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TEL.084-936-2112(5212)

〒729-0292 広島県福山市学園町1番地三蔵

同位体isotope

○問題○

水の入ったビーカーの中に氷が入っています。
左側の氷は浮いていますが、右側の氷は沈んでいます。
なぜ、水に浮くものと沈むものがあるのでしょうか???




氷が水に沈む理由
水に浮いている氷(左)と沈んでいる氷(右)の写真があります。左は普通の水(軽水)を凍らせたものです。右は重水素2個と酸素1個が結合してできた水(重水)を凍らせたものです。
普通の氷より重水の氷の方が密度が大きいので、水に沈むというわけです。



1.同位体

元素の中には原子核の陽子の数は同じであるが、中性子の数が異なるものが存在します。これらを同位体(アイソトープ)と呼びます。さらに同位体の中にはエネルギー的に安定なものと不安定なものが存在します。
安定なものは
安定同位体と呼ばれます。
不安定なものは
放射性同位体とよばれ、放射線を出します。
水素を例として取り上げると、下図に示すように水素には二つの同位体が存在します。
水素より質量が1つ思い(中性子1個)重水素は安定同位体であり、普通の水素原子約7000個に1個の割合で含まれています。
水素より質量が2つ重い(中性子2個)
三重水素は放射性同位体であり、放射線を出してヘリウムに変化します。自然界にはごく微量にしか存在しません。


       
同位体  ¹H
軽水素
 ²H
重水素
 ³H
三重水素
質量  1.0078  2.0141 3.0170 
存在比  99.985% 0.015%   0.000%



2.安定同位体と放射性同位体の違い

放射性同位体は薬学や生命科学の研究など盛んに利用されています。しかし、放射線出すので特別の実験室でしか利用できません。
一方、
安定同位体沈黙の同位元素といわれ、放射線を出さないのでふつうの実験室で利用でき、またヒトに飲ませても安全です。



3.安定同位体の測定方法

・質量分析法
 同位体は重さがそれぞれ違います。そこで質量を測定することにより同定することが可
 能となります。化合物の構造解析や超微量定量に利用されます。
・核磁気共鳴法
 原子は磁場の中に入れると特徴的な動きをします。すべての同位体が測定できるわけで
 はありませんが、化合物の構造解析や定量に利用されます。病院で画像診断に使われる
 MRIはこの核磁気共鳴を利用した装置です。
・同位体分離法
 同位体どうしは化学的には同じです。しかし物理的な性質は少し違いがあります。この
 違いを利用して普通のものと同位体で標識したものを分離することできます。
 この測定方法は当研究室で開発しました。



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放射薬品化学研究室

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