علوم تجربي و زیست شناسی قروه درجزین

نام ونام خانوادگی گرد آورنده  : پیمان ابراهیمی

موضوع : اطلاعات جالبي در مورد كلر

کلاس/ مقطع : سوم/راهنمایی

مدرسه : ابونصرفارابی

نام معلم مربوطه : آقای کاظمیان

سالتحصیلی :89-88

اطلاعات جالبي در مورد كلر

معرفي :

 کلرعنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۷ و نشان Cl می‌باشد . کلهالوژن است ودرجدول تناوبی در گروه ۱۷ قرار دارد . گاز کلر زرد مایل به سبز است ، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین تر، دارای بوی بسیار بد وخفه کننده و بسیار سمی است.این عنصرعاملی اکسید کننده ، سفیدکننده و گندزدا می‌باشد . کلر به‌عنوان بخشی از نمک های طعام  و

ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوماً در بیش ترجانداران وجود دارد .

ویژگی‌های درخور نگرش :

نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد. نام کلر برگرفته از واژه chloros به معنی سبز مایل به زرد است ، که اشاره به رنگ این گاز دارد . این عنصر جزئی از گروه هالوژن های نمک ساز می‌باشد و به‌ وسیله اكسايش کلریدها یا به روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد . کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریباً با تمامی عناصر به سرعت ترکیب می‌شود . در ۱ لیتر آب ۱۰ درجه، ۳٫۱۰ لیتر ودر آب ۳۰ درجه تنها ۷۷/۱ لیتر کلر حل می‌شود .

کاربردها :

کلرعنصرشیمیایی مهمی در تصفیه آب ، مواد گندزدا درسفید کننده ونیزدرگازخردل به شمار می‌رود .هم چنین کلر در ساخت طیف وسیعی ازاقلام روزمره کاربرددارد .

برای از بین بردن باكتري و سایر میکروبهای موجود در ذخائر آب آشامیدنی به کار می‌رود . امروزه حتی  به ذخائر کوچک آب همواره  کلرفزوده می‌گردد . در تولید محصولات کاغذی ،مواد ضد عفونی کننده ،رنگدانه‌ها ، مواد غذائی ،حشره کش ها ، رنگ ها،فرآورده‌های نفتی پلاستیک، دارو،منسوجات،حلال ومحصولات مصرفی بسیارزیاد دیگری کاربرد دارد. درترکیبات آلی درصورتیکه کلر جایگزین هیدروژن

شود (لاستیک مصنوعی) اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این  ترکیبات می ‌گردد لذا در ترکیب آلی از این عنصر به‌عنوان عامل اکسید کننده و جانشین ، به طور گسترده استفاده  می‌گردد .

سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلرات ها ، کلروفرم ، تتراکلراید کربنودراستخراج برم می‌باشد .

تاریخچه :

کلر (از واژه یونانی χλωρος به معنی زرد مایل به سبز)  را  Carl Wilhelm Scheele در سال ۱۷۷۴ کشف نمود و اشتباهاً تصورکرداین عنصرحاوی اکسیژن است . Humphry Davy در سال ۱۸۱۰ نام کلر را برای  این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است .

پیدایش :

به ‌وسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم ، کلر تولید می‌شود . این عنصردر طبیعت   فقط به صورت ترکیب با  سایرعناصرو عمدتاً سدیم به شکل نمک طعام (NaCl) ، و همچنین در کارنالیت و سیلویت ، یافت می‌شود .

ترکیبات :

کلریده ا، کلریت ها ، کلرات ها ، پرکلرات ها و کلرامین ها

ایزوتوپ ها :

دو ایزوتوپ پایدار اصلی برای کلر با جرم ۳۵ و۳۷ وجود دارد که به نسبت های به ترتیب ۳:۱ یافت شده و وزن اتمی مقادیر عمده ومشهود  ۵/۳۵ را در اتم های کلر ایجاد می‌کنند . کلر دارای ۹ ایزوتوپ با  Mass number(خردیزه جرم) بین ۳۲ و ۴۰ می‌باشد که تنها سه عدد ازاین ایزوتوپها بصورت طبیعی یافت می‌شوند . کلر پایدار ۳۵ (۷۷/۷۵٪) ،  کلر ۳۷(۲۳/۲۴٪) و کلر رادیواکتیو  ۳۶. نسبت کلر ۳۶ به کلر پایدار در محیط زیست تقریباًE -۱۵: ۱ ۷۰۰ است .Cl- ۳۶ درجو به‌ وسیله  پراشیدن Ar-۳۶ براثر فعل و انفعالات پروتون های اشعه کیهانی حاصل می‌گردد . در زیرسطح زمین Cl-۳۶ عمدتاً در نتیجه جذب نوترون توسط Cl-۳۵یا جذب موآن به‌ وسیله Ca-۴۰ تولید می‌گردد.Cl-۳۶ به صورت  S-۳۶ و Ar-۳۶ با نیمه عمر درهم ۳۰۸۰۰۰سال متلاشی می‌شود. نیمه عمراین ایزوتوپ آبدوست وغیرواکنشی ، آن را مناسب تاریخ گذاری زمین‌شناسی با دامنه‌ای از ۶۰۰۰۰ تا ۱ میلیون سال می‌نماید .

به علاوه مقادیر زیادی Cl-۳۶ به‌وسیله پرتوافشانی بر آب دریا ، درخلال انفجارات جوی سلاحهای اتمی بین سالهای ۱۹۵۸ و ۱۹۵۲تولید شد.  

 مدت زمان حضور Cl-۳۶ در جو تقریباً یک هفته‌است. بنابراین Cl-۳۶ به‌عنوان رویداد شمار آبهای داخل خاک و زیرزمینی دهه ۵۰ برای تاریخ گذاری آبهای کمتر از ۵۰ سال پیش نیز سودمند است. Cl-۳۶ در مراحل دیگری از علم زمین‌شناسی از جمله تاریخ گذاری یخها و  رسوبات بکار می‌رود.

هشدارها :

 کلر موجب تحریک دستگاه تنفسی بخصوص در کودکان و کهنسالان  می‌شود.کلر در حالت گازی باعث تورم غشای مخاطی شده و درحالت مایع  موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار ۳٫۵ppm آن لازم است تا به‌عنوان  بویی متمایز شناخته شود و مقدار ppm۱۰۰۰ آن کشنده‌است. به همین  علت در طول وضعیت زندگی استاد درجنگ جهانی اول کلر یکی از  گازهایی بود که به‌عنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت. مواجهه با این گاز نباید از ۰٫۵ppm فراتر رود(با میانگین وزنی   زمان ۸ ساعت –۴۰ ساعت در هفته).  مواجهه شدید با مقدار زیاد کلر غلیظ (اما نه مقدار کشنده)

می‌تواند باعث ادم ریه یا آب آوردن آن که وضعیتی بسیار ناگوار است، گردد.تماس دائم بامقادیرکم آن ریه‌ها را ضعیف کرده وآسیب پذیری ریه‌هارادربرابر بیماری های دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفید کننده با آمونیاک، اوره و سایر محصولات شوینده، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری کلرید نیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد.

روند شیمیائی تولید گاز کلر :

کلر را می‌توان از الکترولیز محلول سدیم کلراید، مانند برین، به  دست آورد. الکترولیز سلول جیوهالکترولیز سلول جيوه اولین روش تولید کلر در مقیاس صنعتی بود. اندهاي تيتانيوم بالای یک كاتد جیوه مایع قرار می‌گیرد، محلولی از کلرید سدیم بین دو الکترود قرار قرار داده می‌شود. وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌شود،

کلراید در سمت آندهای تیتانیوم آزاد شده ،و در همین حال سدیم بصورت ملغمه‌ای در جیوه رسوب می‌کند. ملغمه را می‌شود، با فعال کردن مجددش، توسط آب به جیوه تبدیل  کرد؛ که ایجاد هیدروژن و هیدروکسید سدیم می‌کند. اینها خود ،محصولات جنبی مفیدی هستند. این روش مقادیر زیاد انرژی را مصرف می‌کند و در عین حال نگرانی هائی در باره خروج جیوه به محیط نیز وجود دارد.

الکترولیز سلول دیافراگم :

یک صفحه آزبست روی شبکه آهنی کاتد قرار می‌گیرد تا از اختلاط مجدد کلرتشکیل شده درآندوهيدروكسيد سديم تشکیل شده در کاتد جلوگیری نماید. این روش ، ازروش سلول جیوه کمتر انرژی مصرف می‌کند ،اما هیدروکسید سدیم را به سختی می‌توان جمع آوری و به  ماده‌ای مفید تبدیل کرد.

 الکترولیز یاخته پوسته :

یاخته الکترولیز توسط یک پوسته ،که به عنوان یک تبادل کننده یون عمل می‌کند ،به دوقسمت تقسیم می‌شود . محلول کلرید سدیم خیس درسمت آند قرارگرفته و آب مقطر در سمت کاتد قرار داده می‌شود. این روش تقریباً به اندازه یاخته دیافراگم به صرفه بوده و باز هم  تولید هیدروکسید سدیم بسیار خالص می‌کند.

 تحقیق شماره ۲

تاریخچه جدول تناوبی عنصرها :

  در سال 1829 شیمیدان آلمانی یوهان ولفگانگ دوبراینر مشاهده كرد كه عنصرها غالبا گروه هایی از سه عنصر ، با خواص شیمیایی مشابه ، تشكیل می‌دهند . او تریادها ( به معنای سه‌تاییها ) را برای آن ها پیشنهاد كرد و مانند (كلر ، برم و ید) ؛ ( كلسیم ، استرونسیم و باریم) و غیره ... در هر تریاد جرم اتمی عنصر میانی تقریبا میانگین عددی جرم های دو عنصر دیگر است . ولی بعدها معلوم شد كه همه’ این مطالب اهمیت چندانی ندارند . در سال 1865 شیمیدان انگلیسی ج ‌. ا. ر. نیولندز اعلام داشت كه عنصرها رامی‌توان به ترتیب افزایش جرم اتمی به دنبال هم نوشت . هنگامی كه این كار انجام گرفت ، نظمی شگفت‌انگیز ایجاد شد : خواص شیمیایی و فیزیكی مشابه چند بار در فهرست ظاهر شد . نیولندز عقیده داشت كه ، در كل فهرست عنصرهایی با خواص مشابه به طور تناوبی ( یعنی در فاصله‌هایی منظم ) ظاهر می‌شوند . وی می‌گوید ْْ با شروع از یك عنصر معین ، هشتمین عنصر نوعی تكرار نخستین عنصر است ، هم چون هشتمین نت در یك اكتاو موسیقی .

البته نیولندز عناصر شناخته شده تا آن زمان را به ترتیب پشت‌سر هم در یك ستون چید ( و به صورت كنونی آنها را مرتب نكرد ) و متوجه شد كه در بعضی جاها یك نظم وجود دارد . وی هیچ توجیهی برای فلزاتی كه الان فلزات واسطه می‌نامیم ، نداشت. سرانجام کیمیادان آلمانی Lothar Meyer و کیمیادان روسی Dmitry Ivanovich Mendeleev تقریبا به طور هم زمان اولین جدول تناوبی را ، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان ، توسعه دادند ( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی ، برای تطابق بهتربا خواص همسایگانشان رسم نمود- این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصردر اواخر قرن نوزدهم  و اوایل قرن بیستم توجیه گردید) . به طور کلی ، پیشرفت شیمی عمومی ، ازانتشار جدول طبقه بندی تناوبی عنصرها سرچشمه گرفت . با توجه به این که طبقه بندی

درهرزمینه ای ، مطالعه راآسان می کند ،آنان که صاحب اندیشه ای درشیمی بودند ،

برای به نظم درآوردن و آسان کردن بررسی خواص عناصر، همواره فکرطبقه بندی آن ها و احتمالاً کشف روابط و یا قوانین در این زمینه را در سر می پروراندند . بدون شک لاووازیه نخشتین کسی بود که در این راه گام برداشت . او عناصر را به دو دسته ی کلی فلز و نافلز تقسیم کرد . او فلز را عنصری می دانست که در ترکیب با اکسیژن باز تولید می کند وغیرفلزراعنصری می دانست که درترکیب با اکسیژن ، اسید تولید می‌کند .

برسلیوس نیزمانند لاووازیه ،عناصر را به دو دسته ی کلی فلزونافلز تقسیم کرد . اما

وی خواص الکتروشیمیایی عنصرها رادرنظر گرفت. وی معتقد بود که فلز عنصری است  که  تمایل به از دست دادن الکترون و تشکیل یون مثبت دارد وغیرفلزعنصری است که تمایل به گرفتن الکترون و تشکیل آنیون دارد .

ازسال 1871به بعد،شیمی دانان برخلاف برسیلوس ولاووازیه که برخواص شیمیایی

عنصرها تاکید داشتند ، درمسیرطبقه بندی بر اساس ارتباط بین جرم اتمی و خواص آن ها،کوشش هایی به عمل آوردندوتلاش آن ها دراین راه کم و بیش با موفقیت هایی همراه بود .

تا سال 1872 شصت‌و‌سه عنصر شناخته شده بود و شیمی دان ها به جست و جوی راه هایی برای مرتب كردن عنصرها پرداختند . این جست و جو تا حدی شبیه تحقیق اولیه’ كپلر برای یافتن قاعده‌هایی بود كه حركات سیاره‌های منظومه ،شمسی را به هم مربوط می‌كند . علاوه بر جرم های اتمی نسبی ، بسیاری از خواص دیگرعنصرها ومواد مركب حاصل از آنها تا آن زمان معین شده بود .بعضی ازاین خواص عبارت بودند از: نقطه ذوب، نقطه، جوش، چگالی ، رسانایی الكتریكی ،رسانایی گرمایی ، سختی و ضریب شكست . نتیجه آن كه از سال 1870  به بعد ، اطلاعات  فراوانی درباره بسیاری از عنصرها و خواص آنها به دست آمده بود .

در سال 1829 شیمی دان آلمانی یوهان ولفگانگ دوبرینر مشاهده كرد كه عنصرها غالبا گروه هایی ازسه عنصر، با خواص شیمیایی مشابه ، تشكیل می‌دهند . اوتریادها ( به معنای سه‌تایی ها ) را برای آن ها پیشنهاد كرد و مانند (كلر ، برم و ید)؛        ( كلسیم ، استرونسیم و باریم) و غیره ... در هر تریاد جرم اتمی عنصر میانی تقریبا میانگین عددی جرم های دو عنصر دیگر است . ولی بعدها معلوم شد كه همه ، این مطالب  اهمیت چندانی ندارند . دوشان کورتوآ دانشمند فرانسوی  در  سال 1862 طبقه بندی ویژه ای به نام پیچ تلوریک ارائه داد.اوبرای تنظیم جدول خود،استوانه ای درنظر گرفت و محیط آن را به 16 قسمت برابر تقسیم کرد . ازهرکدام ازآنها خطی عمود بر قاعده ی استوانه عبور داد . سپس خطی با شیب 45 درجه از محل تقاطع یال اول با قاعده رسم کرد تا یال ها رایکی پس ازدیگری قطع کند.آن گاه عنصرهای شناخته شده تا ان زمان را به ترتیب جرم اتمی در محل تقاطع یال ها با این خط شیب دار، قرار داد و مشاهده کرد که عناصری مه بر روی یک یال قرار می گیرند، جرم آن ها  به اندازه ی 16 واحد و یا مضربی از آن با  یکدیگر تفاوت  دارد ، خواص مشابهی خواند داشت . در این طبقه بندی تشابه خواص عنصرهای واقع بر یک یال ، تا عنصر بیستم یعنی کلسیم رعایت می شد . مثلاً تیتان که در بالای اکسیژن و گوگرد قرار می گرفت ، تشابعی با آنها نداشت . ادلینگ دانشمند انگلیسی، در سال 1864 جدولی از عنصرها ، در 5 ستون و 15 سطر منظم کرد. او دریافته بود که با کنار گذاشتن هیدروزن، عناصر دیگر، به ترتیب صعودی جرم اتمی ، کنار یکدیگر قرار می گیرند. عناصر واقع در یک سطر، خواص مشابهی خواهند داشت. در سال 1865 شیمیدان انگلیسی ج‌. ا. ر. نیولندز اعلام داشت كه عنصرها را می‌توان به ترتیب افزایش جرم اتمی به دنبال هم نوشت . هنگامی كه اینكار انجام گرفت ، نظمی شگفت‌انگیز ایجاد شد : خواص شیمیایی و فیزیكی مشابه چند بار در فهرست ظاهر شد . نیولندز عقیده داشت كه ، در كل فهرست عنصرهایی با خواص مشابه به طور تناوبی (یعنی در فاصله‌هایی منظم) ظاهر می‌شوند. وی می‌گوید ْْ با شروع از یك عنصر معین ، هشتمین عنصر نوعی تكرار نخستین عنصر است ، همچون هشتمین نت در یك اكتاو موسیقی. البته نیولندز عناصر شناخته شده تا آن زمان را به ترتیب پشت‌سر هم در یك ستون چید ( و به صورت كنونی آنها را مرتب نكرد) و متوجه شد كه در بعضی جاهها یك نظم وجود دارد . وی هیچ توجیهی برای فلزاتی كه الان فلزات واسطه می‌نامیم ، نداشت. اما بعد از تشخیص وجود خانواده‌هایی با عناصر مشابه توسط نیولندز ، شیمیدانها كنجكاو شدند كه در جستجوی راهی اصولی برای تنظیم عنصرها برآیند ، به طوری كه اعضای یك خانواده با هم گروه‌بندی شوند . برای این منظور طرحهایی پیشنهاد شد كه موفقترین و مؤثرترین آنها طرح شیمیدان روسی د. ی مندلیف و ژولیوس لوتار مایر بود. کیمیا دان آلمانی Lothar Meyer و کیمیادان روسی  Dmitry Ivanovich Mendeleevتقریبا به طور همزمان اولین جدول تناوبی را ، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان ، توسعه دادند   ( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی ، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم توجیه گردید). مندلیف در سال 1871 به خصلت گسترده’ تناوبی در میان عنصرها پی برد. او راهی تازه برای مرتب كردن عنصرها در جدول ( به صورتی كه اكنون وجود دارد ) كشف كرد . گرچه خواص عنصرها با افزایش وزن اتمی به طور تناوبی تكرار می‌شود ، ولی نیولندز متوجه نشد كه جدایی عنصرهای مشابه برای عنصرهای سنگینتر در فهرست بزرگتر می‌شود و درنتیجه آنها را در گروه خود در نظر نگرفت . مندلیف نیز عنصرها را بر حسب افزایش وزن اتمی مرتب كرد به همین دلیل در جاهایی بی‌نظمی مشاهده می‌شد و مندلیف حدس می‌زد كه شاید در تعیین وزن اتمی اشتباهی شده ، تا اینكه مدتی بعد دانشمند انگلیسی  هنری موزلیHenry G.J.Mosely  در سالهای 1913و 1914 مشکل فوق راحل کرد او توانست با بررسی طیف پرتو ایکس عناصر اهمیت عدد اتمی را نشان دهد وطیف پرتو ایکس سی و هشت عنصر را که اعداد اتمی آنها بین 13تا79" AU,Al" بود مورد بررسی قرار داد و دریافت که وقتی عناصر به ترتیب بر حسب آرایش عدد مرتب شده باشند ریشه دوم فرکانس خط طیفی از عنصری به عنصر دیگر همیشه به مقدار ثابتی افزایش می یابد.بنا براین موزلی موفق شد بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر  عدداتمی صحیح آن راتعیین کند وبه این ترتیب توانست مشکل طبقه بندی عناصری را حل کند که بر اساس جرم اتمی در جای درستی  قرار نمی گرفتند. او همچنین ابراز داشت که بین Ce   71 Lu ,  58 باید 14 عنصر وجود داشته باشد وثابت کرد که این عناصر باید در جدول تناوبی به دنبال لانتان قرار گیرند . در آن زمان هنوز خانه های 43 و 61و 72و75 و85 و87 خالی مانده بود و وجود عناصری را که هنوز کشف نشده بود نشان داد . در سال 1922هافنیومHafnium  کشف شد و خانه 72را اشغال کرد و در سال 1925خانه 75 توسط رنیم  Rhenium  پر گردید . در باره 4عنصر باقی مانده باید گفت که با اظهار نظر های چندی در باره کشف آنها هنوز دلیل قابل اطمینانی بر وجود این عناصر در طبیعت در دست نیست و هر چهار عنصر اخیرا بطور مصنوعی تهیه شده اند و این عناصر را فرانسیم Francium  و استاتین Astatine و Promerhiam وTechnetium نامیدند .  سنجش رقم های اتمی عناصر  به وسیله اشعه ایکس از لحاظ دیگری نیز بسیار اهمیت داشته است . این کار تعیین عدد کلی خانه‌ها را در جدول بین هیدروژن با عدد اتمی یک و اورانیوم با عدد اتمی 92 که درآن زمان آخرین عضو جدول تناوبی تصورمی شد ممکن ساخت

و به این ترتیب جدول تناوبی تکامل یافت وبا کشف عناصر جدید به صورت کنونی در آمده است . ما جدول تناوبی دایره‌ای بعد از جدول تناوبی مندلیف و توسط دانشمندان زیادی به صورت متنوع و مختلف ، ابداع و ارائه گردیده است. از جمله این ها، دو جدول تناوبی حلقوی و حلزونی است كه توسط منوچهر ضیایی ، ابداع شده است. این طرح های آقای ضیاعی با الهام گرفتن از ساختمان كوچك ترین واحد هر عنصر، یعنی اتم‌ها و همچنین كره زمین و سایر كرات، مانند منظومه شمسی به صورت مدور تهیه شده است و خانه‌های جدول نه به صورت مربع (كه در جدول تناوبی مندلیف به چشم می‌خورد) بلكه به صورت دوایری است كه آرایش الكترونی هر عنصر را – هم به صورت دوایر بسیار كوچك و هم به وسیله اعداد در هر لایه  به صورت مداری نمایش می‌دهد . در داخل این خانه‌ها ، عدد اتمی عناصر، نماد

عنصر، حالت آنها در شرایط عادی (جامد، مایع و گاز) نشان داده شده است .عناصر

رادیواكتیو نیز با علامت ویژه مشخص شده‌اند . در طرح حلقوی ،هفت حلقه یا دوایر

متحدالمركزف دوره‌های تناوبی را تشكیل می‌دهند . یكی از وجوه تمایز این دو طرح با دیگر طرح‌ها و جدول ها این است كه عناصر اكتینیدها و لانتانیدها به جای این كه در خارج جدول قرار گیرند ، در متن جدول و به دنبال عناصر اصلی دوره‌های تناوبی 6 و 7 قرار می‌گیرند .

تحقیق شماره ۳

کاربردایزوتپها

 - كاربردهاي پزشكي انرژي هسته اي  :

بي شك دستيابي جمهوري اسلامي ايران به فن آوري هسته اي از افتخارات انكار ناپذير ناپذير نظام اسلامي است . دانشمندان جوان ايراني با تلاش و جهاد مقدس خود در سايه تحريم شديد علمي قدرتهاي استكباري به اين موفقيت بزرگ دست يافته اند و اينك براي حفظ نهادينه كردن آن در برابر فشارهاي سياسي و جنگ رواني ايستادگي مي كنند.
اين توفيق ارزشمند در كنار نهضت نرم افزاري كه از دهه هفتاد هجري ـ شمسي آغاز شده و همزمان با رشد كمي و كيفي در سلولهاي بنيادي (شبيه سازي ) نانو تكنولوژي وجهش هاي برجسته در پتروشيمي و الكترونيك نويد بخش سرآغاز ايراني سربلند را مي دهد.
- تاريخچه :
استفاده از انرژي اتمي در رشته هاي پزشكي و بيولوژي از سال 1896 ميلادي يعني همزمان با كشف اشعه ايكس شروع شد و در مدت كوتاهي با پيشرفت دانشمندان در شناخت پديده هاي اتمي دامنه كاربرد آن گسترش يافت  مواد راديواكتيو و راديو ايزوتوپ فصل جديدي از انقلاب در عرصه پزشكي را گشودند  راديو ايزوتوپها امروز نه تنها براي تشخيص بيماريها بلكه براي درمان مورد استفاده وسيع قرار ميگيرند.
تحقيقات بيوشيمي وبيوفيزيك دركنار سايرروش هاي آزمايشگاهي از ديگر مواردكلي مي باشد . در فوريه 1896 ميلادي پروفسور هانري بكرل بطور اتفاقي متوجه شد كه املاح اورانيوم داراي پرتوهاي نامرئي با ضريب نفوذ بالاتر از اشعه (ايكس ) مي باشد . اين تحقيقات نشان مي دهد كه اشعه هاي X سه گانه داراي منشا مشترك راديواكتيويته ولي تفاوت در رفتار و عملكرد مي باشند ، اشعه آلفا ، بتا ، گاما از مواد راديو اكتيو منشا ميگيرند.
(تشخيص ايزوتوپ ها درسال 1919ميلادي با توسعه و امكان ) sation (تكميل اسپكتروگراف جرمي به وسيله ساتن پذير شد).
راديو ايزوتوپها وسيله بسيار ارزنده اي هستند كه براي تحقيقات علمي و آزمايشات عملي در رشته هاي پزشكي بيولوژي (زيست شناسي ) بيوشيمي و بيوفيزيك وكشاورزي كاربرد دارند.
طبق آمار سال هاي ميليون ها بيمار به وسيله ايزوتوپها درمان يا بيماري آن ها تشخيص داده مي شودسيرتحول بهره مندي ازآن درچند سال گذشته شگرف بوده است و توانسته در تشخيص زودرس و به موقع و نجات جان بسيار از دردمندان  انقلابي نوين ايجاد نمايد.
- نقش مواد راديو اكتيو در تشخيص بيماري و درمان
1) قلب و عروق :
در اين تكنيك از مواد راديواكتيو براي مشخص كردن جريان خون در قلب رگ هاي خوني قلب استفاده ميشود تاليوم ماده راديواكتيوي است كه به بيمار تزريق ميشود و بيمار پس از تمرين فيزيكي به وسيله دوربين هاي تعقيب كننده اشعه گاما از قلب بيمار عسكبرداري ميشود و با ديگر تست در شرايط استراحت تكرار مي گردد و تغييرات جريان خون مرحله فعاليت و مرحله عادي مقايسه شده و براي تشخيص باز بودن عروق قلبي و تصلب شرائين مفيد است , بنابراين تاليم اسكن يكي از روش هاي سودمند تشخيص بيماريهاي قلبي است .
2 ) بيماري هاي استخوان :
در اين روش ماده راديواكتيو تكنسيوم 99  بيشترين كاربرد را دارد البته موادي مثل گاليم و اينديوم نيز كاربرد دارند  اين ماده (تكنسيوم ) پس از تزريق در بافت استخواني تجمع پيدا مي كند و نقاط تاريك و روشن را نشان ميدهد كه نشانگر فعاليت يا عدم فعاليت بافت استخواني در آن نقطه مي باشد بنابراين ضايعات سرطاني (تومورال ) استخوان عفونت  التهاب و آرتوروز قابل پيگيري و تشخيص مي باشند  در اين روش در صورت متعدد بودن ضايعه يا درگيري قسمتهاي ديگر قابل تشخيص بوده و در تعيين برنامه درماني جراحي مفيد است , فعال بودن ضايعه يا عدم فعاليت آن با مواد راديواكتيو در استخوان امكان پذير است و به تفكيك خوش خيم يا بدخيم بودن ضايعه كمك مي كند.
3 ) بيماري هاي تيروئيد :
در اين روش غده تيروئيد كه محل تجمع و سوخت و ساز يد و تنظيم آن در بدن مي باشد مورد بررسي قرار مي گيرد.
فعاليت تيروئيد سرطاني بودن و درمان آن نيز با يد راديواكتيو قابل انجام است  بنابراين استفاده از يد نشان دار در تفكيك ضايعات سرطاني و افتراق ضايعات كمك شايان توجهي مي نمايد و پس از تشخيص پركاري تيروئيد كه به گواتر سمي مشهور است با يد نشان دار درمان مي شود.
4 ) عفونت يا آبسه هاي نامشخص :
بيماراني وجود دارند كه دچار تب با منشا آبسه هائي هستند كه موقعيت آن مشخص نيست , پزشكي امروز با استفاده از مواد راديواكتيو توانائي كشف آبسه هاي مجهول المكان را دارد موادي مثل اينديوم ـ 111 به همراه گلبول هاي سفيد نشان دارو داروي راديو اكتيو گاليم ـ 67 در محل عفونت يا آبسه ها تجمع يافته و در كليشه هاي اسكن محل آبسه را نشان مي دهد و پزشك و بيمار را از بلاتكليفي خارج ساخته و مي توان با جراحي يا درمان طبي به مداواي آن پرداخت .
PET ) (5 ) اسكن تابشي
در اين روش كه به تومورگرافي تابش پوزيترون شهرت دارد , به بيمار مواد راديواكتيو مثل كربي ـ 11 , فلوئورـ 18 ، اكسيژن ـ 15 ، نيتروژن : 13 ، كه نيمه عمر كوتاهي دارند تزريق مي شود و اين مواد اشعه گامنا توليد كرده و با دستگاه (دوربيني ) كه حساس به اشعه گاما است محل هاي تجمع مواد راديواكتيو مورد بررسي قرار مي گيرند و كامپيوتر اين تصاوير را مورد پردازش قرار مي دهد تا تصاوير چند بعدي از مغز و كبد و... تهيه شده و جريان خون و ديگر فعاليت هاي بيوشيميائي بدن مورد ارزيابي قرار مي گيرند .
هم استفاده SPECT در كنار اين روش از تكنيك مي شود كه در آن مواد راديو اكتيو مثل زنون ـ 133 , تكنسيوم ـ مي دهند كه در PET 99 و لودين ـ123 تصاوير شبيه تشخيص بيماريها و جريان خون ارگان ها كمك مي نمايد .
6 ) تشخيص پخش شدن و گسترش تومورها به استخوان :
بسيار از تومورهاي (سرطانها) در محل پخش شدن و دست اندازي كه به متاستاز معروف است در استخوان ها يافت مي شود و فرد دچار شكستگي استخوان با ضربات  اندك فيزيكي مي شود تشخيص گسترش تومورهاي پستان  ـ  تيروئيد ـ روده بزرگ و پروستات به استخوان از ديگر مزاياي مواد راديو اكتيو مي باشد كه در اسكن استخوان به خوبي مشخص مي گردد .
7 ) تحقيقات پزشكي :
بسياري از موارد راديوايزوتوپ كه با استفاده از ديگر عناصر نشان دار شده اند در تشخيص و تحقيق پزشكي كاربردهاي فراواني دارند كه مهمترين آنها آهن ـ 59 در تشخيص ضايعات كبدـ طحال و مغز استخوان كرم ـ 51 با بررسي وضعيت گلبولهاي قرمز خون يد 121جهت بررسي غده تيروئيد و سديم ـ 24 براي تمام بدن فسفر ـ32براي تومورهاي سرطاني و كربن ـ14 جهت مكانيسم فتوسنتز و موجودات زنده و كلسيم ـ45 و مس ـ64 و CO 2 جذب ارسنيك ـ76 براي تشخيص تومورها به كار مي روند .
8 ) موارد درماني بيماري ها :
برخي از بيماريها مثل لوسمي (نوعي سرطاني خون ) و رماتيسم و نقرس و ضايعات پوستي توسط اشعه مواد راديواكتيو درمان مي شوند .ايزوتوپهاي راديواكتيو در درمان نقش گسترده اي دارند .
راديو فسفر ـ 32 در مغز استخوان و درمان بيماري راگتو و همانژيوم و سرطانهاي عمقي بكالب و فسفر ـ 32 كاربرد دارند.
پركاري سمي تيروئيد نيز با راديو يد  ـ131 درمان پذير است .
9 ) مزاياي مواد راديو اكتيو يا ايزوتوپهاي راديواكتيو :
اين مواد برعكس ديگر روشها كه آناتومي (تشريح ) ارگانها را نشان ميدهد , براساس فيزيولوژي و جريان خون كاركرد دارد , ضمنا اثرات مضر و سمي آن نيز نسبت به كليشه هاي سي تي اسكن و يا اشعه ايكس كمتر مي باشد.
اورانيوم كه در راكتورهسته اي دچار شكست اتم يانشقاق مي شود با انرژي آزاد شده در تهيه راديو ايزوتوپهاي مختلف به ويژه در حوزه پزشكي بسيار موثر و تعيين كننده است .
با اين همه كشور ما در راستاي سياست , كليه دانشمندان بومي و گام برداشتن در جهت نهضت نرم افزاري و توسعه و تعميق تحقيقات پزشكي در حوزه هسته اي گام هاي بلندي را برداشته كه به زودي اين افق هر چه روشن تر و درخشان تر خواهد شد.