Oli vähän yli sata vuotta sitten, että vähän tunnettu ranskalainen tutkija nimeltä Henri Becquerel tapasi jotain uutta ja erittäin hätkähdyttävää. Ajan myötä näiden säteiden havaittiin olevan läsnä useissa luonnossa esiintyvissä elementeissä, ja niistä annettiin radioaktiivisuus. Ne metallit, jotka näyttivät niitä, tulivat myös nimellä Radioaktiiviset isotoopit.
Radioisotoopit (tunnetaan myös nimellä radioaktiiviset isotoopit tai radionuklidit) ovat atomeja, joissa on eri määrä neutroneja kuin tavallisessa atomissa. Tämän epätasapainon vuoksi näillä isotoopeilla on epästabiili ydin, joka hajoaa ja prosessoi säteilyalkua alfa-, beeta- ja gammasäteitä, kunnes isotooppi saavuttaa stabiilisuuden. Kun isotooppi on vakaa, se on muuttunut kokonaan toiseksi alkuaineeksi. Jokaisessa kemiallisessa alkuaineessa on yksi tai useampi radioisotooppi, ja niiden osuus on yhteensä yli 1 000 isotooppia. Noin 50 näistä löytyy luonnosta; loput tuotetaan keinotekoisesti ydinreaktioiden välittömänä tuloksena tai epäsuorasti näiden tuotteiden radioaktiivisina jälkeläisinä.
Luonnossa esiintyvistä radioisotoopeista on kolme luokkaa, joita käytetään ryhmittelemään ne. Ensimmäinen on ensisijaisia radionuklideja, jotka ovat lähtöisin pääasiassa tähtiä sisältä ja kuten uraania ja toriumia, on edelleen läsnä, koska niiden puoliintumisaika on niin pitkä, että ne eivät ole vielä täysin rappeutuneet. Toinen ryhmä, sekundaariset radionuklidit, ovat radiogeenisiä isotooppeja, jotka ovat peräisin ensisijaisten radionuklidien hajoamisesta, ja niille on ominaista niiden lyhyemmät puoliintumisajat. Kolmas ja viimeinen ryhmä ovat tunnettuja kosmogeenisiä radionuklideja, jotka koostuvat hiili 14: n kaltaisista isotoopeista, joita syntyy jatkuvasti ilmakehässä kosmisten säteiden takia. Toisaalta keinotekoisesti tuotetut radionuklidit tuotetaan ydinreaktoreissa, hiukkaskiihdyttimissä tai radionuklidigeneraattoreissa (joissa kanta-isotoopin, jota yleensä tuotetaan ydinreaktorissa, annetaan hajoaa radioisotoopin tuottamiseksi). Lisäksi ydinräjähdysten tiedetään tuottavan myös keinotekoisia radioisotooppeja.
Radioisotooppeja käytetään nykyään moniin tarkoituksiin. Ydinlääketieteen alalla radioaktiivisia isotooppeja käytetään MRT- ja röntgensäteissä diagnostisiin tarkoituksiin, kohdennettuun säteilyhoitoon ja lääketieteellisten laitteiden sterilointiin. Biokemiassa ja genetiikassa radionuklideja käytetään molekyyli- ja DNA-tutkimuksissa molekyylien ”leimaamiseksi” ja kemiallisten ja fysiologisten prosessien jäljittämiseksi. Hiili-14, luonnossa esiintyvä kosmogeeninen isotooppi, käytetään arkeologien, paleontologien ja geologien hiilen seuraamiseen. Maataloudessa säteilyä käytetään estämään juurikasvien itäminen, tappaa loiset ja tuholaiset ja eläinlääketieteessä. Ja kun kyse on teollisuudesta, radionuklideja käytetään tutkimaan metallien kulumis- ja korroosioastetta, vuotoja ja saumoja, analysoimaan pilaavia aineita, tutkimaan pintavesien liikettä, mittaamaan vesivuotot sateesta ja lumesta sekä virtausnopeudet purojen ja jokien.
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita radioisotoopeista Space Magazine -lehteen. Tässä on artikkeli isotoopeista ja tässä artikkeli radioaktiivisesta hajoamisesta.
Jos haluat lisätietoja radioisotoopeista, tutustu näihin artikkeleihin NDT Resurssikeskuksesta ja Science Courseware -sivustolta.
Olemme myös nauhoittaneet kokonaisen jakson tähtitieteen näyttelijöistä, jotka puhuvat maailmankaikkeuden ajasta. Kuuntele täällä, jakso 122: Kuinka vanha on maailmankaikkeus ?.
Viitteet:
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
