نشاندار كردن ايزوتوپي و غير ايزوتوپي

نشاندار كردن ايزوتوپي و غير ايزوتوپي

اين مي تواند نشاندار كردن «شيميايي» و «فيزيكي» ناميده شود، چرا كه در حالت اول عنصر راديو اكتيو جهت ردیابی، واكنشها و يا متابوليزم يك عنصر بخصوص، مورد نياز است در صورتي كه در حالت دوم، عنصر راديو اكتيو قسمت اساسي سيستم نبوده و صرفاً به خاطر دارا بودن خواص فيزيكي مورد نياز مي باشد. مثالهايي از كاربرد  رديابي ايزوتوپي عبارتند از:

مطالعات  انتشار[1]

واكنشهاي تبادلي

سينتيك شيميايي

آناليز بطريق فعالسازي راديويي

بررسي مسير واكنش

تحول و دگرگوني بدن موجود زنده (متابوليزم)

رادیوایمونوسی

درك و مطالعات جابجايي و انواع معين درمان و تشخيص امراض

 

در اكثر حالات، امكان پذيري به قابل دسترس بودن و خواص يك ايزوتوپ مخصوص بستگي دارد، مثلاً P³² براي فسفر وH³ براي هيدروژن، اما در بعضي موارد انتخاب وجود دارد. براي سديم مي توان Na²⁴ يا Na²² را بكار برد. اولي كه با واكنش (n,g) از Na²³ حاصل مي شود، داراي نيمه عمر 15 ساعت بوده و ذرات بتا با انرژي MeV39/1 و پرتوهاي گاما با انرژي هاي MeV37/1 و MeV76/2 گسیل مي كند. Na²² كه بوسيله واكنش Na²²Mg(d,a)²⁴ حاصل   مي شود، داراي نيمه عمر 6/2 سال بوده و ذرات بتاي مثبت (پوزيترون) با انرژي MeV54/0 و پرتوهای گاما با انرژي MeV28/1 گسیل  مي كند. اين براي مطالعات دراز مدت بكار مي رود، در صورتي كه  Na²⁴ با نيمه عمر كوتاه، اين چنين مسيري را غير ممكن مي سازد. بهرحال نيمه عمر كوتاه داراي مزايايي است، چرا كه اكتيويته باقيمانده بعد از يك هفته تجزيه قابل صرفنظر خواهد بود.

بنابراين دفع پسمان آن ساده تر خواهد بود، و مطالعات و بررسي هاي مكرر را مي توان روي همان سيستم انجام داد. با توجه به اينكه Na²² در شتابدهنده توليد مي گردد و بهره توليد آن پايين است، گران است. Na²⁴ كه در راكتور توليد مي گردد، مي تواند براحتي با هزينه پايين و با اكتيويته مخصوص بالا توليد گردد.

در جدول (18-1) مثالهايي از انتخاب ايزوتوپهاي ساير عناصر، با شرح مختصري از خواص و روش تهيه آنها نشان داده شده است. يك ليست انتخابي از ايزوتوپها در ضميمه 7  ارائه شده است.

در بعضي حالات، ايزوتوپهاي گازی شده  بطريق الكترومغناطيسي، بعنوان هدف مورد استفاده قرار مي گيرند. براي مطالعه متابوليزم استرانسيوم و فهم آن،  ايزوتوپ ^mSr⁸⁷ داراي مزيت عمر كوتاه و گسیل گاما بوده و مي تواند از بيرون از بدن آشكارسازي گردد.

  

جدول 1-18 انتخاب ايزوتوپها

عنصر	ايزوتوپ	نيمه عمر	ملاحظات
يد	I^123	13 ساعت	شتاب دهنده
	I^125	2/60 روز
	I^128	25 دقيقه	I(n, g)^127 ؛راكتور یا چشمه های نوترونی
	I^131	04/8 روز	I^131Te ®^131(n, g)Te^130
	I^132	28/2 ساعت	قابل دسترسی از Te’cow’
سزيم	Cs^131 Cs^134	69/9 روز 06/2 سال	بهره كم – (n,g)
	Cs^137	1/30 سال	محصولات شكافت
كبالت	Co^58 Co^60	8/70 روز 27/5 سال	Co^58(n,p) Ni^58 اكتيويته مخصوص بالا
استرانسيوم	Sr^85 ^mSr^87 Sr^89 Sr^90	8/64 روز 8/2 ساعت 5/50 روز 8/28 سال	گسیلنده گاما گسیلنده گاما گسیلنده بتا منفي محصولات شكافت
منگنز	Mn^54 Mn^56	312 روز 58/2 ساعت	Fe(d,a)^56– شتاب دهنده سطح مقطع بالا
منيزيوم	Mg^27	5/9 دقيقه
	Mg^28	21 ساعت	H^3(a،n)Li^6 یا: Mg^28(H, p^3)Mg^26 Mg^28 (p6n4،p)Cl^37
آهن	Fe^55 Fe^59	7/2 سال 6/44 روز	جذب الكترون K

مقدار زيادي از تركيبات نشاندار مخصوصاً با H³ و C¹⁴ قابل دسترسي هستند. در اين رابطه نكات زير را بايد در نظر گفت،(1) انرژي پايين ذرات بتاي حاصل از H³ و C¹⁴ ، (2) اكتيويته مخصوص – چنانچه اين پايين باشد، مقدار زيادي از مواد غير اكتيو همراه ماده راديواكتيو  خواهد بود بطوري كه مقدار قابل آشكارسازي كم بوده و فقداني بر اثر خودجذبي وجود خواهد داشت و (3) چنانچه روش تهيه پيچيده باشد، هزينه بالا خواهد بود. در فصل آينده، دوباره به تركيبات نشاندار اشاره خواهد شد. بندرت ممكن است يك تركيب شيميايي نشاندار را مستقيماً با روش پرتودهي توليد نمود. ملاحظه سطح مقطع و فقدان واكنشهاي هسته اي مناسب، تهيه فرمهاي راديو اكتيو H³ و C¹⁴ را با پرتودهي مستقيم غير ممكن مي سازد، و در بسياري از موارد پرتودهي تركيبات موجب شكستن پيوندها، بر اثر پس نشيني، و آلودگي با تركيبات نامطلوب مي شود، و حتي آگر ماده نشانداري توليد شده باشد، بهره توليد آن معمولاً پايين و موقعيت نشان قطعي نيست. روش معمولي تهيه تركيبات نشاندار مرحله به مرحله است  كه مي تواند طولاني باشد.

كاربردهاي غيرايزوتوپي، سطح وسيعي از استفاده هاي صنعتي را در بر       مي گيرد، مثلاً ضخامت سنجی، نشت یابی، واكنشهاي پرتودهي  تابشی، ميكروب زدايي، راديوگرافي گاما و بعضي از مسائل اختلال از اين نوع هستند. در بعضي از بررسي هاي انتقال جرم كه نمونه مورد پرتودهي قرار مي گيرد، مخلوطي از نوكلئيدها توليد مي شود، اهميتي ندارد، مشروط بر اينكه داراي خواص فيزيكي صحيحي باشد. براي بسياري از اهداف، امكان انتخاب در گام وسيعي از راديوايزوتوپ با نيمه عمر و انرژي مناسب وجود دارد، واكنش (n,g) با توجه به اينكه معمولاً داراي بهره توليد بالاتر از ساير فرايندها مي باشد،  مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. نيمه عمر طولاني توام با مشكلات دفع پسمان بوده، و براي نيمه عمر كوتاه، تجزيه بايد منظور گردد.

---

[1] . Diffusion