什么是同位素？

不同的元素由它所具有的質子、中子和電子的數量來區分。每種化學元素的原子都具有確定且數量相同的質子和電子，但關鍵是中子——其數量是可變的。

質子數相同但中子數不同的原子被稱為同位素。它們的化學性質幾乎相同，但質量不同，因此物理性質也不同。穩定的同位素不會發出輻射，而不穩定的同位素會發出輻射。后者被稱為放射性同位素。

核技術被用來測量物質中同位素的數量和比例，并根據這些信息追蹤其來源、循環過程和源頭。這些測量有助于專家了解包括陸地和水生系統，人體吸收的特定維生素的數量，或植物吸收肥料的數量等在內的各種信息。

了解更多不同類型同位素的信息。

同位素特征是樣品中一種元素的各種同位素數量之間的比率集合。

同位素特征通常被稱為指紋，因為它們與人的指紋相似，并被用來跟蹤和追溯。它們存在于水、土地、植物和動物中。通過追蹤這些指紋，科學家便可評估：

• 物種在陸地和水中的遷移
• 動物的食物鏈和飲食變化
• 食物的地理和植物來源
• 水體（包括地下水含水層）的年齡和質量
• 水和大氣污染的來源

例如，存在于水中的天然同位素碳-14可用來了解水和其他有機材料的年齡。

閱讀《國際原子能機構（原子能機構）通報》，了解更多關于同位素及其特征的重要性和用途。

在元素周期表上，前80個元素都有穩定同位素。穩定同位素的特性使它們可用于了解和管理水和土地資源。它們還可用于環境研究、營養評估和法醫學。

例如，氫的同位素是一種自然產生的穩定同位素。科學家可通過測量其在水樣中的數量和比例來確定水的年齡和來源，了解其循環過程并確認其源頭。這被稱為同位素水文學。

穩定同位素可用于研究土地、人類、動物、昆蟲和植物。例如，同位素被用來繪制蝴蝶的遷移路徑，并協助保護其繁殖環境中的資源。

穩定同位素也可用于農業。使用標有穩定同位素氮-15（¹⁵N）的生物氮肥，科學家可跟蹤并確定作物對肥料的吸收效果。這一點至關重要——因為植物需要吸收氮，并將其轉化為必要的蛋白質。科學家通過使用¹⁵N可確定作物需要多少肥料才能達到最大產量。

閱讀更多關于穩定同位素的信息。

現有超過3000種已知的放射性同位素。它們是元素的不穩定形式。這些放射性同位素發出不同程度的輻射，這使它們在醫學、工業、農業、放射性藥物科學、工業應用、環境追蹤和生物研究中頗有用處。

放射性同位素在研究堆和加速器中由人工安全生產。放射性同位素的一個用途是利用放射性核素治療癌癥和慢性疾病，以安全且有效的方式治療癌細胞。其他用途還包括通過去除或中和構成危害的化學品、細菌和毒素來生產更安全的保健產品。

了解放射性同位素及其產品的更多用途。

• 原子能機構助力各國建立使用同位素技術和生產放射性同位素及放射性藥物的能力。
• 原子能機構通過提供參考材料、驗證程序、能力測試和環境保護指南，協助各國專家提高分析測量數據的質量。
• 原子能機構的技術合作計劃經常使用同位素工具來處理制定健康和營養標準、改進糧食和農業生產、追溯糧食、溫室氣體及污染物來源以及管理水供應方面的優先事項。
• 由原子能機構領導的協調研究項目將各個機構聯合起來，建立同位素和同位素研究的網絡和數據庫。
• 由原子能機構和世界氣象組織運作的全球降水同位素網為研究和使用該技術提供科學咨詢、后勤和技術支持。
• 原子能機構還設立全球河流同位素網，該網絡匯編世界各地河流的同位素數據并協助進行水資源管理。
• 從咨詢、選擇設施和方法到監督生產中心的建立，原子能機構同時協助有意建立放射性同位素生產設施的國家。