什么是同位素？

不同的元素由它所具有的质子、中子和电子的数量来区分。每种化学元素的原子都具有确定且数量相同的质子和电子，但关键是中子——其数量是可变的。

质子数相同但中子数不同的原子被称为同位素。它们的化学性质几乎相同，但质量不同，因此物理性质也不同。稳定的同位素不会发出辐射，而不稳定的同位素会发出辐射。后者被称为放射性同位素。

核技术被用来测量物质中同位素的数量和比例，并根据这些信息追踪其来源、循环过程和源头。这些测量有助于专家了解包括陆地和水生系统，人体吸收的特定维生素的数量，或植物吸收肥料的数量等在内的各种信息。

了解更多不同类型同位素的信息。

同位素特征是样品中一种元素的各种同位素数量之间的比率集合。

同位素特征通常被称为指纹，因为它们与人的指纹相似，并被用来跟踪和追溯。它们存在于水、土地、植物和动物中。通过追踪这些指纹，科学家便可评估：

• 物种在陆地和水中的迁移
• 动物的食物链和饮食变化
• 食物的地理和植物来源
• 水体（包括地下水含水层）的年龄和质量
• 水和大气污染的来源

例如，存在于水中的天然同位素碳-14可用来了解水和其他有机材料的年龄。

阅读《国际原子能机构（原子能机构）通报》，了解更多关于同位素及其特征的重要性和用途。

在元素周期表上，前80个元素都有稳定同位素。稳定同位素的特性使它们可用于了解和管理水和土地资源。它们还可用于环境研究、营养评估和法医学。

例如，氢的同位素是一种自然产生的稳定同位素。科学家可通过测量其在水样中的数量和比例来确定水的年龄和来源，了解其循环过程并确认其源头。这被称为同位素水文学。

稳定同位素可用于研究土地、人类、动物、昆虫和植物。例如，同位素被用来绘制蝴蝶的迁移路径，并协助保护其繁殖环境中的资源。

稳定同位素也可用于农业。使用标有稳定同位素氮-15（¹⁵N）的生物氮肥，科学家可跟踪并确定作物对肥料的吸收效果。这一点至关重要——因为植物需要吸收氮，并将其转化为必要的蛋白质。科学家通过使用¹⁵N可确定作物需要多少肥料才能达到最大产量。

阅读更多关于稳定同位素的信息。

现有超过3000种已知的放射性同位素。它们是元素的不稳定形式。这些放射性同位素发出不同程度的辐射，这使它们在医学、工业、农业、放射性药物科学、工业应用、环境追踪和生物研究中颇有用处。

放射性同位素在研究堆和加速器中由人工安全生产。放射性同位素的一个用途是利用放射性核素治疗癌症和慢性疾病，以安全且有效的方式治疗癌细胞。其他用途还包括通过去除或中和构成危害的化学品、细菌和毒素来生产更安全的保健产品。

了解放射性同位素及其产品的更多用途。

• 原子能机构助力各国建立使用同位素技术和生产放射性同位素及放射性药物的能力。
• 原子能机构通过提供参考材料、验证程序、能力测试和环境保护指南，协助各国专家提高分析测量数据的质量。
• 原子能机构的技术合作计划经常使用同位素工具来处理制定健康和营养标准、改进粮食和农业生产、追溯粮食、温室气体及污染物来源以及管理水供应方面的优先事项。
• 由原子能机构领导的协调研究项目将各个机构联合起来，建立同位素和同位素研究的网络和数据库。
• 由原子能机构和世界气象组织运作的全球降水同位素网为研究和使用该技术提供科学咨询、后勤和技术支持。
• 原子能机构还设立全球河流同位素网，该网络汇编世界各地河流的同位素数据并协助进行水资源管理。
• 从咨询、选择设施和方法到监督生产中心的建立，原子能机构同时协助有意建立放射性同位素生产设施的国家。