Природная и искусственная изотопия

Атомы состоят из ядра и электронных оболочек. Свойства атомов определяются тем, сколько протонов (положительно заряженных элементнарных частиц) содержит ядро. Яд-ро помимо протонов содержит и нейтроны. Природа распорядилась так, что при равном количестве протонов ядро может содержать разное количество нейтронов. Атомы с оди-наковым количеством протонов в ядре, но с разным количеством нейтронов отличаются по массе на одну или несколько единиц атомной массы (а.е.м.) и называются изотопами. Большинство элементов имеют определенный набор стабильных изотопов. Радиоактив-ные изотопы не являются стабильными и распадаются с образованием стабильных изото-пов. Природная распространенность изотопов для каждого элемента известна. Некоторые 11

элементы в прирорде являются моноизотопными, то есть 100 % природной распростра-ненности приходится на один изотоп (например, Al, Sc, Y, Rh, Nb и т.д.), а другие имеют множество стабильных изотопов (S, Ca, Ge, Ru, Pd, Cd, Sn, Xe, Nd, Sa и т.д.). В технологи-ческой деятельности люди научились изменять изотопный состав элементов с целью по-лучения каких-либо специфических свойств материалов (например, U235 имеет способ-ность к спонтанной цепной реакции и может использоваться в качестве топлива для атом-ных электростанций или атомной бомбы) или использования изотопных меток (например, в медицине).

Поскольку массы изотопов отличаются, а масс-спектрометрия измеряет массу, естествен-но, этот метод становится самым удобным для определения изотопного состава. В то же время, информация по изотопному составу помогает идентифицировать органические со-единения и позволяет дать ответы на многие вопросы начианая от определения возраста пород для геологии и заканчивая определением фальсификатов многих продуктов и уста-новлением места происхождения товаров и сырья.