Det var för drygt ett sekel sedan som en lite känd fransk forskare vid namn Henri Becquerel stötte på något nytt och oerhört häpnadsväckande. Med tiden upptäcktes dessa strålar närvarande i flera naturligt förekommande element och kallades radioaktivitet. De metaller som visade dem blev också kända som radioaktiva isotoper.
Radioisotoper (även känd som radioaktiva isotoper eller radionuklider) är atomer med ett annat antal neutroner än en vanlig atom. På grund av denna obalans har dessa isotoper en instabil kärna som sönderfaller och i processen avger alfa-, beta- och gammastrålar tills isotopen når stabilitet. När den är stabil har isotopen förvandlats till ett annat element helt. Varje kemiskt element har en eller flera radioisotoper, med över 1 000 isotoper som står för totalt. Cirka 50 av dessa finns i naturen; resten produceras artificiellt som direkt resultat av kärnreaktioner eller indirekt som radioaktiva ättlingar till dessa produkter.
Av de naturligt förekommande radioisotoperna finns det tre kategorier som används för att gruppera dem. Den första är primordiala radionuklider, som huvudsakligen har sitt ursprung i stjärnorna och som uran och thorium, är fortfarande närvarande eftersom deras halveringstid är så lång att de ännu inte helt har förfallit. Den andra gruppen, sekundära radionuklider, är radiogena isotoper härrörande från förfall av primordiala radionuklider och kännetecknas av deras kortare halveringstid. Den tredje och sista gruppen är kända kosmogena radionuklider, som består av isotoper som kol 14 som konstant produceras i atmosfären på grund av kosmiska strålar. Konstgjorda producerade radionuklider produceras å andra sidan av kärnreaktorer, partikelacceleratorer eller av radionuklidgeneratorer (där en moderisotop, vanligtvis producerad i en kärnreaktor, får sönderfallas för att producera en radioisotop). Dessutom är kärnkraftsexplosioner också kända för att producera konstgjorda radioisotoper.
Radioisotoper används idag för en mängd olika syften. När det gäller området kärnmedicin används radioaktiva isotoper i MRI: s och röntgenstrålar för diagnostiska ändamål, för målinriktad strålterapi och för sterilisering av medicinsk utrustning. Inom biokemi och genetik används radionuklider i molekyl- och DNA-forskning för att ”märka” molekyler och spåra kemiska och fysiologiska processer. Carbon-14, en naturligt förekommande kosmogen isotop, används för kol-datering av arkeologer, paleontologer och geologer. Inom jordbruket används strålning för att stoppa spirande av rotgrödor, döda parasiter och skadedjur och inom veterinärmedicin. Och när det gäller industrin används radionuklider för att studera hastigheten på slitage och korrosion av metaller, för att testa för läckor och sömmar, analysera föroreningar, studera ytvattnets rörelse, mäta vattenavlopp från regn och snö och flödeshastigheterna av bäckar och floder.
Vi har skrivit många artiklar om radioisotoper för Space Magazine. Här är en artikel om isotoper och här är en artikel om radioaktivt förfall.
Om du vill ha mer information om radioisotoper kan du kolla in dessa artiklar från NDT Resource Center och Science Courseware.
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast om universumets ålder. Lyssna här, avsnitt 122: Hur gammalt är universum?
referenser:
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
