同位素氣體是具有相同化學(xué)特性但質(zhì)量不同的氣體，因?yàn)樗鼈兊脑雍撕胁煌瑪?shù)量的中子。其中，同位素是指元素的原子核中，質(zhì)子數(shù)不變而中子數(shù)不同的原子核，因此其是指同種元素的不同同位素組成的氣體。
舉例來說，氖氣的同位素有三種，分別為氖-20、氖-21和氖-22。雖然它們的化學(xué)性質(zhì)相同，但因?yàn)樗鼈冑|(zhì)量不同，它們的物理性質(zhì)會(huì)有所差異。比如在同等壓力和溫度下，氖-20、氖-21和氖-22的密度分別為0.900g/L、0.920g/L和1.020g/L，可見它們的密度存在一定的差異。
同位素氣體因?yàn)槠渚哂蟹€(wěn)定的放射性，被廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域。
1、被廣泛用于放射性同位素研究中。借助研究技術(shù)，可以追蹤同位素在大氣、地球、生物和化學(xué)反應(yīng)中的行為，從而了解它們在自然界中的分布、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律。如用氦氣中的放射性同位素氚（T）作為示蹤劑，可以測定海洋水圈的混合和擴(kuò)散速度；用氡氣檢測空氣中的輻射水平可以判斷周圍的環(huán)境是否安全等。
2、還可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。例如，氧氣和碳酸氣體中的放射性同位素可以用于診斷血流速度，檢測心肌和肺部功能；放射性氬氣可以用于治療肺功能缺陷和肺瘤等。
3、還被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域。例如，用氦氣判斷金屬和塑料制品的密封性、檢測石油和天然氣的流量等。另一方面，還可以用于控制放射性污染，如利用氣體中的氯離子檢測管道或儲(chǔ)罐中的污染物濃度，確定地下水或飲用水是否受核污染等。
同位素氣體在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中，用于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域是最為常見的，如氦-3在核磁共振成像中的應(yīng)用，氖-22在肺功能檢查中的應(yīng)用等等。此外，還被用于研究大氣層物理化學(xué)性質(zhì)、核反應(yīng)、宇宙學(xué)等領(lǐng)域。
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