İzotop
İzotop Atom numarası aynı, fakat atom ağırlıkları farklı olan elementlere verilen ad. Kimyasal özellikleri hemen hemen aynı olduğu için periyotlar cetvelinde aynı yerde bulunan, bu elementlere izotop elementler denir.Tarihçe: 1907’de H.N. Mc Coy ve W.H. Ross belirli radyoaktif bozunma ürünlerinin toryumda olduğu gibi aynı kimyevi özelliğe ve farklı atom ağırlığına sahib olduğunu keşfettiler. 1913’te bu elemente izotop adı F.Soddy tarafından verildi. Kararlı halde bulunan izotopların v
İzotop hakkında ansiklopedik bilgiİzotop Atom numarası aynı, fakat atom ağırlıkları farklı olan elementlere verilen ad. Kimyasal özellikleri hemen hemen aynı olduğu için periyotlar cetvelinde aynı yerde bulunan, bu elementlere izotop elementler denir.
Tarihçe: 1907’de H.N. Mc Coy ve W.H. Ross belirli radyoaktif bozunma ürünlerinin toryumda olduğu gibi aynı kimyevi özelliğe ve farklı atom ağırlığına sahib olduğunu keşfettiler. 1913’te bu elemente izotop adı F.Soddy tarafından verildi. Kararlı halde bulunan izotopların varlığını ilk önce 1913’te Thomson, pozitif neon iyonlarının manyetik alanlardaki sapmalarını ölçmek suretiyle keşfetti. Bu metodlaThomson birinin kütlesi 20, öbürünün kütlesi 22 olan iki neon iyonunun mevcut olduğunu gördü. Aston ve Dempster tarafından sürdürülen ve “kütle spektrometresi” temeline dayanan çalışmalar, birçok elementin aslında kütle sayıları farklı izotop karışımlarından meydana geldiğini gösterdi. Aynı senelerde Soddy veFajans’ın çalışmaları sonucu kimyevi yolla ayrılamayan elementlerin varlığı ortaya kondu. Bu elementler biribirinden radyoaktif devir ve atom ağırlıklarının farklı olmasıyla ayrılabilir. Bugün yaklaşık 1500 tane izotop bilinmektedir. Bunlardan 280 tanesi kararlı ve 25 tanesi radyoaktif olmak üzere tabiatta bulunur. Yaklaşık 1200 kadarı da sun’i olarak elde edilmiştir.
Kararlı izotoplar: Berilyum, sodyum, kobalt gibi bazı elementlerin sadece bir tane kararlı izotopları vardır. Diğer elementlerin kararlı izotoplarının sayısı iki ila on arasında değişir. Mesela klorun iki, kükürdün dört, kalsiyumun altı ve kalayın on tane kararlı izotopları vardır. Kalay en çok kararlı izotopa sahip elementtir.
Kütlesi küçük olan elementlerin çoğu bir veya iki kararlı izotoplara sahiptir. Bu izotopların her birinin çekirdeğindeki nötron sayısı, genellikle proton sayısı ile aynıdır. Ağır elementlerin çoğunun iki ila on arasında değişen kararlı izotopları vardır. Bu izotoplarda, çekirdeğin kararlılığı için nötronun protona oranının büyük olması gerekir. Mesela kalayın bir izotopunun çekirdeğinde 74 nötron ve 50 proton vardır. Nötron, proton oranı 1,5 tan fazla olan çekirdeklerde kararlılık, oran büyüdükçe azalır.
Radyoaktif izotoplar: Elementlerin her biri hiç olmazsa bir radyoaktif izotopa sahiptir. Mesela hidrojenin radyoaktif izotopu trityum olup, bunun yarılanma müddeti 12,5 yıldır. Kütle numarası büyük olan elementlerin 30 kadar radyoaktif izotopları olur.
Takribi 1200 kadar radyoaktif izotop vardır. Bunlar çekirdeklerin, çekirdek reaktörlerinde veya tanecik siklotronlarıyla bombardımanından elde edilir. Bunların nötron proton oranları kararlı izotopların oranlarından farklıdır. Bazı radyoaktif izotoplar tabii olarak meydana gelmiştir ki bunların bazılarının yarılanma süreleri milyon x milyon yıldır.
İzotopların ayrılması: Fiziksel veya kimyasal bir yolla bir izotopun başka bir izotopa göre miktarının arttırılması (karışımda nisbi artış sağlama) demektir. İzotopları ayrıştırma metodlarından biri gazların diffüzyonudur. Bir gaz karışımı pörözlü bir materyalden (sırsız porselenden, sıkıştırılmış grafitten vb.) geçirildiği zaman molekül ağırlığı hafif olan gaz önce diffüzlenir. Böylece geriye kalan gaz, ağır madde bakımından zengindir. Bu teknikle uranyum izotopları uranyum hekzaflorür bileşiği haline getirilir ki bunlar gaz bileşikleridir. Yukarıdaki işlemle reaktörlerde kullanılan uranyum 235 diğer izotoplarından ayrıştırılmış olur.
Diğer ayrıştırma metodları da şunlardır: Diferansiyel elektroliz, buharlaştırma, kimyasal yer değiştirme ve elektromagnetik ayrıştırma.
Kullanılışı: Ayrıştırılmış izotoplar veya zenginleştirilmiş karışımlar sanayide ve ilmi araştırmalarda yaygın olarak kullanılır. En çok kullanılan izotoplar; uranyum 235, kobalt 60, iyot 131, kurşun 208’dir. Uranyum 235 reaktörlerde enerji üretmek ve ilmi araştırmalar yapmak için, kobalt 60 X ışınları analizinde kullanılır.