مقاله کامل کاربرد غیر نظامی فناوری هسته ای

کاربرد راديو ايزوتوپ ها ( عناصر راديواکتيو ) در پزشکي
در پزشکي کاربرد راديو ايزوتوپ ها ( اتم هاي يک عنصر را که عدد اتمي يکسان و عدد جرمي متفاوت دارند ، ايزوتوپ هاي آن عنصر مي نامند ــــ بارهاي مثبت که همان تعداد پروتون ها مي باشند را عدد اتمي و مجموع تعداد پروتون ها و نوترون هاي هسته يک اتم را عدد جرمي آن مي گويند ) در سه زمينه متمرکز است که عبارتند از تشخيص ، درمان و تحقيق
به عنوان مثال P ( با عدد جرمي 32 يک گسيلنده بتا با نيمه عمر 3/14 روز ) براي درمان يک نوع بيماري خوني ( Polycythema ) به کار مي رود . اين عنصر پس از تغذيه توسط بيـــمار ، در مغز استخوان جمع مي شود و توليد سلولهاي قرمز خون را کند مي کند و به اين ترتيب در درمان برخي بيماري هاي خوني موثر است.
PU ( با عدد جرمي 238 ) در ساخت تنظيم کننده قلب ( گام ساز Pacemaker ) در صنعت پزشکي کاربرد دارد. در يک قلب سالم انقباض قلب با يک پالس الکتروشيميايي شروع مي شود . انقباض از گره سينوس ( Sinus Node ) نزديک به قسمت فوقاني قلب شروع مي شود و به طرف پايين گسترش مي يابد. در بعضي اشخاص به دلايل مختلف ، قلب به طور همزمان با پالس گره سينوس نمي زند و به همين علت يک تنظيم کننده قلب يا گام ساز که در زير پوست کار گذارده مي شود ، قلب را تحريک مي کند.
براي درمان بعضي از سرطان ها AU ( با عدد جرمي 198 يک گسيلنده گاما با نيمه عمر 7 / 2 روز ) را به طور فيزيکي در داخل سلول هاي بيمار کار مي گذارند . اشعه گاما سلول ها را از بين مي برد و به تدريج فعاليت اين طلاي پرتوزا به يک سطح قابل چشم پوشي مي رسد.
کاربرد ردياب ها نيز در اکثر موارد بسيار حائز اهميـت است . مثلا مقدار کمـــــي از NaCl شامـــــل Na ( با عدد جرمي 24 و نيمه عمر 15 ساعت ) به داخل خون تزريق مي شود . با تعقيب انباشت پرتوزايي با يک شمارشگر گايگر ، گردش خون را مي توان زير نظر گرفت . اگر مانعي سر راه جريان وجود داشته باشد ، ممکن است اکتيويته شديدا در محل مانع کاهش يابد و به اين وسيله مي توان محل دقيق آن را تعيين کرد.
Tc ( با عدد جرمي 99 و عدد اتمي 43 يک گسيلنده بتا ) و Ga ( با عدد جرمي 67 و عدد اتمي 31 ) براي آشکار سازي بعضي از انواع غده هاي مغزي به کار رفته اند .عناصر پرتوزا بعضي از انواع غده ها را از نظر جذب ترجيح مي دهند و جذب آنها مي شوند . با رديابي اين جذب از خارج ، محل و نوع غده را اکثرا مي توان تشخيص داد.
رادیوداروها و چشمه های رادیواکتیو برای پزشکی هسته ای
سودمندترین رادیو ایزوتوپها در پزشکی هسته ای رادیوایزوتوپهای تابش کننده گاما می باشند ،زیرا پرتوهای تابش شده از این مواد در درون بدن را می توان از بیرون بدن به سادگی تشخیص داد.
اندازه های کاربردی مواد رادیواکتیو در روشهای تشخیص از دید جرم بسیار اندک است – نزدیک به میکروگرم – بگونه ایکه این مواد بر روند کارهای فیزیولوژیک بدن اثری ندارند.
رادیوایزوتوپها بیشتر به گونه ترکیبی ، وارد بدن می شوند. ترکیب های یاد شده مولکولهای نشاندار هستند. یک مولکول نشاندار مولکولی است که یک یا چند اتم آن رادیواکتیو باشد.
ترکیبات رادیواکتیو، داروهای رادیواکتیو یا رادیوداروها باید از استانداردهای ویژه خالص بودن شیمیایی و دارویی برخوردار باشد. بیشتر رادیوداروهای پزشکی هسته ای از شرکتهای بازرگانی دارویی که چگونگی ویژگیهای رادیوداروها را کنترل می کنند خریداری می شوند. تنها کاری که پزشک یا کاربر باید انجام دهد بکارگیری جدولی برای تعیین اندازه دگرگون شده این رادیوداروها از زمان آخرین اندازه گیری اکتیویته آنهاست.
برای نشاندار کردن مولکولها شماری از رادیوایزوتوپها بکار برده می شود. این رادیوایزوتوپها بیشتر تابش کننده های گاما و دارای ویژگیهای گوناگون فیزیکی هستند. نمونه این رادیوایزوتوپها رادیوایزوتوپهای 53I , 43Tc , 79Au , 15P , 31Ga و 000 می باشند که به راههای گوناگون تهیه می شوند.
البته باید یادآوری کرد که رادیوایزوتوپهای مناسبی از عنصرهای کلیدی هیدروژن و اکسیژن و کربن وجود ندارد، ولی امروزه با به کارگیری شتابنده هایی مانند سیکلوترون در بیمارستانهای پیشرفته ،برخی از سختی های کار از میان برداشته شده است. برای نمونه رادیوایزوتوپهایی را – در جایگاه مصرف – تولید می کنند که نیم عمر چند دقیقه ای دارند .نمونه این رادیوایزوتوپها Ga , Fe , F , O می باشد. O با نیم عمر دو دقیقه ای به سرعت جذب بدن می شود و در همین زمان کوتاه می توان بررسیهای دقیق فیزیولوژیک انجام داد. شماری از رادیوایزوتوپهای کاربردی در پزشکی از ژنراتورهایی بدست می آیند که درباره آنها بیشتر گفتگو خواهد شد.
رادیوایزوتوپهای مورد استفاده در کارهای تشخیصی باید تابش کننده گاما بوده – گاهی پوزیترون بکار می رود – و نیم عمر مناسب کارتشخیصی را داشته باشند.
از با ارزش ترین رادیوایزوتوپها در کار تشخیص ، Tc است که شمار فراوانی از ترکیب های شیمیایی کاربردی را با آن نشاندار می کنند. تکنسیم بصورت پرتکنتات سدیم ( NaTco12 ) برای نشاندار کردن بکار می رود. درتهیه این مولکولها در
آغاز پرتکنتات به یون Tc کاهش داده شده و سپس آنرا با ماده شیمیایی دلخواه بصورت کمپلکس در می آورند. ماده شیمیایی آْماده است و تنها باید پرتکنتات بگونه ای استریل و بدون پیروژن به آن افزوده شود و پس از چند دقیقه ترکیب برای کاربری آماده است. راندمان این فرایند شیمیایی به 90 درصد می رسد و باقیمانده ترکیب نشده به گونه ناخالصی درترکیب وجود خواهد داشت.
به علت تابش شدید پرتو در ترکیب ،ترکیب های یاد شده می توانند دی ناتوره شوند از این رو ترکیب بدست آمده باید در همان روز بکار برده شود و اگر اجبار در نگهداری آنها وجود داشته باشد، باید با افزودن نگهدارنده های مناسب در دمای پایین نگهداری شوند.
رادیوایزوتوپهای پرکابرد پزشکی بیشتر از ژنراتورها بدست می آیند. دو رادیوایزوتوپ بسیار پرکاربرد برای کارهای تشخیصی و درمانی رادیوایزوتوپهای Tc و I می باشند. نیم عمر 8 روزه I اجازه می دهد که آن را به جاهای دور دست انتقال دهند. این رادیو دارو در درمان سرطان تیروئید و همچنین کنترل پرکاری آن نقش اساسی دارد.
تکنیسم با نیم عمر 6 ساعته اجازه می دهد که بیشتر کارهای تشخیصی به آسانی انجام پذیرد.
رادیوایزوتوپ ها ( عناصر راديواکتيو ) در پزشکی
رادیو ایزوتوپ ها چیستند؟
بسیاری از عناصر شیمیایی دارای ایزوتوپ هستند. ایزوتوپ یک عنصر با خود عنصر دارای پروتون های برابری است (برابر با عدد اتمی) اما تفاوتشان در تعداد نوترون هاست. در یک اتم ، در حالت طبیعی، تعداد الکترون های خارجی برابر عدد اتمی است. این الکترون ها برای معادلات شیمیایی به کار می روند. جرم اتمی هم مجموع پروتون ها و نوترون هاست. 82 عنصر پایدار و 275 ایزوتوپ پایدار مربوط به این عناصر نیز وجود دارد.
وقتی ترکبی از نوترون ها و پروتون ها بوجود آید که در قبلا در طبیعت وجود نداشته اند ، این محصول مصنوعی خواهد بود و غیر پایدار است و به آن ایزوتوپ رادیو اکتیو یا رادیوایزوتوپ نامیده می شود. همچنین بسیاری از ایزوتوپ های طبیعی غیر پایدار، از واپاشی بسیار کهن اورانیوم و توریوم ناشی می شود. کلا حدود 1800 رادیو ایزوتوپ وجود دارد.
هم اکنون 200 رادیو ایزوتوپ در حال استفاده است که برخی از آنها باید به طور مصنوعی تولید شوند.
رادیو ایزوتوپ ها را می توان به روش های گوناگونی تولید کرد.البته غالبا بوسیلۀ گیر انداری نوترون در راکتور اکتیو می شوند. برخی نیز توسط سیکلوترون تولید می شوند که در این روش پروتون به هسته القا شده و هسته دارای پروتون اضافی می شود.
هسته های رادیو ایزوتوپ معمولا با انتشار ذرات آلفا یا (و) بتا به حالت پایدار می رسند. که می تواند با انتشار اشعه گاما همراه باشد. این فرایند واپاشی رادیو اکتیو نام دارد.
رادیو ایزوتوپ هایی که در پرتو پزشکی به کار می روند ، “رادیو دارو” نام دارند.
پزشکی هسته ای
یک شاخه از پزشکی است که از تشعشع برای تشخیص و درمان بیماری استفاده می کند. تیرویید، ریه، استخوان و قلب و بسیاری از دیگر اعضای بدن، براحتی قابل عکسبرداری هستند و بی نظمی در آنها قابل آشکارسازی است. پنج جایزۀ نوبل به کسانی داده شده که از مواد رادیواکتیو در عکسبرداری استفاده کرده اند.
در کشورهای پیشرفته (26% جمعیت جهان) فراوانی تشخیص بوسیلۀ پرتو پزشکی 1.9% در سال است. همچنین درمان بوسیلۀ رادیو ایزوتوپ ها حدود یک دهم این مقدار است. استفاده از رادیو دارو ها در حال افزایش به مقدار 10% در سال است.

فایل : 29 صفحه

فرمت : Word