مس ایزوتوپ

مس ایزوتوپ

مس ایزوتوپ چیست؟

مس ایزوتوپ دو شکل دارد:

  • مس ۶۳ که ۷۰ درصد کل مس موجود در طبیعت است
  • مس ۶۵ که ۳۰ درصد بقیه را تشکیل می‌دهد.

شکل های مختلف اتم، ایزوتوپ نامیده می‌شوند.

هر دو اتم مس ۶۳ و مس ۶۵ دارای ۲۹ پروتون هستند، ولی مس ۶۳ دارای ۳۴ نوترون و مس ۶۵ دارای ۳۶ نوترون است. هر دو ایزوتوپ خصوصیات یکسانی دارند و هر دو هم پایدارند. از ایزوتوپ‌های مس ۶۳ و ۶۵ در صنایع مختلفی استفاده می‌شود.

مس ایزوتوپ

نسبت ایزوتوپ مس برای ردیابی منبع تشکیل سنگ معدن ، تعیین دمای متالوژنیک و مطالعه تکامل سیستم متالوژنی مفید است.

برای تعیین دقیق و دقیق نسبت های ایزوتوپ مس ، دو مرحله برای نمونه های طبیعی وجود دارد:

  • کروماتوگرافی ستونی

کروماتوگرافی ستونی نوعی کروماتوگرافی است که در آن جسم بین فازهای مایع و جامد پخش می‌شود. فاز ساکن جسم جامدی است که اجزای مایعی را که از آن می‌گذرد به‌طور انتخابی در سطح خود جذب می‌کند و آنها را جدا می‌نماید.

اثرهایی که باعث جذب سطحی می‌شوند همان اثرهایی هستند که موجب جذب در مولکول‌ها می‌شوند که از مهمترین آنها می‌توان به جاذبه الکترواستاتیکی، ایجاد کمپلکس، پیوند هیدروژنی، نیروی واندروالس اشاره نمود.

بازار مواد و محصولات معدنی در سناماین

برای جدا کردن یک مخلوط با کروماتوگرافی ستونی، ستون را با جسم جامد فعالی (فاز ساکن) مانند آلومین یا سیلیکاژل پر می‌کنند و کمی از نمونه مایع را روی آن می‌گذارند. نمونه ابتدا در بالای ستون جذب می‌شود. سپس حلال استخراج کننده‌ای را در داخل ستون جریان می‌دهند.

این فاز مایع متحرک، اجزای مخلوط را با خود می‌برد؛ ولی به علت نیروی جاذبه انتخابی فاز جامد، اجزای مربوط می‌توانند با سرعت‌های مختلفی به طرف پایین ستون حرکت کنند. ترکیبی که با نیروی کمتری جذب فاز ساکن شود سریعتر خارج می‌شود زیرا که درصد مولکولی آن در فاز متحرک از ترکیبی که با نیروی زیادتری جذب فاز ساکن می‌شود بیشتر است.

  • طیف سنجی جرمی

طیف سنجی جرمی (MS)، روشی تحلیلی برای اندازه‌گیری نسبت جرم به بار در یون‌ها به شمار می‌آید. نتایج طیف سنجی جرمی به طور معمول به صورت یک طیف جرمی نشان داده می‌شوند.

طیف سنجی جرمی کاربردهای بسیاری دارد و هم در مخلوطها و هم در نمونه‌های خالص، بکار گرفته می‌شود. البته تفاوت‌هایی بین «طیف سنجی جرمی» (Mass Spectrometry) و «اسپکتروسکوپی جرمی» (Mass Spectroscopy) وجود دارد که در بیش‌تر موارد، این دو مفهوم در معادل یکدیگر به کار می‌روند.

یک «طیف جرمی» (Mass Spectrum) به نموداری از شدت سیگنال یون به عنوان تابعی از نسبت جرم به بار (m/Z) می‌گویند که بمنظور تعیین ماهیت عنصری یا ایزوتوپی یک نمونه، جرم ذرات، مولکول‌ها و بیان ساختار آن‌ها و سایر ترکیبات شیمیایی بکار می‌رود.

از آنجا که شکنش توده ای ابزاری می تواند توسط عناصر ماتریس در فرآیند تحلیلی ایجاد شود ، کروماتوگرافی ستونی پیش شرط طیف سنجی جرمی است.

مس ایزوتوپ

تاریخچه

از نظر تاریخی استفاده از ایزوتوپ‌های پایدار با رویکرد کاربری صلح آمیز فناوری اتمی از دهه ۱۹۶۰ برای تولید رادیو ایزوتوپ‌های صنعتی و پزشکی آغاز شد.

در دهه‌های اخیر با پیشرفت فناوری‌های تشخیص و درمان بیماری‌ها با استفاده از ایزوتوپ‌ها، بعد پزشکی کاربرد ایزوتوپ‌های پایدار بسیار حائز اهمیت شده است. در این ارتباط، شاید به جرأت بتوان گفت که نقش ایزوتوپ‌ها در بخش سلامت شامل تشخیص دقیق بیماری‌ها و درمان بیماری‌های بسیار خطرناک مانند انواع سرطان‌ها، بسیار پررنگ و غیر قابل اغماض است. روس‌ها با تولید بیش از ۱۵۰ نوع ایزوتوپ پایدار جزو کشور‌هایی هستند که بیشترین تولید ایزوتوپ‌های پایدار را دارند.

کاربرد های مس ایزوتوپ

تغییرات ایزوتوپی مس این توانایی را دارد که ما را از فرآیندها ، منابع و پدیده ها در تمام رشته های علوم زمین مطلع کند. مروری دقیق تر بر کاربردهای بی شمار ایزوتوپ های مس ارائه شده است.

  • مس تعداد نسبتاً زیادی رادیو ایزوتوپ ارائه می دهد که به طور بالقوه برای استفاده در پزشکی هسته ای مناسب هستند.

  • تشخیص و درمان بیماری ها

ایزوتوپ‌های پایدار به عنوان ماده اصلی و یا ماده خام جهت تولید رادیو دارو‌های مختلف کاربرد‌های وسیعی در علوم دارویی دارند. برخی از این کاربرد‌ها عبارتند از: تصویربرداری هسته ای، تصویربرداری PET و SPET، تشخیص‌های رادیودارویی، درمان‌های رادیو دارویی، رادیو تراپی خارجی، آنالیز‌های بیوشیمی. هر یک از این روش‌های فوق جهت تشخیص و یا درمان برخی از بیماری‌های صعب العلاج کاربرد‌های وسیعی دارند.

  • در حوزه صنایع

از جمله کاربرد‌های ایزوتوپ‌های پایدار در صنایع مختلف را می‌توان در عکسبرداری گاما، سیستم‌های اندازه گیری و ابزار دقیق، سیستم‌های تشخیص گاز و دود، آنالیز‌ها و فرآیند‌های معدنی مشاهده کرد.

  • در حوزه علوم زیست محیطی

از جمله کاربرد‌های ایزوتوپ‌های پایدار را می‌توان در تشخیص منبع آلودگی، نظارت بر گاز‌های اتمسفری جهت تشخیص منابع طبیعی و یا غیرطبیعی، مطالعات جوی و بررسی‌های چرخه آب شاهد بود.

  • در حوزه علوم زیستی

از جمله کاربرد‌های ایزوتوپ‌های پایدار در بوم شناسی، مسیرفتوسنتز، شبکه غذایی، چرخه مواد غذایی در داخل بدن، زادگاه‌های بشری، مطالعات متابولیک، طب ورزشی و سم شناسی است. علاوه بر موارد فوق ایزوتوپ‌های پایدار در بسیاری علوم دیگر از جمله زمین شناسی و، باستان شناسی کاربرد‌های وسیعی دارند.

ثبت نام در سناماین

کاربردهای ایزوتوپ مس ۶۳

  • مس ۶۳ برای تولید رادیونوکلئید (رادیو ایزوتوپ) زینک۶۲ استفاده می شود (می تواند در علوم زیستی برای مراقبت های بهداشتی و پزشکی و صنایع دارویی استفاده شود)
  • مس ۶۳ برای تولید رادیونوکلئید (رادیو ایزوتوپ) مس ۶۴ (ایزوتوپ مس ۶۴) استفاده می شود (می تواند در علوم زیستی برای برنامه های بهداشتی و پزشکی و صنایع دارویی استفاده شود)
  • مس ۶۳ برای تولید رادیونوکلئید (رادیو ایزوتوپ) پوزیترون مس۶۲ (ایزوتوپ مس ۶۲) استفاده می شود (می تواند در علوم زیستی برای برنامه های بهداشتی و پزشکی و صنایع دارویی استفاده شود)
  • مس ۶۳ برای اندازه گیری طیف نوترون استفاده می شود
  • مس ۶۳ برای مطالعات ابررسانایی در دمای بالا استفاده می شود
  • مس ۶۳ برای مطالعات تأثیر تابش بر بی نظمی در ساختارهای مواد با استفاده از روش های تشدید گامای هسته ای (NGR) و تشدید پارامغناطیسی الکترون (EPR) استفاده می شود
  • مس ۶۳ برای تولید اهداف تریتیوم بدون پس زمینه استفاده می شود
  • مس ۶۳ برای مطالعات انتشارات انرژی در راکتورهای هسته ای استفاده می شود
  • مس ۶۳ به عنوان مرجع در تجزیه و تحلیل اصلی از طریق طیف سنجی جرمی یون ثانویه استفاده می شود

کاربردهای ایزوتوپ مس ۶۵

  • مس ۶۵ برای مطالعات انتشارات انرژی در بلنکت راکتور استفاده می شود
  • مس ۶۵ برای ثبت شار نوترون سطح پایین استفاده می شود
  • مس ۶۵ برای مطالعات ابررسانایی در دمای بالا استفاده می شود
  • مس ۶۵ برای مطالعات متابولیسم مس استفاده می شود
  • مس ۶۵ برای تولید شاخصهای فعال سازی برای شارهای نوترون استفاده می شود
  • مس ۶۵ برای گرفتن نوترون در راهنماهای فوق سرد-نوترونی استفاده می شود
  • مس ۶۵ به عنوان مرجع در تجزیه و تحلیل اصلی از طریق طیف سنجی جرمی یون ثانویه استفاده می شود.

انواع قالب شمش های موجود

شمش های مس ایزوتوپ در قالب های ۱کیلویی و۵کیلویی به صورت جنرال مصرف میشوند. پودر مس ایزوتوپ در ظرف پت به صورت ۱کیلویی، ۳کیلویی و بشکه های کاغذی ۵۰ کیلویی اکثرا شناخته میشوند.ظاهر قالب ها با توجه نوع درخواست می تواند متفاوت باشد.

کشور های تولید کننده

عمده تولید کنندگان مس ایزوتوپ کشورهای روسیه،اکراین،هند و … می باشند که با خالصیت ٩٩.٩٩٩٪؜ این محصول را تولید می کنند.

عوامل تعیین کننده قیمت مس ایزوتوپ

  • قیمت جهانی مس
  • کارایی و کاربرد هر ایزوتوپ
  • حجم تقاضا برای خرید
  • نوسانات ارزی
  • صنعت مسکن

تفکیک ایزوتوپ مس

تفکیک ایزوتوپی مس بر اثر واکنش های کاهشی در سامانه های طبیعی رخ می دهد.در زیر مدلی از چگونگی تغییرات ایزوتوپ مس طی فرآیند اکسایش سولفید های اولیه(کلکوپیریت) نشان داده شده است که در آن ایزوتوپ های سنگین طی فرآیند اکسایش از کانی های سولفیدی اولیه که در سطح قرار دارند شسته شده و در مناطقی عمقی تر با شرایط کاهشی رسوب می کنند و در این فرآیند ایزوتوپ های سنگین و سبک مس تفکیک می شوند(شکل ۱).

حامل ایزوتوپ سنگین مس نیز وارد چرخه آب های سطحی می شود که این موضوع از نظر اکتشافات زمین شناسی دارای اهمیت می باشد (شکل ۲).

مس 65

تاثیر فرآیند های غنی شدگی سطحی زاد و هوازدگی بر روی تغییرات ایزوتوپی مس

بین کانی های سطحی و عمقی یک کانسار، بیشتر در مناطقی دیده می شود که میزان شکستگی و عملکرد فرآیندهای زمین ساختی(ایجاد زون نفوذپذیر) و همچنین میزان بارش سالانه زیاد باشد تا سیال اکسیدی با محتوای بالای مس ۶۵ بتواند به آسانی به سمت عمق مهاجرت کند.

نوشته شده توسط محمدحسن کدخدائی
نقل مطالب با ذکر منبع(آکادمی سناماین) بلامانع است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

error: Content is protected !!