: Đồng có 29 đồng vị khác nhau nhưng có hai đồng vị bền là Cu – 63 và Cu – 65.

2. Đồng vị phóng xạ là gì?

Đồng vị phóng xạ chính là đồng vị của nguyên tố hóa học. Đồng vị này có hạt nhân nguyên tử của nguyên tố phát ra bức xạ ion hóa do tồn tại ở trạng thái không ổn định. Sau đó bị phân rã để chuyển sang trạng thái ổn định hơn.

3. Làm thế nào để đồng vị phóng xạ xảy ra?

Đồng vị phóng xạ của hạt nhân nguyên tử có thể xảy ra tự nhiên mà không có tác động bên ngoài. Hoặc có thể là do sự thay đổi nhân tạo của hạt nhân nguyên tử.

Sử dụng lò phản ứng hạt nhân cũng có thể tạo nên đồng vị phóng xạ. Trong lò phản ứng hạt nhân, molybdenum – 99 phù hợp sản xuất đồng vị phóng xạ giàu neutron, fluorine – 18 dùng để sản xuất đồng vị phóng xạ giàu proton.

Ví dụ: Phóng xạ tự nhiên Uranium. Trong đó, Uranium – 238 có 0,7% là Uranium tự nhiên. Uranium – 235 kém hơn 3 neutron trong hạt nhân có tính phóng xạ hơn do hoạt động kém ổn định.

Điều kiện để đồng vị phóng xạ xảy ra

4. Ứng dụng của đồng vị phóng xạ

Đồng vị là gì đã được phân tích khá chi tiết ở phần trên. Với những đặc điểm của đồng vị trong hóa học nên chúng được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Bao gồm:

4.1. Ứng dụng trong y học

Đồng vị phóng xạ trong y học được ứng dụng khá phổ biến. Trong chẩn đoán cận lâm sàng bằng máy chụp X Quang thông qua hình thức tạo ảnh hạt nhân phóng xạ. Dựa vào đó, bác sĩ sẽ đưa ra những chẩn đoán chính xác để hỗ trợ cho quá trình điều trị bệnh  được hiệu quả. Cụ thể:

• Xác định vấn đề của thận thông qua sự quá áp.
• Đánh giá bệnh nhân có vấn đề về động mạch vành. Từ đó sẽ nhận định, theo dõi và quyết định có nên can thiệp, giải phẫu hay không.
• Đánh giá, tầm soát ung thư hoặc ung thư di căn đến các cơ quan khác trong cơ thể.
• Ứng dụng trong việc chữa bệnh bằng dược phẩm phóng xạ.
• Đánh giá chi tiết tình trạng bướu giáp.
• Dựa vào đồng vị phóng xạ để phân tích miễn dịch.
• Đánh giá chứng loạn trí nhớ hoặc bệnh động kinh thông qua hình ảnh chụp não bộ.
• Đánh giá tình trạng vàng da do tắc nghẽn ống dẫn mật. Dựa vào đó, bác sĩ sẽ quyết định phẫu thuật hoặc không.

Đồng vị phóng xạ được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y học

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp

Việc hiểu biết đồng vị là gì sẽ giúp con người tận dụng để ứng dụng trong cuộc sống. Theo đó, đồng vị được ứng dụng trong một số lĩnh vực công nghiệp như sau:

• Ứng dụng trong thủy lực học và thủy học.
• Ứng dụng của đồng vị vào các phương pháp diệt trùng.
• Ứng dụng trong việc kiểm tra nhưng bảo nguyên mẫu.
• Dùng trong xử lý bức xạ.
• Sử dụng vết phóng xạ để tìm chỗ hỏng.
• Sử dụng nguồn phóng xạ để phát năng lượng.

4.3. Ứng dụng trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp, đồng vị hạt nhân có vai trò vô cùng quan trọng. Cụ thể:

• Ứng dụng biến đổi phóng xạ để tạo các giống cây trồng đột biến có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao. Đồng thời, nâng cao sản lượng sản xuất nông nghiệp. Ví dụ như: Cây lúa, cây lạc,…
• Sử dụng phốt pho phóng xạ để cải tạo cây trồng, đất đai.
• Sử dụng electron nhanh để xử lý bức xạ cà phê, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm cho các cây nông nghiệp.

• Ứng dụng trong bón phân theo chiều sâu của đất trồng để cây có thể hấp thu tối đa dinh dưỡng và cho năng suất tốt hơn.
• Sử dụng đồng vị để ứng dụng trong trao đổi chất của cây theo cơ chế của sự quang hợp, làm thuốc trừ sâu để bảo vệ thực vật…

Tính toán bể anoxic trong xử lý nước thải

5. Bài tập đồng vị hóa 10

Đồng vị hóa học 10 đã được giới thiệu khá chi tiết. Nếu muốn tham khảo thêm một số bài tập về đồng vị là gì, các bạn hãy cùng theo dõi cách giải chi tiết dưới đây:

Bài tập: Trong tự nhiên, Cacbon là nguyên tố tồn tại ở hai dạng đồng vị bền là C126 và C136. Khi đó, C126 chiếm 98,89% và C136 chiếm 1,11%. Vậy nguyên tử khối trung bình của Cacbon là gì?

Cách giải: 

Nguyên tử khối trung bình của Cacbon là: 

MCacbon = (12.98,89 + 13.1,11) :2  = 12,0111

Kết luận: Nguyên tử khối trung bình của Cacbon là 12,0111

Đồng vị là gì có vai trò quan trọng với nhiều lĩnh vực của đời sống con người. Hy vọng những chia sẻ của VietChem sẽ giúp các bạn có hiểu biết thêm kiến thức về đồng vị. Nếu quan tâm nhiều hơn về vấn đề này, hãy liên hệ với chúng tôi theo số hotline để được hỗ trợ.