Nieco ponad sto lat temu mało znany francuski naukowiec Henri Becquerel natknął się na coś nowego i niezwykle zaskakującego. Z czasem odkryto, że promienie te są obecne w kilku naturalnie występujących elementach i nazwano je radioaktywnością. Metale, które je wykazywały, stały się również znane jako izotopy promieniotwórcze.
Radioizotopy (znane również jako izotopy promieniotwórcze lub radionuklidy) to atomy o innej liczbie neutronów niż zwykły atom. Z powodu tej nierównowagi izotopy te mają niestabilne jądro, które rozpada się, i w tym procesie emitują promienie alfa, beta i gamma, dopóki izotop nie osiągnie stabilności. Gdy jest stabilny, izotop całkowicie przekształcił się w inny pierwiastek. Każdy pierwiastek chemiczny ma jeden lub więcej radioizotopów, w sumie łącznie ponad 1000 izotopów. Około 50 z nich występuje w przyrodzie; pozostałe są wytwarzane sztucznie jako bezpośredni wynik reakcji jądrowych lub pośrednio jako radioaktywni potomkowie tych produktów.
Spośród naturalnie występujących radioizotopów istnieją trzy kategorie, które są używane do ich grupowania. Pierwszym z nich są pierwotne radionuklidy, które pochodzą głównie z wnętrza gwiazd i podobnie jak uran i tor, są nadal obecne, ponieważ ich okres półtrwania jest tak długi, że jeszcze się nie rozpadły. Druga grupa, drugorzędowe radionuklidy, są izotopami radiogennymi pochodzącymi z rozpadu pierwotnych radionuklidów i charakteryzują się krótszym okresem półtrwania. Trzecią i ostatnią grupą są znane kosmogenne radionuklidy, które składają się z izotopów takich jak węgiel 14, które są stale wytwarzane w atmosferze z powodu promieni kosmicznych. Z drugiej strony sztucznie wytwarzane radionuklidy są wytwarzane przez reaktory jądrowe, akceleratory cząstek lub generatory radionuklidów (gdzie izotop macierzysty, zwykle wytwarzany w reaktorze jądrowym, może rozpadać się, aby wytworzyć radioizotop). Ponadto wiadomo, że wybuchy jądrowe wytwarzają również sztuczne radioizotopy.
Radioizotopy są dziś wykorzystywane do różnych celów. Jeśli chodzi o medycynę nuklearną, izotopy promieniotwórcze są wykorzystywane w rezonansie magnetycznym i rentgenowskim do celów diagnostycznych, celowanej radioterapii i sterylizacji sprzętu medycznego. W biochemii i genetyce radionuklidy są wykorzystywane w badaniach molekularnych i DNA w celu „znakowania” cząsteczek i śledzenia procesów chemicznych i fizjologicznych. Węgiel-14, naturalnie występujący izotop kosmogeniczny, jest wykorzystywany do datowania węgla przez archeologów, paleontologów i geologów. W rolnictwie promieniowanie stosuje się w celu powstrzymania kiełkowania roślin okopowych, zabijania pasożytów i szkodników oraz w medycynie weterynaryjnej. A jeśli chodzi o przemysł, radionuklidy są wykorzystywane do badania szybkości zużycia i korozji metali, do badania szczelności i szwów, analizowania zanieczyszczeń, badania ruchu wód powierzchniowych, pomiaru spływu wody z deszczu i śniegu oraz natężeń przepływu strumieni i rzek.
Napisaliśmy wiele artykułów o radioizotopach dla czasopisma Space Magazine. Oto artykuł o izotopach i artykuł o rozpadzie radioaktywnym.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat izotopów promieniotwórczych, zapoznaj się z tymi artykułami z NDT Resource Center i Science Courseware.
Nagraliśmy również cały odcinek Astronomy Cast o epoce wszechświata. Posłuchaj tutaj, odcinek 122: Ile lat ma wszechświat ?.
Bibliografia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radionuclide
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/489027/radioactive-isotope
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiocarbon_dating
http://www.ehow.com/about_5095610_radioactive-isotopes.html
