تزايد روزافزون جمعيت و كمبود مواد غذايي در دنيا موجب توجه دانشمندان به ازدياد محصولات كشاورزي و همچنين بهبود كيفيت آنها گرديده است. در اين راستا مواد راديواكتيو به كمك بررسي‎هاي كشاورزي شتافت و انقلاب عظيمي در كشاورزي به وجود آورد به طوري كه عناصر راديواكتيو يا نشاندار در اكثر رشته‎هاي كشاورزي از جمله مديريت آب و خاك و تغذيه گياهي، اصلاح نباتات و ژنتيك، دامپروري، كنترل آفات، صنايع غذايي و محيط زيست مورد استفاده قرار گرفته‎اند.

نيل به سوي كشاورزي پايدار بستگي به تعامل بين مواد غذايي خاك و منابع آبي موجود جهت توليد عملكرد مناسب دارد. در اين خصوص با استفاده از ايزوتوپ‎ها مي‎توان ميزان مطلوب كاربرد كودهاي شيميايي، بهترين زمان مصرف آنها،‌ مكان و مقدار آنها در خاك، بررسي فعاليت ميكروارگانيسم‎هاي خاكزي و همچنين نحوة‌ انتقال عناصر غذايي در خاك و گياه را بررسي نمود.

استفاده از روش ايجاد موتاسيون به منظور تنوع بخشيدن به محتويات ژنتيكي با هدف ارتقاء صفات كمي و كيفي در گياهان زراعي مورد توجه خاص قرار گرفته است. از طرف ديگر با توجه به اينكه مصرف مواد شيميايي به منظور حفظ و نگهداري مواد غذايي نه تنها براي مصرف‎كنندگان بلكه براي محيط زيست مضر مي‎باشد، استفاده از پرتودهي محصولات كشاورزي به عنوان يك روش بي‎خطر استريليزه كردن در اكثر كشورهاي جهان متداول شده است. در رابطه با كنترل آفات از طريق پرتودهي و عقيم نمودن حشرات نيز گام‎هاي بسيار مثبتي در نقاط مختلف دنيا برداشته شده است.

مباني فيزيك هسته‎اي

ايزوتوپ‎ها (ويژگي‎ها و كاربرد)

اتم‎هاي يك عنصر را كه عدد اتمي يكسان و عدد جرمي متفاوت دارند، ايزوتوپ‎هاي آن عنصر مي‎نامند (بارهاي مثبت كه همان تعداد پروتون‎ها مي‎باشند را عدد اتمي و مجموع تعداد پروتون‎ها و نوترون‎هاي هستة يك اتم را عدد جرمي آن مي‎گويند).

ايزوتوپ‎هاي يك عنصر، اتم‎هايي هستند كه تعداد بارهاي مثبت موجود در هسته و نيز تعداد الكترون‎هايشان يكسان ولي تعداد نوترون‎هاي موجود در هستة آنها با هم متفاوت است. اغلب عناصر چند ايزوتوپ دارند و چون ساختار الكتروني ايزوتوپ‎ها يكسان است، واكنش‎هاي شيميايي آنها نيز مشابه مي‎شود (شكل 4-1). براي تشخيص هويت يك ايزوتوپ، عدد اتمي آن به صورت شاخص در پايين و سمت چپ نماد شيميايي آن، و عدد جرمي يا تعداد كل نوكلئون‎هاي آن به صورت شاخص در بالاي نماد شيميايي آورده مي‎شود. براي مثال سه ايزوتوپ اكسين را مي‎توان به صورت ، و نشان داد. اما از آنجا كه عدد اتمي مترادف با نماد شيميايي است معمولاً شاخص پايين حذف مي‎گردد. بنابراين به عنوان مثال ايزوتوپ اكسيژن به صورت O¹⁶ نمايش داده مي‎شود. بايد توجه داشت كه فراواني همة ايزوتوپ‎ها با هم برابر نيست به عنوان مثال در مورد اكسيژن، 975/99 درصد اتم‎هاي طبيعي از نوع ‎O¹⁶ مي‎باشند. در حالي كه انواع ‎O¹⁷ و ‎O¹⁸ به ترتيب 037/0 درصد و 204/0 درصد از اكسيژن طبيعي را تشكيل مي‎دهند. در بين عناصر شيميايي، تعداد محدودي از آنها در مطالعات بيولوژيك مورد استفاده قرار مي‎گيرند و هر كدام از آنها حداقل داراي دو ايزوتوپ پايدار هستند.

تابش گاما ‎)

پرتوهاي گاما عبارتند از تابش‎هاي الكترومغناطيسي تك انرژي كه از هسته‎هاي برانگيخته حاصل از تبديل پرتوزا گسيل مي‎شوند. به عبارت ديگر هرگاه هسته‎اي به هر علت در حالت تهييج قرار گيرد، انرژي تهييج خود را به صورت فوتون گاما ساطع مي‎كند. در اغلب واپاشي‎هاي و ، هستة دختر به حالت تحريك شده قرار مي‎گيرد كه اين انرژي تحريكي هسته به صورت فوتون‎هاي گاما از هسته تابش مي‎شود تا هسته به تراز انرژي پايين‎تر يا پايدار برگردد. نمايش عمومي توليد گاما را مي‎توان به صورت ‎ نشان داد. مانند: