同位素 《同位素》 《同位素》-简介

我们知道这个世界就是由原子构成的，原子一般是由质子、中子和电子构成的。其中质子和中子构成原子核，处于原子中心，电子绕原子核在一定能量轨道上旋转运行。具有相同质子数但中子数不同的原子我们称之为同位素，已发现的元素约110种。图中的三种就是氢的同位素，我们给他们分别命名称为氕，氘，氚，分别含0,1,2个中子，后两种也称为重氢，自然界含量很少，多用于核聚变技术。

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定义

概述

同位素列表

同位素的发现，使人们对原子结构的认识更深一步。这不仅使元素概念有了新的含义，而且使相对原子质量的基准也发生了重大的变革，再一次证明了决定元素化学性质的是质子数（核电荷数），而不是原子质量数。
已知同位素列表 质子数 1 2
中子数 氢氦3 4
0 氕 锂 铍 5 6
1 氘 3He 硼 碳 7
2 氚 4He 5Li 6Be 8C 氮 8
3 4H 5He 6Li 7Be 8B 9C 氧 9
4 5H 6He 7Li 8Be 9B 10C 11N 氟 10
5 6H 8Li 9Be 10B 11C 12N 13O 氖 11
6 7H 8He 9Li 10Be 11B 12C 13N 14O 钠 12
7 11Be 12B 13C 14N 15O 16F 17Ne 镁 13
8 11Li 12Be 13B 14C 15N 16O 17F 18Ne 19Na 20Mg 铝 14
9 14B 15C 16N 17O 18F 19Ne 20Na 21Mg 硅 15
10 14Be 15B 16C 17N 18O 19F 20Ne 21Na 22Mg 23Al 磷 16
11 17C 18N 19O 20F 21Ne 22Na 23Mg 24Al 25Si 硫 17
12 17B 18C 19N 20O 21F 22Ne 23Na 24Mg 25Al 26Si 27P 氯 18
13 19C 20N 21O 22F 23Ne 24Na 25Mg
26Al
27Si 28P 29S 氩 19
14 21N 22O 23F 24Ne 25Na 26Mg 27Al 28Si 29P 30S 31Cl 钾 20
15 23O 24F 25Ne 26Na 27Mg 28Al 29Si 30P 31S 32Cl 33Ar 钙
16 24O 25F 26Ne 27Na 28Mg 29Al 30Si 31P 32S 33Cl 34Ar 35K 21
17 27Ne 28Na 29Mg 30Al 31Si 32P33S34Cl 35Ar 36K 37Ca 钪 22
18 29Na 30Mg 31Al 32Si 33P 34S 35Cl 36Ar 37K 38Ca 钛 23
19 30Na 31Mg 32Al 33Si 34P 35S 36Cl 37Ar 38K 39Ca 40Sc 41Ti 钒 24
20 31Na 32Mg 33Al 34Si 35P 36S 37Cl 38Ar 39K 40Ca 41Sc 42Ti 铬 25
21 32Na 34Al 35Si 36P 37S 38Cl 39Ar 40K 41Ca 42Sc 43Ti 44V 45Cr 锰 26
22 33Na 36Si 37P 38S 39Cl 40Ar 41K 42Ca 43Sc 44Ti 46Cr 铁 27
23 38P 39S 40Cl 41Ar 42K 43Ca 44Sc 45Ti 46V 47Cr 49Fe 钴 28
24 39P 40S 41Cl 42Ar 43K 44Ca 45Sc 46Ti 47V 48Cr 49Mn 50Fe 镍 29
25 42Cl 43Ar 44K 45Ca
46Sc
47Ti 48V 49Cr 50Mn 51Fe 53Ni 铜 30
26 43Cl 44Ar 45K 46Ca 47Sc 48Ti 49V50Cr51Mn 52Fe 53Co 54Ni 锌 31
27 45Ar 46K 47Ca 48Sc 49Ti 50V 51Cr
52Mn
53Fe 54Co 55Ni 57Zn 镓 32
28 46Ar 47K 48Ca 49Sc 50Ti 51V 52Cr 53Mn 54Fe 55Co 56Ni 锗
29 48K 49Ca 50Sc 51Ti 52V 53Cr 54Mn 55Fe 56Co 57Ni 58Cu 61Ge
30 49K 50Ca 51Sc 52Ti 53V 54Cr 55Mn 56Fe 57Co 58Ni 59Cu 60Zn
31 50K 53Ti 54V 55Cr 56Mn 57Fe
58Co
59Ni 60Cu 61Zn 33
32 55V 56Cr 57Mn 58Fe 59Co 60Ni 61Cu 62Zn 63Ga 64Ge 砷 34
33 57Cr 58Mn 59Fe
60Co
61Ni 62Cu 63Zn 64Ga 65Ge 硒 35 36
34 59Mn 60Fe 61Co 62Ni 63Cu 64Zn 65Ga 66Ge 68Se 溴 氪 37
35 61Fe 62Co 63Ni 64Cu 65Zn 66Ga 67Ge 68As 69Se 铷
36 62Fe 63Co 64Ni 65Cu 66Zn 67Ga 68Ge 69As 70Se 72Kr 38
37 64Co 65Ni 66Cu 67Zn 68Ga 69Ge 70As 71Se 72Br 73Kr 74Rb 锶 39
38 66Ni 67Cu 68Zn 69Ga 70Ge 71As 72Se 73Br 74Kr 75Rb 钇 40
39 67Ni 68Cu 69Zn 70Ga
71Ge
72As 73Se 74Br 75Kr 76Rb 77Sr 锆
40 68Ni 69Cu 70Zn 71Ga 72Ge 73As 74Se 75Br 76Kr 77Rb 78Sr
41 70Cu 71Zn 72Ga 73Ge 74As 75Se 76Br 77Kr 78Rb 79Sr 81Zr 41
42 72Zn 73Ga 74Ge 75As 76Se
77Br
78Kr 79Rb 80Sr 81Y 82Zr 铌 42
43 73Zn 74Ga 75Ge 76As
77Se
78Br
79Kr
80Rb 81Sr 82Y 83Zr 84Nb 钼
44 74Zn 75Ga 76Ge 77As 78Se
79Br
80Kr 81Rb 82Sr 83Y 84Zr 43
45 75Zn 76Ga 77Ge 78As
79Se
80Br
81Kr
82Rb
83Sr
84Y 85Zr 86Nb 87Mo 锝
46 76Zn 77Ga 78Ge 79As 80Se 81Br 82Kr 83Rb 84Sr 85Y 86Zr 87Nb 88Mo 44
47 77Zn 78Ga 79Ge 80As 81Se
82Br
83Kr
84Rb
85Sr
86Y 87Zr 88Nb 89Mo 90Tc 钌 45
48 79Ga 80Ge 81As 82Se 83Br 84Kr 85Rb 86Sr
87Y
88Zr 89Nb 90Mo 91Tc 92Ru 铑 46
49 80Ga 81Ge 82As 83Se 84Br
85Kr
86Rb
87Sr
88Y
89Zr
90Nb 91Mo 92Tc 93Ru 钯 47 48
50 81Ga 82Ge 83As 84Se 85Br 86Kr 87Rb 88Sr
89Y
90Zr
91Nb
92Mo 93Tc 94Ru 95Rh 银 镉
51 82Ga 83Ge 84As 85Se 86Br 87Kr 88Rb 89Sr
90Y
91Zr
92Nb
93Mo
94Tc 95Ru 96Rh 97Pd
52 83Ga 84Ge 85As 86Se 87Br 88Kr 89Rb 90Sr
91Y
92Zr
93Nb
94Mo
95Tc
96Ru 97Rh 98Pd 99Ag 100Cd 49
53 86As 87Se 88Br 89Kr 90Rb 91Sr 92Y 93Zr
94Nb
95Mo
96Tc
97Ru 98Rh 99Pd 100Ag 101Cd 铟 50 51 52
54 87As 88Se 89Br 90Kr 91Rb 92Sr 93Y 94Zr
95Nb
96Mo
97Tc
98Ru
99Rh
100Pd 101Ag 102Cd 锡 锑 碲
55 89Se 90Br 91Kr 92Rb 93Sr 94Y 95Zr 96Nb 97Mo 98Tc 99Ru 100Rh 101Pd 102Ag 103Cd 104In 107Te
56 91Br 92Kr 93Rb 94Sr 95Y 96Zr 97Nb 98Mo
99Tc
100Ru
101Rh
102Pd 103Ag 104Cd 105In 108Te
57 91Se 92Br 93Kr 94Rb 95Sr 96Y 97Zr 98Nb 99Mo 100Tc 101Ru 102Rh 103Pd 104Ag 105Cd 106In 107Sn 109Te 53 54
58 94Kr 95Rb 96Sr 97Y 98Zr 99Nb 100Mo 101Tc 102Ru
103Rh
104Pd
105Ag
106Cd 107In 108Sn 碘 氙 55
59 95Kr 96Rb 97Sr 98Y 99Zr 100Nb 101Mo 102Tc 103Ru 104Rh 105Pd
106Ag
107Cd 108In 109Sn 110Sb 111Te 113Xe 铯
60 97Rb 98Sr 99Y 100Zr 101Nb 102Mo 103Tc 104Ru
105Rh
106Pd
107Ag
108Cd 109In 110Sn 111Sb 112Te 56
61 97Kr 98Rb 99Sr 100Y 101Zr 102Nb 103Mo 104Tc 105Ru 106Rh
107Pd
108Ag
109Cd 110In 111Sn 112Sb 113Te 115Xe 116Cs 钡
62 99Rb 102Zr 103Nb 104Mo 105Tc 106Ru 107Rh 108Pd
109Ag
110Cd
111In
112Sn 113Sb 114Te 115I 116Xe 117Cs
63 102Y 104Nb 105Mo 106Tc 107Ru 108Rh 109Pd
110Ag
111Cd
112In
113Sn
114Sb 115Te 116I 117Xe 118Cs 119Ba 57
64 105Nb 106Mo 107Tc 108Ru 109Rh 110Pd
111Ag
112Cd
113In
114Sn 115Sb 116Te 117I 118Xe 119Cs 镧
65 106Nb 107Mo 108Tc 109Ru 110Rh 111Pd 112Ag
113Cd
114In
115Sn 116Sb 117Te 118I 119Xe 120Cs 121Ba
66 108Mo 109Tc 110Ru 111Rh 112Pd 113Ag 114Cd
115In
116Sn 117Sb 118Te 119I 120Xe 121Cs 122Ba
67 110Tc 111Ru 112Rh 113Pd 114Ag
115Cd
116In
117Sn
118Sb
119Te
120I 121Xe 122Cs 123Ba 58
68 112Ru 113Rh 114Pd 115Ag 116Cd 117In 118Sn 119Sb 120Te 121I 122Xe 123Cs 124Ba 125La 铈
69 113Ru 114Rh 115Pd 116Ag 117Cd 118In
119Sn
120Sb
121Te
122I 123Xe 124Cs 125Ba 126La
70 116Pd 117Ag 118Cd 119In 120Sn 121Sb 122Te 123I 124Xe 125Cs 126Ba 127La 59
71 117Pd 118Ag 119Cd 120In
121Sn
122Sb
123Te
124I 125Xe 126Cs 127Ba 128La 129Ce 镨 60
72 118Pd 119Ag 120Cd 121In 122Sn 123Sb 124Te 125I 126Xe 127Cs 128Ba 129La 130Ce 钕
73 120Ag 121Cd 122In
123Sn
124Sb
125Te
126I
127Xe
128Cs 129Ba 130La 131Ce 132Pr 61 62 63
74 121Ag 122Cd 123In 124Sn 125Sb 126Te 127I 128Xe 129Cs 130Ba 131La 132Ce 133Pr 134Nd 钷 钐 铕
75 122Ag 124In
125Sn
126Sb
127Te
128I
129Xe
130Cs
131Ba
132La 133Ce 134Pr 135Nd 137Sm 64
76 123Ag 124Cd 125In 126Sn 127Sb 128Te 129I 130Xe 131Cs 132Ba 133La 134Ce 135Pr 136Nd 137Pm 138Sm 139Eu 钆
77 126In 127Sn 128Sb
129Te
130I
131Xe
132Cs
133Ba
134La 135Ce 136Pr 137Nd 138Pm 139Sm 140Eu 65
78 127In 128Sn 129Sb 130Te 131I 132Xe 133Cs 134Ba 135La 136Ce 137Pr 138Nd 139Pm 140Sm 141Eu 142Gd 铽 66
79 128In 129Sn 130Sb
131Te
132I 133Xe
134Cs
135Ba
136La 137Ce 138Pr 139Nd 140Pm 141Sm 142Eu 143Gd 镝 67 68 69
80 129In 130Sn 131Sb 132Te 133I 134Xe
135Cs
136Ba
137La 138Ce 139Pr 140Nd 141Pm 142Sm 143Eu 144Gd 钬 铒 铥 70
81 130In 131Sn 132Sb 133Te 134I 135Xe
136Cs
137Ba
138La
139Ce
140Pr 141Nd 142Pm 143Sm 144Eu 145Gd 146Tb 147Dy 镱 71
82 131In 132Sn 133Sb 134Te 135I 136Xe 137Cs 138Ba 139La 140Ce 141Pr 142Nd 143Pm 144Sm 145Eu 146Gd 147Tb 148Dy 150Er 151Tm 镥 72
83 132In 133Sn 134Sb 135Te 136I 137Xe 138Cs 139Ba 140La 141Ce 142Pr 143Nd 144Pm 145Sm 146Eu 147Gd 148Tb 149Dy 150Ho 151Er 铪
84 134Sn 135Sb 136Te 137I 138Xe 139Cs 140Ba 141La 142Ce 143Pr 144Nd 145Pm 146Sm 147Eu 148Gd 149Tb 150Dy 151Ho 152Er 153Tm 154Yb 155Lu
85 136Sb 137Te 138I 139Xe 140Cs 141Ba 142La 143Ce 144Pr 145Nd 146Pm 147Sm 148Eu 149Gd 150Tb 151Dy 152Ho 153Er 154Tm 155Yb 156Lu 157Hf 73 74
86 138Te 139I 140Xe 141Cs 142Ba 143La 144Ce 145Pr 146Nd 147Pm 148Sm 149Eu 150Gd 151Tb 152Dy 153Ho 154Er 155Tm 156Yb 158Hf 钽 钨
87 140I 141Xe 142Cs 143Ba 144La 145Ce 146Pr 147Nd
148Pm
149Sm
150Eu
151Gd 152Tb 153Dy 154Ho 155Er 156Tm 157Yb 159Hf
88 141I 142Xe 143Cs 144Ba 145La 146Ce 147Pr 148Nd 149Pm 150Sm 151Eu 152Gd 153Tb 154Dy 155Ho 156Er 157Tm 158Yb 160Hf 162W
89 142I 143Xe 144Cs 145Ba 146La 147Ce 148Pr 149Nd 150Pm 151Sm
152Eu
153Gd 154Tb 155Dy 156Ho 157Er 158Tm 161Hf 163W
90 144Xe 145Cs 146Ba 147La 148Ce 149Pr 150Nd 151Pm 152Sm 153Eu 154Gd 155Tb 156Dy 157Ho 158Er 159Tm 160Yb 161Lu 164W 75 76
91 145Xe 146Cs 148La 149Ce 150Pr 151Nd 152Pm 153Sm
154Eu
155Gd
156Tb
157Dy 158Ho 159Er 160Tm 161Yb 162Lu 165W Re Os 77
92 150Ce 151Pr 152Nd 153Pm 154Sm 155Eu 156Gd 157Tb 158Dy 159Ho 160Er 161Tm 162Yb 166W 铱 78
93 151Ce 154Pm 155Sm 156Eu 157Gd
158Tb
159Dy 160Ho 161Er 162Tm 163Yb 164Lu 166Ta 169Os 铂 79
94 154Nd 156Sm 157Eu 158Gd 159Tb 160Dy 161Ho 162Er 163Tm 164Yb 165Lu 166Hf 167Ta 170Os 171Ir 金 80
95 157Sm 158Eu 159Gd 160Tb 161Dy 162Ho 163Er 164Tm 165Yb 166Lu 167Hf 168Ta 170Re 171Os 172Ir 173Pt 汞
96 159Eu 160Gd 161Tb 162Dy
163Ho
164Er 165Tm 166Yb 167Lu 168Hf 169Ta 170W 172Os 171Ir 174Pt 175Au
97 160Eu 161Gd 162Tb 163Dy 164Ho 165Er 166Tm 167Yb 168Lu 169Hf 170Ta 171W 172Re 173Os 174Ir175pt176Au 177Hg
98 162Gd 163Tb 164Dy 165Ho 166Er 167Tm 168Yb
169Lu
170Hf 171Ta 172W 174Os 175Ir 176Pt 177Au 178Hg
99 164Tb 165Dy
166Ho
167Er
168Tm
169Yb
170Lu 171Hf 172Ta 173W 174Re 175Os 176Ir 177Pt 178Au 179Hg 81
100 166Dy 167Ho 168Er 169Tm 170Yb
171Lu
172Hf 173Ta 174W 175Re 176Os 177Ir 178Pt 179Au 180Hg Tb 82
101 167Dy 168Ho 169Er 170Tm 171Yb
172Lu
173Hf 174Ta 175W 176Re 177Os 178Ir 179Pt 181Hg Pb
102 169Ho 170Er 171Tm 172Yb 173Lu 174Hf 175Ta 176W 177Re 178Os 179Ir 180Pt 181Au 182Hg
103 170Ho 171Er 172Tm 173Yb 174Lu 175Hf 176Ta 177W 178Re 179Os 180Ir 181Pt 182Au 183Hg 184Tl 185Pb 83
104 172Er 173Tm 174Yb 175Lu 176Hf 177Ta 178W 179Re 180Os 181Ir 182Pt 183Au 184Hg 185Tl 186Pb 铋
105 173Er 174Tm
175Yb
176Lu
177Hf
178Ta 179W 180Re 181Os 182Ir 183Pt 184Au 185Hg 186Tl 187Pb 84
106 175Tm
176Yb
177Lu
178Hf
179Ta 180W 181Re 182Os 183Ir 184Pt 185Au 186Hg 187Tl 188Pb 189Bi Po 85
107 176Tm 177Yb 178Lu
179Hf
180Ta
181W
182Re
183Os 184Ir 185Pt 186Au 187Hg 188Tl 189Pb 190Bi At
108 178Yb 179Lu
180Hf
181Ta 182W 183Re 184Os 185Ir 186Pt 187Au 188Hg 189Tl 190Pb 191Bi
109 180Lu 181Hf
182Ta
183W
184Re
185Os 186Ir 187Pt 188Au 189Hg 190Tl 191Pb 192Bi 193Po 194At
110
182Hf
183Ta 184W 185Re 186Os 187Ir 188Pt 189Au 190Hg 191Tl 192Pb 193Bi 194Po 195At 86
111 183Hf 184Ta
185W
186Re
187Os 188Ir 189Pt 190Au 191Hg 192Tl 193Pb 194Bi 195Po 196At Rn
112 184Hf 185Ta 186W 187Re 188Os 189Ir 190Pt 191Au 192Hg 193Tl 194Pb 195Bi 196Po 197At 87
113 185Hf 186Ta 187W 188Re
189Os
190Ir
191Pt 192Au 193Hg 194Tl 195Pb 196Bi 197Po 198At Fr
114188w189Re
190Os
191Ir
192Pt 193Au 194Hg 195Tl 196Pb 197Bi 198Po 199At 200Rn 88
115 189W 190Re 191Os
192Ir
193Pt
194Au
195Hg
196Tl 197Pb 198Bi 199Po 200At 201Rn Ra
116 190W 191Re
192Os
193Ir
194Pt
195Au
196Hg 197Tl 198Pb 199Bi 200Po 201At 202Rn 203Fr 89
117 192Re 193Os 194Ir
195Pt
196Au
197Hg
198Tl 199Pb 200Bi 201Po 202At 203Rn 204Fr Ac
118 194Os 195Ir 196Pt
197Au
198Hg
199Tl 200Pb 201Bi 202Po 203At 204Rn 205Fr 206Ra
119 195Os 196Ir 197Pt 198Au 199Hg 200Tl 201Pb 202Bi 203Po 204At 205Rn 206Fr 207Ra 90
120 196Os 197Ir 198Pt 199Au 200Hg 201Tl
202Pb
203Bi 204Po 205At 206Rn 207Fr 208Ra 209Ac Db
121 198Ir 199Pt 200Au 201Hg 202Tl
203Pb
204Bi 205Po 206At 207Rn 208Fr 209Ra 210Ac 91
122 200Pt 201Au 202Hg 203Tl
204Pb
205Bi 206Po 207At 208Rn 209Fr 210Ra 211Ac Pu
123 201Pt 202Au 203Hg 204Tl 205Pb 206Bi 207Po 208At 209Rn 210Fr 211Ra 212Ac 213Th
124 203Au 204Hg 205Tl 206Pb 207Bi 208Po 209At 210Rn 211Fr 212Ra 213Ac 214Th
125 204Au 205Hg 206Tl
207Pb
208Bi 209Po 210At 211Rn 212Fr 213Ra 214Ac 215Th 216Pa
126 206Hg 207Tl 208Pb 209Bi 210Po 211At 212Rn 213Fr 214Ra 215Ac 216Th
127 208Tl 209Pb
210Bi
211Po 212At 213Rn 214Fr 215Ra 216Ac 217Th
128 209Tl 210Pb 211Bi 212Po 213At 214Rn 215Fr 216Ra 217Ac 218Th
129 210Tl 211Pb 212Bi 213Po 214At 215Rn 216Fr 217Ra 218Ac 219Th
130 212Pb 213Bi 214Po 215At 216Rn 217Fr 218Ra 219Ac 220Th
131 213Pb 214Bi 215Po 216At 217Rn 218Fr 219Ra 220Ac 221Th 222Pa 92
132 214Pb 215Bi 216Po 217At 218Rn 219Fr 220Ra 221Ac 222Th 223Pa U 93
133 217Po 218At 219Rn 220Fr 221Ra 222Ac 223Th 224Pa Np 94
134 218Po 219At 220Rn 221Fr 222Ra 223Ac 224Th 225Pa 226U Pu 95
135 221Rn 222Fr 223Ra 224Ac 225Th 226Pa 227U 228Np Am
136 222Rn 223Fr 224Ra 225Ac 226Th 227Pa 228U 229Np 96
137 223Rn 224Fr 225Ra 226Ac 227Th 228Pa 229U 230Np 232Am Cm
138 224Rn 225Fr 226Ra 227Ac 228Th 229Pa 230U 231Np 232Pu
139 225Rn 226Fr 227Ra 228Ac 229Th 230Pa 231U 232Np 233Pu 234Am 97 98 99 100
140 226Rn 227Fr 228Ra 229Ac 230Th 231Pa 232U 233Np 234Pu 235Am 236Cm Bk Cf Es Fm
141 228Fr 229Ra 230Ac 231Th 232Pa 233U 234Np 235Pu 236Am 237Cm
142 229Fr 230Ra 231Ac 232Th 233Pa 234U 235Np 236Pu 237Am 238Cm 239Bk 240Cf 241Es 242Fm
143 232Ac 233Th 234Pa
235U
236Np
237Pu 238Am 239Cm 240Bk 241Cf 242Es 243Fm
144 234Th 235Pa 236U 237Np 238Pu 239Am 240Cm 241Bk 242Cf 243Es 244Fm 101
145 235Th 236Pa 237U 238Np 239Pu 240Am 241Cm 242Bk 243Cf 244Es 245Fm Md 102
146 236Th 237Pa 238U 239Np 240Pu 241Am 242Cm 243Bk 244Cf 245Es 246Fm No 103 104
147 238Pa 239U 240Np 241Pu
242Am
243Cm 244Bk 245Cf 246Es 247Fm 248Md Lr Rf 105
148 240U 241Np 242Pu 243Am 244Cm 245Bk 246Cf 247Es 248Fm 249Md 250No Db
149 243Pu 244Am 245Cm 246Bk 247Cf 248Es 249Fm 250Md 251No 252Lr 253Rf 106
150 244Pu 245Am 246Cm 247Bk 248Cf 249Es 250Fm 251Md 252No 253Lr 254Rf 255Db Sg 107
151 245Pu 246Am 247Cm
248Bk
249Cf 250Es 251Fm 252Md 253No 254Lr 255Rf 256Db Bh
152 246Pu 247Am 248Cm 249Bk 250Cf 251Es 252Fm 253Md 254No 255Lr 256Rf 257Db 258Sg 108
153 249Cm 250Bk 251Cf 252Es 253Fm 254Md 255No 256Lr 257Rf 258Db 259Sg 260Bh Hs 109
154 250Cm 251Bk 252Cf 253Es 254Fm 255Md 256No 257Lr 258Rf 259Db 260Sg 261Bh Mt 110
155 251Cm 252Bk 253Cf
254Es
255Fm 256Md 257No 258Lr 259Rf 260Db 261Sg 262Bh 263Hs Ds 111 112 113 114 115 116 117 118
156 253Bk 254Cf 255Es 256Fm 257Md 258No 259Lr 260Rf 261Db 262Sg 263Bh 264Hs 265Mt Rg UubuutuuquupUuhuusUuo
157 254Bk 255Cf 256Es 257Fm 258Md 259No 260Lr 261Rf 262Db 263Sg 264Bh 265Hs 266Mt 267Ds
158 256Cf 257Es 258Fm 259Md 260No 261Lr 262Rf 263Db 264Sg 265Bh 266Hs 267Mt 268Ds
159 259Fm 260Md 261No 262Lr 263Rf 264Db 265Sg 266Bh 267Hs 268Mt 269Ds
160 262No 263Lr 264Rf 265Db 266Sg 267Bh 268Hs 269Mt 270Ds
161 269Hs 270Mt 271Ds 272Rg
162 271Mt 272Ds
163
164
165 277Uub 278Uut
166
167
168 279Rg
169 280Rg
170
171 284Uut
172
173 285Uub 288Uup
174
175 289Uuq
176 292Uuh
177
178
179
180

同位素和其他核技术的开发应用

放射性同位素

1.为什么同位素具有放射性
如果两个原子质子数目相同，但中子数目不同，则他们仍有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素，所以两者就叫同位素。有放射性的同位素称为“放射性同位素”,没有放射性的则称为“稳定同位素”，并不是所有同位素都具有放射性。
自19世纪末发现了放射性以后，到20世纪初，人们发现的放射性元素已有30多种，而且证明，有些放射性元素虽然放射性显著不同，但化学性质却完全一样。
1910年英国化学家F.索迪提出了一个假说，化学元素存在着相对原子质量和放射性不同而其他物理化学性质相同的变种，这些变种应处于周期表的同一位置上，称做同位素。
不久，就从不同放射性元素得到一种铅的相对原子质量是206.08，另一种则是208。1897年英国物理学家W.汤姆逊发现了电子，1912年他改进了测电子的仪器，利用磁场作用，制成了一种磁分离器（质谱仪的前身）。当他用氖气进行测定时，无论氖怎样提纯，在屏上得到的却是两条抛物线，一条代表质量为20的氖，另一条则代表质量为22的氖。这就是第一次发现的稳定同位素，即无放射性的同位素。当F.W. 阿斯顿制成第一台质谱仪后，进一步证明，氖确实具有原子质量不同的两种同位素，并从其他70多种元素中发现了200多种同位素。到目前为止，己发现的元素有109种，只有20种元素未发现稳定的同位素，但所有的元素都有放射性同位素。大多数的天然元素都是由几种同位素组成的混合物，稳定同位素约300多种，而放射性同位素竟达1500种以上。
1932年提出原子核的中子一质子理论以后，才进一步弄清，同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子。由于质子数相同，所以它们的核电荷和核外电子数都是相同的（质子数=核电荷数=核外电子数），并具有相同电子层结构。因此，同位素的化学性质是相同的，但由于它们的中子数不同，这就造成了各原子质量会有所不同，涉及原子核的某些物理性质（如放射性等），也有所不同。一般来说，质子数为偶数的元素，可有较多的稳定同位素，而且通常不少于3个，而质子数为奇数的元素，一般只有一个稳定核素，其稳定同位素从不会多于两个，这是由核子的结合能所决定的。
同位素的发现，使人们对原子结构的认识更深一步。这不仅使元素概念有了新的含义，而且使相对原子质量的基准也发生了重大的变革，再一次证明了决定元素化学性质的是质子数（核电荷数），而不是原子质量数。
2.放射性同位素的特点
放射性同位素（radioisotope）是不稳定的，它会“变”。放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“核衰变”。放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α射线、β射线、γ射线和电子俘获等，但是放射性同位素在进行核衰变的时候并不一定能同时放射出这几种射线。核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处 状态的影响，只和时间有关。放射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰期”来表示。半衰期（half-life）即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始 值一半时所需要的时间。如P(磷)－32的半衰期是14.3天，就是说，假使原来有100万个P(磷)－32 原子，经过14.3天后，只剩下50万个了。半衰期越长，说明衰变得越慢，半衰期越短，说明衰变得越快。半衰期是放射性同位素的一特征常数，不同的放射性 同位素有不同的半衰期，衰变的时候放射出射线的种类和数量也不同。
3.放射性强度及其度量单位
放射性同位素原子数目的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按几何级数减少，用公式表示为： N＝N0e- λt这里，N为经过t时间衰变后，剩下的放射性原子数目，Ｎ0为初始的放射性原子数目，λ为衰变常数，是与该种放射性同位素性质有关的常数，λ=y(t) ＝e-0.693t/τ，其中τ指半衰期。放射性同位素不断地衰变，它在单位时间内发生衰变的原子数目叫做放射性强度（radioactivity），放 射性强度的常用单位是居里（curie），表示在1秒钟内发生3.7×1010次核衰变，符号Ci。 1Ci=3.7×1010dps=2.22×1012dpm 1mCi=3.7×107dps=2.22×109dpm 1μCi=3.7×104dps=2.22×106dpm 1977年国际放射防护委员会（ICRP）发表的第26号出版物中，根据国际辐射单位 与测量委员会（ICRU）的建议，对放射性强度等计算单位采用了国际单位制（SI）， 我国于1986年正式执行。在SI中，放射性强度单位用贝柯勒尔（becquerel）表示，简称贝可，为1秒钟内发生一次核衰变，符号为Bq。1Bq=1dps=2.703×10-11Ci该单位在实 际应用中减少了换算步骤，方便了使用。
4.射线与物质的相互作用
放射性同位素放射出的射线碰到各种物质的时候，会产生各种效应，它包括射线对物质的作用和物质对射线的作用两个相互联系的方面。例如，射线能够使照相底片 和核子乳胶感光；使一些物质产生荧光；可穿透一定厚度的物质，在穿透物质的过程 中，能被物质吸收一部分，或者是散射一部分，还可能使一些物质的分子发生电离； 另外，当射线辐照到人、动物和植物体时，会使生物体发生生理变化。射线与物质的 相互作用，对核射线来说，它是一种能量传递和能量损耗过程，对受照射物质来说， 它是一种对外来能量的物理性反应和吸收过程。
各种射线由于其本身的性质不同，与物质的相互作用各有特点。这种特点还常与物质的密度和原子序数有关。α射线通过物质时，主要是通过电离和激发把它的辐射 能量转移给物质，其射程很短，一个1兆电子伏（1MeV）的α射线，在空气中的射程 约1.0<厘米，在铅金属中只有23微米（μm），一张普通纸就能将α射线完全挡住，但α射线的能量能被组织和器官全部吸收。β射线也能引起物质电 离和激发，与α射线 的能量相同的β射线，在同一物质中的射程比α要长得多，如>1MeVrβ射线，在空气 中的射程是10米，高能量快速运动的β粒子，如磷－，能量为1.71MeV遇到物质，特别是突然被原子序数高的物质（如铅，原子序数为82）阻止后，运动 方向会发生改变，产生轫致辐射。轫致辐射是一种连续的电磁辐射，它发生的几率与β射线的能量 和物质的原子序数成正比，因此在防护上采用低密度材料，以减少轫致辐射。β射线能被不太厚的铝层等吸收。γ射线的穿透力最强，射程最大，1MeV的r射线 在空气中的射程约有米之远，r射线作用于物质可产生光电效应、康普顿效应和电子对效应，它不会被物质完全吸收，只会随着物质厚度的增加而逐渐减弱。
二、放射性同位素的主要作用（应用）
主要方面：
1.射线照相技术，可以把物体内部的情况显示在照片上。
2.测定技术方面的应用，古生物年龄的测定，对生产过程中的材料厚度进行监视和控制等。
3.用放射性同位素作为示踪剂。
4.用放射性同位素的能量，作为航天器、人造心脏能源等。
5.利用放射性同位素的杀伤力，转恶为善，治疗癌症、灭菌消毒以及进行催化反应等。
放射性同位素的应用
放射性同位素的应用是沿着以下两个方向展开的．
1.利用它的射线
放射性同位素也能放出α射线、β射线和r射线．α射线由于贯穿本领强，可以用来检查金属内部有没有沙眼或裂纹，所用的设备叫α射线探伤仪．α射线 的电离作用很强，可以用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电．生物体内的DNA(脱氧核糖核酸)承载着物种的遗传密码，但是DNA在射线作用下可能 发生突变，所以通过射线照射可以使种子发生变异，培养出新的优良品种．射线辐射还能抑制农作物害虫的生长，甚至直接消灭害虫．人体内的癌细胞比正常细胞对 射线更敏感，因此用射线照射可以治疗恶性肿瘤，这就是医生们说的“放疗”．
和天然放射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状，特别是，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射性废料容易处理．由于这些优点，在生产和科研中凡是用到射线时，用的都是人造放射性同位素，不用天然放射性物质．
2.作为示踪原子
一种放射性同位素的原子核跟这种元素其他同位素的原子核具有相同数量的质子(只是中子的数量不同)，因此核外电子的数量也相同,由此可知，一种元 素的各种同位素都有相同的化学性质．这样，我们就可以用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有 化学反应，却带有“放射性标记”，用仪器可以探测出来．这种原子叫做示踪原子．
棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上也能吸收．但是，什么时候的吸收率最高、磷能在作物体内存留多长时间、磷在作物体内 的分布情况等，用通常的方法很难研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．
人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚集在甲状腺内．给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病．
近年来，有关生物大分子的结构及其功能的研究，几乎都要借助于放射性同位素．
三、放射性同位素的应用-同位素示踪法
同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者 是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了 人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。
一、同位素示踪法基本原理和特点
同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的， 只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利 用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利 用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer）， 但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易 行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：
1.灵敏度高
放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。
2.方法简便
放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在 体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验 中得到越来越广泛的应用。
3.定位定量准确
放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变,与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。
4.符合生理条件
在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正 常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。 放射性同位素示踪法的优点如上所述，但也存在一些缺陷，如从事放射性同位素工 作的人员要受一定的专门训练，要具备相应的安全防护措施和条件，在目前个别元素（如氧、氮等）还没有合适的放射性同位素等等。在作示踪实验时，还必须注意 到示踪剂的同位素效应和放射效应问题。所谓同位素效应是指放射性同位素（或是稳定性同位素）与相应的普通元素之间存在着化学性质上的微小差异所引起的个别 性质上的明显区别，对于轻元素而言，同位素效应比较严重。因为同位素之间的质量判别是倍增的，如3H质量是1H的三倍，2H是1H的两倍，当用氚水 （3H2O）作示踪剂时，它在普通H2O中的含量不能过大，否则会使水的物理常数、对细胞膜的渗透及细胞质粘性等都会发生改变。但在一般的示踪实验中，由 同位素效应引起的误差，常在实验误差内，可忽略不计。放射性同位素释放的射线利于追踪测量，但射线对生物体的作用达到一定剂量时，会改变机体的生理状态， 这就是放射性同位素的辐射效应，因此放射性同位素的用量应小于安全剂量，严格控制在生物机体所能允许的范围之内，以免实验对象受辐射损伤，而得错误的结果。
示踪实验的设计原则
设计一个放射性同位素的示踪实验应从实验的目的性，实验所具备的条件和对放射性的防护水平三方面着手考虑。原则上必须从两个主要方面来设计放 射性示踪实验：一是必须寻求有效的、可重复的测定放射性强度的条件，二是必须选择一个合适的比活度λqδ（单位是原子／时间／分子，dpm／mol或 ci／mol）。其中，λ＝-dＮ’dt／Ｎ’为该处放射性原子核的衰变常数。q＝Ｎ ’／n’，表示n’个该化学形式分子为Ｎ’个放射性原子所标记。δ ＝n’／n表示放射性标记的分子数n’与总分子数（标记的加未标记的）n之比。采用放射性同位素示踪技术来实现所研究课题预期目的全部或一部分，一般须经 过实验准备阶段，实验阶段和放射性废物处理三个步骤。
（一）实验准备阶段
1.示踪剂的选择
选定放射性示踪剂的比活度λqδ的值必须足够大，以保证实验所需要的灵敏度，而又要尽可能地小，使得在该实验条件下辐射自分解可忽略。一般情 形是根据实验目的和实验周期长短，来选择具有合适的衰变方式，辐射类型和半衰期，且放射毒性低的放射性同位素。至今已确定的放射性核素包括天然的58种和 人工制造的约1300种，其中大多数不常能用作放射性示踪剂。主要原因是制备困难、半衰期不合适及放射性不足以定量。在任何一种生产方法中，生产步骤很可 能包含或多或少的化学处理，因而示踪实验人员需要了解某个核素及其周围的那些元素的化学性质，因为它们有可能成为此放射性同位素的杂质。
放射性同位素都衰变（经过或不经过中间状态）到处于基态的子体核素，衰变时伴随各种形式的能量辐射，如α、β-、β+、γ、X放射等。在选 择示踪剂时，示踪实验人员要仔细研究衰变纲图，根据实验条件和计数条件来决定那一种辐射，在衰变纲变内，代表核能级的两条水平线之间和距离表示能量差，↑ 或↓表示能级同伴随原子序数增或减少的能量，↓表示从激发态至基态的同质异能跃迁。一般要选择最适宜的半衰期τ的放射性同位素，使τ足够长，从而使衰变校 正有意义或干脆不必作衰变校正，同时又要足够短，能较安全地进行示踪实验，并使得放射性废物容易处理，在实际工作中，使用的放射性同位素的半衰期应该与实 验需要持续的时间t相适应，如对于某个实验，t／τ＝0.04时，应所选放射性同位素的衰变校正为3.5％；而t／τ＝0.10时，应选放射性同位素的衰变校正为6.6％。t／τ＝0.15时，应选用其衰变校正为10％。
在体外示踪条件，一般选用半衰期较长而射线强度适中，既利于探测，又易于防护和保存的放射性示踪剂。体内示踪条件下，若实验周期短，应选用 半衰期短，且能放出一定强度r射线物放射性同位素，若实验周期长，如需要将动物活杀后对组织脏器分别测定的，则应选用半衰期较长放射性同位素。此外，根据 实验目的来选用定位的或不定位的标记示踪剂，例如研究氨基酸的脱羧反应，14Ｃ应标记在羧基上，只有这种定位标记的氨基酸，才能在脱羧后产生14CO2。 而有些实验不要求特定位置标记，只须均匀标记即可。
选择放射性示踪剂还必须同时满足高化学纯度，高放射性核纯度的要求。在示踪剂制备期间、贮存期间以用试验体系中所使用的溶剂、化学试剂、酶 等可能会产生化学杂质、放射化学杂质及辐射自分解引起的放射性杂质，这些杂质的存在，使得示踪实验中使用的示踪剂不“纯”，而或多或少影响实验的结果，甚 至会导致错误结论。氚标记的胸腺嘧啶核苷（3H－TdR）和尿嘧啶核苷（3H－UR）是两种常用的示踪剂，前者有效地结合到DNA中，后者则掺入到 RNA中，它们的辐射分解速度随比较放射性的增高及保存时间的延长而增加，在不同温度和不同溶液中的稳定性也不同。经保存八年的3H-TdR约有35％辐 射分解为3H－胸腺嘧啶，并导致二醇和水合物的形式，在实验中这杂质会很快掺入细胞并与大分子（很可能是蛋白质）结合，而不是与DNA和RNA相结合，这 些杂质用DNA酶和RNA酶处理细胞都不除去。3H－TdR和3H－UR贮存在-20℃的冷冻溶液中辐射分离速度要比+2℃增加3－4倍，但低温度（- 140℃）对贮存也有利，在允许对示踪实验人员在选择保存放射性示踪剂时会有所启发。
2.放射性同位素测量方法的选择
测量方法的选择取决于射线种类，对于α射线通常可用硫化锌晶体、电离室、核乳胶等方法探测；对能量高的β射线可用云母窗计数管、塑料闪烁晶体 及核乳胶测定，对于能量低的β射线可用液体闪烁计数器测量：对于γ射线则用G-M计数管，碘化钠（铊）闪烁晶体探测。目前大多数实验室主要采用晶体闪烁计数法和液体闪烁计数法两种测量方式。
同一台探测仪器对不同量的示踪剂具有不同的最佳工作条件，在实验准备阶段要检查探测器是否已调有所用示踪同位素的工作条件，否则需要用一定量的示踪剂作为放射源（或选用该同位素的标准源），把探测器的最佳工作条件调整好，并且要保证探测器性能处于稳定可靠的状态。
探测最佳工作条件的选择方法：一种是测“坪曲线”，另一种是找最好的品质因素。对于光电倍增管，在理论上不存在“坪”（plateau）。但随着高压的增 加，在一定范围内，脉冲数变化较小，形成一段坡度较小的电压脉冲曲线，通常也称其为坪。测坪曲线的方法：固定放射源，根据其射线能量的大小，初选 一个广 大器增益（放大倍数）和甄别器阈值。不断地改变高压（由低到高，均匀增加伏度），每改变一次高压，都测定一次本底和放射源的计数率，最后作出高压本底计数 率和高压放射源计数曲线。用同样的方法，作另一个甄别阈值（放大倍数不变）下的高压计数率曲线，这样反复多作几条曲线。必要时，还可固定甄别阈值，改变放 大倍数，求出高压计数率曲线。应选择“坪”比较平坦的曲线工作条件：甄别阈值和放大增益，作为正式测定时间的仪器工作条件，高压值应选择在该“坪”中点偏 向起始段一边相应的高压值。品质因素，又称为优值，是指在一定条件下，要达到合适的统计数目所需要的时间是仪器的计数效率E和本底计数Nb的函数： 品质 因素F=E2／Nb它是衡量一台计数器性能的指标，仪器的品质因素F应该越大越好，品质因素F越大，表示测量效率E越高而本底Nb越小。如果某放射性示踪 的标准源存在来源困难等问题的话，可以用相对品质因素f来代替。 相品质因素f=ns／nb 式中ns指某种放射性样品的计数率。找最好品质因素的方法与 测坪曲线一样，作出几条高压－F（或f）的关系曲线，在几条曲线中选择峰值最高的曲线。这根曲线的峰值所对应的条件：高压，甄别阈，放大倍数等，就是该仪 器对被测同位素的最佳工作条件。最佳品质因素不一定恰好落在“坪”上，有的在“坪”附近，有的却在“坪”的下端。着眼于把同位素的整个能谱峰都计下来的示 踪实验者主张取“坪”所对应的工作条件，而着眼于优值者，主张取最佳品质因素所对应的工作条件，也有人折衷。如果某仪器本底很低，光电倍增管噪音很低和能 谱分辩高，二者应该相差不大。同一台仪器的最佳工作条件，随仪器的使用期延长而有所改变，不同的放射性同位素，其最佳工作条件不同。因此核探测仪器的最佳 工作条件具有专属性，并且要经常通过选择其不同时期的最佳工作条件。更不能不问被测同位素的种类，而千篇一律地使用同一个工作条件。
为了达到准确地计数，可以长时间一次计数，或短时间多次测量，两者达到的标准误基本相同，为避免外界因素的影响，在实际工作中，取短时间多 次测量较为合理适用。在测量样品的放射性时，本底是一个重要影响因素。本底高，则标准误和标准误差都增大，尤其在样品计数较低时，本底对标准误和标准误差 的影响就愈大，从而影响实验结果的精度，而且为了达到一定的精度，势别要增加样品的测量时间。根据核衰变的统计规律，在实验中如果样品数量少，选择tN= 1.4tb的比例（式中tN为样品放射性测量时间，tb为本底测量时间）较为合理；如果样品数量较多是一大批样品，则延长本底测量时间tb，取tb的时间 均值，而tN则可相对短，这样可节省时间，有利于缩短实验周期。对于示踪实验设计来说，样品中所含放射性强度的要求，是使其放射性计数率大于或等于本底计 数的10－20倍。
3.进行非放射性的模拟实验，把实验全过程预演一遍
同位素示踪实验要求准确、仔细，稍有疏忽或考虑不周就匆忙进行正式实验，既容易导致实验失败，又会造成示踪剂和其它实验用品的浪费，还会增加 放射性废物，增加实验室本底水平，使实验者接受不必要的辐射剂量，所以模拟实验不仅可以检查正式实验中所用器材，药品是否合格，又可以操作人员进行训练， 以保证正式实验能顺利进行。
（二）正式实验阶段
1.选择放射性同位素的剂量
同位素必须能经得起稀释，使其最后样品的放射性不能低于本底，一般来说放射性同位素在生物体内不是完全均匀地被稀释，可能在某些器官、组织、细胞、某些分子中有选择性地蓄积，蓄积的部分放射性就会很强，在这种情况下，应以相关部位对示踪剂的蓄积率来考虑示踪剂用量。在细胞培养，切片保温，酶反 应等示踪实验中，应依据实验目的、反应时间及反应体积的不同来考虑示踪剂的用量，通常小于一个微居里或几个微居里。 由于放射性同位素存在辐射效应，应该 根据使用的放射性核素的种类，将用量控制在最大允许剂量之内（maximunpermissibledose），以免因剂量过大所造成的辐射效应，给 实验带来较大的误差。
2.选择示踪剂给入途径
整体示踪实验时，应根据实验目的，选择易吸收、易操作的给入途径，一般给予的数量体积小，要求给予的剂量准确，防止可能的损失和不必要的污染。体外示踪实验时，应根据实验设计的实验步骤的某个环节加入一定剂量的示踪到反应系统中去，力求操作准确，仔细。
3.放射性生物样品的制备
根据实验目的和示踪剂的标记放射性同位素的性质制备放射性生物样品，其中放射性同位素的性质是生物样品制备形式的主要依据。若是释放r射线的 示踪剂，则样品制备比较容易，只要定量地取出被测物放入井型NaI（TL）晶体内就能测定；若是释放出硬β射线的示踪剂，须将生物样品制成厚度较薄的液 体，或将液体铺样后烘干，也可灰化后铺样，放入塑料晶体闪烁仪内测定，或用钟罩型盖一革计数管探测；若标记同位素仅释放软β射线，那么样品应制成液体闪烁 样品（详见放射性测量”一章），在液体闪烁计数器内测量。不论采用何种测量方法，都应该对样品作定量采集。对某些放射性分散的样品，应当作适当浓集，如测 定组织内蛋白质的放射性，应对蛋白质作提取处理然后制备成相应的测量样品。有些样品需采用灰化法，但灰化法对易挥发的同位素或易挥发的组织样品不合适。
4.放射性样品的测量
测量方法分为绝对测量和相对测量。绝对测量是对样品的实有放射性强度作测量，求出样品中标记同位素的实际衰变率，在作绝对测量时，要纠正一些 因素对测量结果的影响，这些因素包括仪器探头对于放射源的相对立体角、射线被探头接收后被计数的几率、反散射、 放射源的自吸收影响等等。而相对测量只是 在某个固定的探测仪器上作放射性强度的相对测量，不追求它的实际衰变率。在一般的示踪实验中，大多采用相对测量的方法，比较样品间的差异。在相对测量时， 要注意保持样品与探测器之间的几何位置固定。几何条件的影响是放射性测量中最重要的影响因素。当两个放射性强度相同的样品在测量中所置的几何位置不一，或 样品制备过程造成的几何条件差异，其计数会相差很多，尤其当样品与探头之间距离较近时，两者计数率相差会很大。但是当样品与探头之间相距较远时，由于样品 与探头之间形成的相对立体角较小，所以两者计数率的差异会显著减小。在用纸片法测量3H标记物的放射性强度时，要注意纸片在闪烁瓶中的位置，一批样品应该 一致，如果是将滤纸剪成圆状作支持物，圆片的直径最好与闪烁瓶底的直径相等，保证滤纸在闪烁瓶内的位置固定。减小几何条件对放射性测量的影响可以从三方面 入手：⑴选择探测窗大的探测器，如光电倍增管作探头的探测器；⑵在样品制备时，注意尽量将样品做成点状源，这样当样品的放射性强度较弱时，由于距离探测窗 较近而有可能造成的水平位移的影响就可以忽略；⑶无论样品距离探测窗远近，样品都应置于探测窗的垂直轴线上，以减少样品与探测窗之间的相对立体角。
（三）放射性去污染和放射性废物处理
放射性实验，无论是每次实验或阶段性实验结束后，都可能有不同程度的放射性污染和放射性废物的出现，因此，在实验结束后，要作去污染处理和放射性废物处理。必要时在实验过程进行中，就要作除污染和清理放射性废物的工作。
四、同位素示踪法在生物化学和分子生物学中的应用
放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作 用。近几年来，同位素示踪技术在原基础上又有许多新发展，如双标记和多标记技术，稳定性同位素示踪技术，活化分析，电子显微镜技术，同位素技术与其它新技 术相结合等。由于这些技术的发展，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传密码、细胞膜受体、RNA-DNA逆 转录等，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径。下面仅就同位素示踪技术在生物化学和分子生物学中应用的几个主要方面作一介绍。
1.物质代放谢的研究
体内存在着很多种物质，究竟它们之间是如何转变的，如果在研究中应用适当的同位素标记物作示踪剂分析这些物质中同位素含量的变化，就可以知道 它们之间相互转变的关系，还能分辩出谁是前身物，谁是产物 ，分析同位素示踪剂存在于物质分子的哪些原子上，可以进一步推断各种物质之间的转变机制。为了研究胆固醇的生物合成及其代谢，采用标记前身物的方法，揭示了胆固醇的生成途径和步骤，实验证明，凡是能在体内转变为乙酰辅酶A的化合物，都可以作为生成 胆固醇的原料，从乙酸到胆固醇的全部生物合成过程，至少包括36步化学反应，在鲨烯与胆固醇之间，就有二十个中间物，胆固醇的生物合成途径可简化为:乙酸 →甲基二羟戊酸→胆固醇 又如在研究肝脏胆固醇的来源时，用放射性同位素标记物3H－胆固醇作静脉注射的示踪实验说明，放射性大部分进入肝脏，再出现在粪 中，且甲状腺素能加速这个过程，从而可说明肝脏是处理血浆胆固醇的主要器官，甲状腺能降低血中胆固醇含量的机理，在于它对血浆胆固醇向肝脏转移过程的加速作用。
2.物质转化的研究
物质在机体内相互转化的规律是生命活动中重要的本质内容，在过去的物质转化研究中，一般都采用用离体酶学方法，但是离体酶学方法的研究结果，不一定能代表整体情况，同位素示踪技术的应用，使有关物质转化的实验的周期大大缩短，而且在离体、整体、无细胞体系的情况下都可应用，操作简化，测定灵敏 度提高，不仅能定性，还可作定量分析。 在阐明核糖苷酸向脱氧核糖核苷酸转化的研究中，采用双标记法，对产物作双标记测量或经化学分离后分别测量其放射 性。如在鸟嘌呤核苷酸（GMP）的碱基和核糖上分别都标记上14C，在离体系统中使之参入脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP），然后将原标记物和产物（被双标记 GMP掺入的dGMP）分别进行酸水解和层析分离后，测定它们各自的碱基和戊糖的放射性，结果发现它们的两部分的放射性比值基本相等，从而证明了产物 dGMP的戊糖就原标记物GMP的戊糖，而没有别的来源，否则产物dGMP的碱基和核糖的比值一定与原标记物GMP的两部分比值有显著差别。这个实验说明 戊糖脱氧是在碱基与戊糖不分记的情况下进行的，从而证明了脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸直接转化而来的，并不是核糖核苷酸先分解成核糖与碱基，碱基再重新接上脱氧杭核糖。无细胞的示踪实验可以分析物质在细胞内的转化条件，例如以3H-dTTP为前身物作DNA掺入的示踪实验，按一定的实验设计掺入后，测定 产物DNA的放射性，作为新合成的DNA的检出指标。
3.动态平衡的研究
阐明生物体内物质处于不断更新的动态平衡之中，是放射性同位素示踪法对生命科学的重大贡献之一，向体内引入适当的同位素标记物，在不同时间测 定物质中同位素含量的变化，就能了解该物质在体内的变动情况，定量计算出体内物质的代谢率，计算出物质的更新速度和更新时间等等。机体内的各种物质都在有 大小不同的代谢库，代谢库的大小可用同位素稀释法求也。
4.生物样品中微量物质的分析
在放射性同位素示踪技术被应用之前，由于制备样品时的丢失而造成回收率低以及测量灵敏度不高等问题，使得对机体正常功能起很重要作用的微量物 质不易被测定。近年来迅速发展、应用愈来愈广泛的放射免疫分析（radioimmunoassay）技术是一种超微量的分析方法，它可测定的物质300多 种，其中激素类居多，包括类固醇激素，多肽类激素，非肽类激素，蛋白质物质，环核苷酸，酶，肿瘤相关的抗原，抗体以及病原体，微量药物等其它物质。
5.最近邻序列分析法（Nearest neighbour-sequence analysis method）
放射性同位素示踪技术，是分子生物学研究中的重要手段之一，对蛋白质生物合成的研究，从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论，研究证实了DNA分子中碱基排列规律，在体外作合成DNA的实验：分四批进行，每批用 一种不同的32P标记脱氧核苷三磷酸，32P标记在戊糖5'C的位置上，在完全条件下合成后，用特定的酶打开5'C－P键，使原碱基上通过戊糖5'C相连的32P移到最邻近的另一单核苷酸的3'C上 。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础，从而建立了分子杂交技术，例如以噬体T2-DNA为模板制成[32P]RNA，取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中，经加热使DNA双链打开，并温育，用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-[32P]RNA复合体测其放射性，实验结果只有菌体T2的DNA能与该[32P]RNA形成放射性复合体。从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系，用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。此外，放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在：⑴对蛋白质合成过程中三个连续阶段，即肽链的起始、延伸和终止的研究；⑵核酸的分离和纯化；⑶核酸末端核苷酸分析，序列测定；⑷核酸结构与功能的关系；⑸RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。为了更好地应用放射性同位素示踪技术，除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外，关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。

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