مواد راديواکتيو؛ از ايزوتوپ‌ها تا رآکتور

پس از توسعه روش‌های پزشکی هسته‌ای در دهه 1950 ميلادی استفاده از مواد راديواکتيو در پزشکی تبديل به يکی از پرکاربردترين روش‌های تشخيص و درمان بیماری‌ها شده است. علاوه بر اين، برآوردها نشان می‌دهند توليد و فروش راديوايزوتوپ‌ها در جهان از جنبه اقتصادی چيزی حدود 5 ميليارد دلار برای توليد کنندگان اين محصولات درآمد دارد. اما سهم کشورهای در حال توسعه از اين بازار بسيار کم است و تنها به 26 درصد می‌رسد.

برنامه هسته‌ای ايران باعث شده تا نام‌هايی نظير غنی‌سازی، اورانيوم، پلوتونيوم، راديوايزوتوپ‌ها و پزشکی هسته‌ای به وفور در رسانه‌ها به کار بروند. ممکن است از خودتان بپرسيد اين نام‌ها يعنی چه و کاربردهای‌شان چيست؟ اگر پاسخ چنين سوالاتی را نمی‌دانيد يا کمتر درباره آن خوانده‌ايد اين اطلاعات می‌تواند برای‌تان مفيد باشد. اين مجموعه را بمرور تکمیل خواهم کرد.

اول از همه درباره ايزوتوپ‌ها.

بديهی‌ترين موضوعی که همه از آن باخبريم اين است که جهان و هر چه در آن هست از اتم‌ها درست شده و ترکيب بعضی از اين اتم‌ها با هم امکان حيات را فراهم کرده است. نمونه‌اش ترکيب دو اتم هيدروژن با يک اتم اکسيژن است که تبدیل می‌شود به مولکول آب. ترکيب دو اتم اکسيژن و يک اتم کربن هم گاز دی اکسيد کربن توليد می‌کند.

اين را هم می‌دانيم که هر اتم از يک هسته و فضای اطراف آن درست شده. در هسته اتم پروتون و نوترون، و در فضای اطراف هسته الکترون‌ها وجود دارند. در حالت عادی تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها و الکترون‌ها برابرند. پروتون‌ها بار الکتريکی مثبت و الکترون‌ها بار الکتريکی منفی دارند. نوترون‌ها هم فاقد بار الکتريکی هستند. اين اطلاعات پايه هستند و بسياری از ما آن‌ها را می‌دانيم.

منتها داستان از اينجا شروع می‌شود که در يک اتم ممکن است تعداد نوترون‌های از تعداد پروتون‌ها بيشتر باشد. در این حالت وزن اتمی که نوترون‌هايش بيشتر باشد سنگين‌تر از اتم طبیعی‌ست. بعنوان يک مثال خوب می‌توانيم درباره کربن حرف بزنيم. تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها و الکترون‌های کربن در حالت عادی 6 است، بنابراين به اين اتم کربن می‌گويند کربن 12 که مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌هاست. ولی دو جور اتم کربن ديگر هم وجود دارد يکی کربن 13 و ديگری کربن 14. در کربن 13 تعداد نوترون‌ها 7 و در کربن 14 تعداد نوترون‌ها 8 است. در نتيجه کربن 14 سنگين‌تر از کربن 13 است. اسم ايزوتوپ از همين تفاوت‌ها می‌آید. يعنی وقتی يک اتم وزن‌های مختلفی داشته باشد به اين اتم‌ها می‌گويند ايزوتوپ.

بنابراين کربن سه ايزوتوپ دارد که عبارتند از ايزوتوپ 12، 13 و 14.

 

 

 

 

 

 

حالا رادیوايزوتوپ چيست؟

در طبيعت 82 عنصر وجود دارد که مجموع ايزوتوپ‌های آن‌ها به 275 می‌رسد. این عناصر و ایزوتوپ‌ها بطور عمومی از نظر شیميایی در حالت تعادل هستند. اما اگر ترکیبی از پروتون‌ها و نوترون‌ها را که در طبيعت وجود ندارند توليد کنيم آنوقت اتم‌هایی که چنين ترکيبی دارند از حالت تعادل خارج می‌شوند و انرژی از خود ساطع می‌کنند. به اين عناصر می‌گويند راديوايزوتوپ یا ايزوتوپ‌های رادیواکتيو.

در حال حاضر حدود 200 راديوایزوتوپ وجود دارد که همگی بصورت مصنوعی توليد می‌شوند و طول عمرهای متفاوتی دارند.

Tc-99) است که سالانه حدود 45 ميليون بار در جهان از آن استفاده می‌شود. روش استفاده از این راديوايزوتوپ از طريق تزريق وريدی و تصويرنگاری از بدن با استفاده ازرديابی پرتوهایی‌ست که اين ماده راديواکتيو ساطع می‌کند.

هر عضو بدن قادر است نوع مشخصی از اين راديوايزوتوپ‌ها را جذب کند. بعنوان مثال برای تشخيص مشکلات غده تيروئيد از يد راديواکتيو شده و برای تشخيص ضایعات مغزی از گلوکوز راديواکتيو شده استفاده می‌کنند. هر دوی این مواد رادیواکتيو را از طريق تزريق وريدی وارد بدن بيمار می‌کنند.

بعد از جذب اين مواد در عضو مورد نظر و انتشار پرتوهای رادیواکتيو از محل جذب مواد امکان تشخيص بيماری‌های عضو دريافت کننده مواد راديواکتيو فراهم می‌شود.

در بين کشورهای در حال توسعه جهان دو کشور افريقای جنوبی و مصر قادر به توليد راديوايزوتوپ‌های پزشکی هستند. هر دو کشور برای تولید این مواد از رآکتورهای تحقيقاتی استفاده می‌کنند. يکی از موارد مناقشه ميان ايران و کشورهای 1+5 اجازه استفاده از رآکتور تحقيقاتی برای توليد راديوايزوتوپ‌ها با کاربرد پزشکی‌ست. 

**دیدگاه نویسنده الزاما بیانگر نظر ایران وایر نیست. ایران وایر در بخش وبلاگ ها، از انتشار همه دیدگاه ها استقبال می کند.