Dünyadaki En Sıra Dışı İzotoplar

Her elementin kendine özgü bir atom numarası vardır. Atom numarası çekirdekteki proton sayısını ifade eder. İzotoplar aynı sayıda protona sahiptir, yani aynı elementtirler ancak nötron sayıları farklıdır. Örneğin karbonun üç izotopu vardır: karbon-12, karbon-13 ve karbon-14. Her birinin altı protonu vardır ama sırasıyla altı, yedi ve sekiz nötronları vardır. İzotoplara gelince, oldukça sıkıcıdır ve dikkat çekici özelliklere sahip olan bazıları vardır.

10. Tellür-128'in inanılmaz uzun bir yarı ömrü vardır.

Tellür, periyodik tablonun 52. sırasında yer alan, gümüş renkli bir yarı metal elementidir. Ayrıca hafif zehirlidir, bu nedenle onunla oynamamaya çalışın. 8 izotopu vardır ve bunlardan biri olan tellür-128 aslında kendini kanıtlamıştır Guinness Dünya Rekoru çünkü yarı ömrü inanılmaz uzundur.

Bu sayı 2,2 x (10 üzeri 24) yıl olarak hesaplandı. Bu çoğumuz için net olmayan bir rakamdır, dolayısıyla bunu başka bir şekilde ifade edebilirsiniz. Bu 160 trilyon kez Evrenin yaşından daha büyük. Evrenin yaşı yaklaşık 14 milyar yıl, dolayısıyla tellür-128'in yarı ömrü doğada bulabileceğiniz her şeyden çok daha uzundur.

9. Astatin izotopları göz açıp kapayıncaya kadar bozunur

Spektrumun tellürün tam tersi ucunda yer alan astatinin yarı ömrü hiç de uzun değildir. Periyodik tabloda 85. sırada yer alan bu madde aynı zamanda en Dünya'da nadir bulunan element: Herhangi bir anda gezegenimizde yalnızca yaklaşık 25 gram bulunmaktadır. Neden bu kadar nadir? Yine aynı yarı ömürler.

Astatinin en uzun ömürlü izotopu, 8,1 saatlik yarı ömre sahip astatin-210'dur. Toplam 32 izotop var ve hiçbiri kararlı değil. En kısa ömürlü olanı, yaşam süresi 2000 yıl olan astatin-213'tür. 125 nanosaniye . Astatinin radyoaktivitesinin o kadar güçlü olduğu ki, kendi kendini yok ettiği de söylenmektedir.

Bütün izotoplar radyoaktiftir ve laboratuvarda bizmuttan oluşturulabilir. Bazen radyoaktif izleyici olarak kullanılırlar, ancak bunun dışında bilim dünyasında pek bir uygulamaları yoktur.

8. Altının 41 izotopu vardır, ancak bunlardan yalnızca biri kararlıdır.

Altın çok iyi bilinen bir elementtir ve çoğumuz doğada onunla karşılaşmaktan mutluluk duyarız. Çok değerlidir ve diğer birçok metal gibi aşınmaz. Daha az bilinen şey ise metalin aslında 41 bilinen izotopunun olmasıdır. Bildiğimiz ve özlediğimiz altın-197'dir ve tektir kararlı izotop, Altın olan. Geriye kalan 40 tanesi ise radyoaktiftir.

İlginçtir ki, altın-197 gözlemsel olarak kararlı . Bu, bilimin radyoaktif olması gerektiğini söylediği, ancak gözlemlerin bu vaadi karşılamadığı anlamına geliyor. Yani radyoaktif olmasını bekleseniz bile, öyle değil. Genel olarak bakıldığında bu durum, tarihin hemen her ekonomisi için iyi olmuştur.

7. Germanyum-72 alışılmadık bir faz geçişine uğrar

Germanyum, periyodik tablonun 32. elementi olup metal ile ametal arasında yer alan bir diğer yarı metaldir. Beş kararlı izotoptan oluşur ve bunların arasında en uzun ömürlü olanı, yarı ömrü evrenin yaşının yaklaşık 130 milyar katı olan germanyum-76'dır. Ancak izotopların en ilginci bu değildir. Germanyum ise ısınmaya başladığında çok sıra dışı bir özellik gösteren 72 izotopudur.

Bir maddeye ısı uygulandığında atomlarda bazı şeylerin meydana geldiğini biliyoruz. Tıpkı suda olduğu gibi ısı atomları harekete geçirir ve daha hızlı hareket etmelerine neden olur. Peki atomların içinde neler oluyor? Germanyum-72 düşündüğünüz kadar açık olmadığını kanıtlıyor.

Germanyumun 32 protonu varken, germanyumun 72 40 nötronu vardır. Bu protonlar, atom ısındıkça zayıflayan güçlü çiftler oluştururlar. Bu, su örneğimizde mantıklıdır. Sorun şu ki, bir noktada sıra dışı bir şey oluyor. Sıcaklık yeterince yükseldiğinde, proton çiftleri arasındaki bağ tekrar güçleniyor . Bunun nedeni faz geçişi denilen bir olaydır. Geçiş başladığında dengelenme meydana gelir ve sıcaklıklar artmaya devam ettikçe yeniden zayıflar.

6. Antarktika karında Iron-60 bulundu

Dünyada en çok bulunan elementlerden biri olan demiri herkes bilir. Öylesine önemlidir ki, bir asır boyunca ismi ona ithaf edilmiştir. Demir olmasaydı tüm mıknatıslarımız yere düşerdi, dünyada yaptığımız hemen her şeyi metalden yapamayacağımızdan bahsetmiyorum bile. Tahminlere göre , Dünyada yaklaşık olarak var 800 milyar ton 230 milyar ton demir içeren ham demir cevheri var, yani yapmamız gereken çok iş var.

Demirin dört kararlı izotopu ve 24 radyoaktif izotopu vardır. Bunlardan biri olan demir-60, yaklaşık 2,6 milyon yıllık yarı ömrüyle en kararlı olanıdır. Ayrıca bu, her yerde karşınıza çıkabilecek bir şey de değil. Eğer kendinize ait bir demir-60 istiyorsanız, onu aramaya çıkmanız gerekecek, çünkü bu yıldız patlamalarıyla oluşur, yani bir süpernova olarak patlar. Bir yıldız patladığında demir-60 evrene fırlatılır ve bazen de küçük miktarlarda Dünya'ya düşer. Bunlardan bazıları bile keşfedildi Antarktika karları . Örnekler için toplanan 500 kilogram saf kar içerisinde bilim insanları, beş adet demir-60 atomu buldu. İzotop ilk kez Dünya'da 23 yıl önce derin deniz toprağı tortularında keşfedildi.

5. Plütonyum-244 okyanus tabanında bulundu

Demir-60 gibi plütonyum-244 de birdenbire ortaya çıkan bir izotop değildir. Plütonyumun demirden farklı olarak çok yaklaşmanız gereken bir izotopu yoktur. Toplamda 20 tane vardır ve hepsi radyoaktiftir, ancak en kararlı olanı plütonyum-244'tür.

Plütonyum-244'ün izleri bulundu okyanusun dibinde 2021 yılında ise buraya gelmek için oldukça uzun bir yol kat ettiği düşünülüyor. Plütonyum-244 oldukça zor şartlar altında üretiliyor. Bu durumda plütonyum şu şekilde oluşmuştur: iki yıldızın çarpışması ve şiddetli bir patlama meydana geldi. Ayrıca demir-60 ile birlikte süpernovalarda oluşması da muhtemeldir.

Plütonyum-244, Dünya'da kolaylıkla oluşturabileceğimiz bir izotop değil. Nükleer reaktörler farklı izotoplar üretir, ancak plütonyum-242 243'e bozunduğunda, yalnızca birkaç saatlik bir yarı ömre sahiptir ve 244'e bozunamaz. Bir nükleer silah patlamasının potansiyel olarak 244 üretebileceği teorize edilmiştir, ancak bu yalnızca bir teori olarak kalmıştır ve gözlemlenmemiştir.

4. Magnezyum-18 parçalanarak oluşur

Astatinin çok kısa bir yarı ömre sahip olduğunu gördük, ancak bilim insanları gözlemlenmesi neredeyse imkansız olan çok kararsız bir magnezyum izotopu yarattılar. Magnezyumun normalde 3 kararlı, 19 kararsız izotopu vardır.

Kararsız olanlar arasında magnezyum-18 ve magnezyum-19, inanılmaz derecede kısa ömürleri nedeniyle özellikle ilgi çekicidir. Magnezyum-19'un yarı ömrü vardır 5 pikosaniye . Bu saniyenin beş trilyonda biri. Eğer bu süre size kısa geliyorsa, ki öyle, o zaman magnezyum-18'e hazır olun.

Magnezyum-18'in ömrü yaklaşık bir yıl olduğundan yeterince ölçülmemiştir. saniyenin sekstilyonda biri . Öylesine hızlı bir şekilde parçalanır ki, elektronlar etraflarındaki elektronları düzenleyip gerçek bir atom haline bile gelemezler. Bu sadece bir çekirdek ve sonra bozunuyor. Bu, bilim insanlarının onu doğrudan inceleyemeyecekleri, ancak kısa varlığı boyunca ne yaptığını gözlemleyebilecekleri anlamına geliyor.

3. Dünyada doğal olarak sadece 500 gr prometyum bulunmaktadır.

Prometyum, 38 adet kararsız izotopa sahip olmasına rağmen, kararlı izotopu olmayan son derece nadir bir elementtir. X-ışınları yayar ve şaşırtıcı derecede nadirdir. Şu anda, tüm gezegende yalnızca yaklaşık bir pound doğal prometyum. Ancak bunu laboratuvar ortamında uranyum-235 ve neodim-147'yi nötron bombardımanına tutarak da üretebiliriz.

1902 yılında Bohuslav Braun adlı bir Çek kimyager, prometyumun keşfedilmemiş altı elementle birlikte var olması gerektiğini öne sürdü ve birkaç yıl sonra Henry Moseley, periyodik tabloda neodimyum ve samaryum arasında bir şey olması gerektiğini doğruladığında bu varsayımı doğrulandı. atomik 61 ağırlığındaydı. 61 numaralı elementin kararlı izotoplara sahip olmadığı belirlenmeden önce 20 yıl daha araştırma yapıldı.

Yıllar süren araştırmaların ardından prometyum, doğada değil, laboratuvarda, bilim insanlarının elementleri ve izotoplarını yaratabileceklerini anlamalarıyla nihayet keşfedildi.

Bu kadar nadir ve radyoaktif bir şeyin dünya çapında ciddi bir kullanımı olabileceğini düşünebilirsiniz, ama yanılıyorsunuz. Bunun yerine, daha çok kızdırma boyası ve nükleer piller gibi şeylerde kullanılır.

2. Stronsiyum-90 vücudunuzda kalsiyum gibi işlenir.

Stronsiyum toprak alkali bir metaldir ve periyodik tabloda 38. sırada yer alır. Doğada 4 adet kararlı izotop ve 32 adet kararsız izotop bulunmaktadır. Bu izotoplardan stronsiyum-90'ı takip etmelisiniz çünkü bu biraz zordur.

Stronsiyum-90 kimyasal olarak oldukça aktiftir ve ısı üretebilir. Bu reaksiyon onu bir enerji kaynağı ve uzak hava istasyonlarında ve hatta uzay araçlarında, ayrıca tıp endüstrisinde kullanılır. Doğal olarak oluşan kararlı bir izotop olmasa da, dünyanın tedarikinin çoğunun sağlandığı nükleer fisyonun bir yan ürünüdür; ayrıca 1950'lerde nükleer silah denemeleri sonucunda da üretilmiştir.

Stronsiyum-90, radyoaktivitesi nedeniyle kesinlikle kaçınılması gereken bir maddedir, ancak temas ettiğinizde sizi hasta etmenin sinsi bir yolu vardır. Onun solunabilir Ancak kirli yiyecek ve su yoluyla da vücuda girebilir. Vücudunuz bunu kalsiyumu işlediği şekilde işleyecektir. Bu, radyoaktif stronsiyumun dişlerinize ve kemiklerinize nüfuz edeceği anlamına gelir. Bir kez vücudunuzun bir parçası haline geldiğinde, radyoaktif kısımların etrafındaki bölgelerde kemik kanseri, kemik iliği kanseri ve yumuşak doku kanserine yol açabilir.

1. Trityum dünyadaki en pahalı şeylerden biridir.

Hidrojen evrendeki en yaygın elementtir ve yedi izotopu vardır, ancak bunlardan yalnızca üçü doğada bulunur. Sonuncusu olan hidrojen-3'e trityum diyoruz ve o da değerli olduğu kadar nadirdir. Atmosferde doğal olarak oluşabilir kozmik ışınlar nitrojene çarptı , ancak sadece eser miktarda oluşur. Ayrıca nükleer patlamalarda ve nükleer reaktörlerin yan ürünü olarak da üretilmektedir.

Trityum nükleer silahların üretiminde ve ayrıca ışıklı kadranlar ve çeşitli bilimsel ve araştırma amaçlarıyla. Aynı zamanda, gram başına dünyanın en değerli maddelerinden biridir. Örneğin, bir gram saf altının fiyatı, çeşitli faktörlere bağlı olarak yaklaşık 70 dolar olabilir. Bir gram platinin fiyatı yaklaşık 40 dolar civarında olabiliyor. Bir gram kokainin fiyatı, nereden satın aldığınıza bağlı olarak yaklaşık 120 dolar olabilir. Peki bir gram trityum? Sana maliyeti olacak yaklaşık 25.000 dolar .

Nükleer silahlarda yaklaşık dört gram trityum kullanılıyor verimliliği artırmak ve silahı daha yıkıcı ama aynı zamanda daha hafif hale getirmek.