Chemistry/생활 속 화학

핵화학 | 동위원소의 이용

곰뚱 2021. 3. 12.

핵 반응기에서 생성된 동위원소들을 이용하는 방법이 많이 개발되고 있다. 물건의 두께를 재는 계기(thickness gauge)가 개발되었는데, 이것은 측정될 재료에서 계수기에 도달하는 방사선량으로 그 물질의 두께를 측정하는 것이다. 윤활유의 효능은 방사성 동위원소가 섞인 금속으로 만든 엔진을 이용하여 측정한다. 엔진을 어느 일정시간 움직인 후 기름을 회수하여 그동안 축적된 방사성 입자들의 양을 시험한다.

식물체의 연대를 조사하기 위하여 방사성 탄소를 사용하고 있다. 또 ¹³₆C를 포함하고 있는 CO₂의 흡수를 추적함으로써 식물의 광합성에 관한 여러 가지 연구를 할 수 있으며, 이러한 방법으로 CO₆가 설탕이나 전분 또는 셀룰로오스로 전환되는 과정을 밝힐 수 있다.

728x90

방사성 동위원소는 의학적 연구, 치료, 진찰 등에 있어서도 그 용도가 많이 개발되었다. ⁶⁰₂₇Co로부터 나오는 방사선이나 β, γ 방출제들이 암 치료에 사용되고 있다. 또 동위원소는 갑상선의 진찰과 치료에 사용되고 있다.

동위원소들은 방사성 추적자(tracer)로 화학적 연구에 널리 사용되고 있다. 방사성 핵종들은 때때로 반응경로를 추적할 목적으로 반응계에 가해진다. 추적자로 사용되는 핵종은 실험하는 동안 검출할 수 있을 정도의 방사능을 나타내야 하므로 충분히 긴 수명을 가지지 않으면 안된다. 불행하게도 추적자 연구에 있어서 대단히 중요한 것으로 생각되는 산소와 질소의 두 핵종은 다같이 수명이 긴 방사성 동위원소를 갖고 있지 않다(¹⁵O의 반감기는 단지 2분이고 ¹³N은 10.1분이다). 방사화 분석법(radioactivation analysis)은 어떤 시료 원소에 불순물로 미량 존재하는 다른 원소를 정량하는데 쓰인다. 예를 들면 알루미늄 속에 존재하는 구리는 시료에 중성자를 쬐면 반감기가 12.8시간인 ⁶⁴Cu가 생성되어 그 양을 구할 수 있다.