同位素是同一元素的原子，其原子核中含有相同数量的质子，但中子数不同。这会改变原子的质量，并导致不同的物理和化学性质。了解如何换算同位素对于科学研究、医学诊断和其他应用至关重要。

同位素换算指南：理解同位素之间的差异

同位素质量数

每个同位素的质量数是其原子核中质子和中子的总数。质量数用符号 A 表示，位于元素符号的左上角。例如，碳的两种常见同位素是碳-12 (¹²C) 和碳-14 (¹⁴C)。碳-12 的质量数为 12，而碳-14 的质量数为 14。

同位素原子质量

同位素的原子质量是其原子中质子、中子和电子的平均质量。原子质量通常以原子质量单位 (amu) 表示，其中 1 amu 定义为碳-12 原子的 1/12。

同位素的原子质量可以通过加权平均法计算，其中每个同位素的质量乘以其相对于所有同位素的丰度。例如，碳-12 的原子质量为 12.0000 amu，而碳-14 的原子质量为 14.0032 amu。

同位素换算

为了换算不同同位素，需要知道它们的质量数和原子质量。有两种常见的方法：

质量数换算： 直接将一个同位素的质量数除以另一个同位素的质量数。例如，要将碳-14 换算为碳-12，可以将碳-14 的质量数 14 除以碳-12 的质量数 12，得到 1.167。这表明碳-14 的质量约为碳-12 的 1.167 倍。

原子质量换算： 将一个同位素的原子质量除以另一个同位素的原子质量。例如，要将碳-14 换算为碳-12，可以将碳-14 的原子质量 14.0032 amu 除以碳-12 的原子质量 12.0000 amu，得到 1.1671。这与使用质量数换算得到的结果相同。

实际应用

同位素换算在科学研究、医学诊断和工业应用中有着广泛的应用。例如：

质谱：用于分析物质中不同同位素的丰度，以了解其来源、年龄和化学成分。 放射性定年：利用同位素的衰变速率来确定岩石、化石和其他材料的年龄。 医学成像：使用放射性同位素追查体内特定器官或组织的活动。 工业应用：例如，使用重水 (²H₂O) 作为核反应堆的慢化剂。