Πριν από έναν αιώνα πριν, ένας λίγο γνωστός Γάλλος επιστήμονας με το όνομα Henri Becquerel βρήκε κάτι νέο και τρομερό. Με την πάροδο του χρόνου, αυτές οι ακτίνες ανακαλύφθηκαν ότι υπάρχουν σε αρκετά φυσικά στοιχεία και ονομάστηκαν ραδιενέργεια. Αυτά τα μέταλλα που τα εκθέτησαν επίσης έγινε γνωστά ως ραδιενεργά ισότοπα.
Τα ραδιοϊσότοπα, (επίσης γνωστά ως ραδιενεργά ισότοπα ή ραδιονουκλίδια), είναι άτομα με διαφορετικό αριθμό νετρονίων από ένα συνηθισμένο άτομο. Λόγω αυτής της ανισορροπίας, αυτά τα ισότοπα έχουν έναν ασταθές πυρήνα που αποσυντίθεται και στη διαδικασία εκπέμπουν ακτίνες άλφα, βήτα και γάμμα έως ότου το ισότοπο φτάσει στη σταθερότητα. Μόλις είναι σταθερό, το ισότοπο έχει μετατραπεί εντελώς σε ένα άλλο στοιχείο. Κάθε χημικό στοιχείο έχει ένα ή περισσότερα ραδιοϊσότοπα, με συνολικά περισσότερα από 1.000 ισότοπα. Περίπου 50 από αυτά βρίσκονται στη φύση. Τα υπόλοιπα παράγονται τεχνητά ως άμεσο αποτέλεσμα πυρηνικών αντιδράσεων ή έμμεσα ως ραδιενεργών απογόνων αυτών των προϊόντων.
Από τα φυσικά ραδιοϊσότοπα, υπάρχουν τρεις κατηγορίες που χρησιμοποιούνται για την ομαδοποίησή τους. Το πρώτο είναι τα αρχέγονα ραδιονουκλίδια, τα οποία προέρχονται κυρίως από το εσωτερικό των αστεριών και όπως το ουράνιο και το θόριο, εξακολουθούν να υπάρχουν επειδή οι ημιζωές τους είναι τόσο μεγάλες που δεν έχουν ακόμη αποσυντεθεί πλήρως. Η δεύτερη ομάδα, τα δευτερογενή ραδιονουκλίδια, είναι ραδιογενή ισότοπα που προέρχονται από την αποσύνθεση των αρχέγονων ραδιονουκλιδίων και χαρακτηρίζονται από τον μικρότερο χρόνο ημιζωής τους. Η τρίτη και τελευταία ομάδα είναι γνωστά κοσμογόνα ραδιονουκλίδια, τα οποία αποτελούνται από ισότοπα όπως ο άνθρακας 14 που παράγονται συνεχώς στην ατμόσφαιρα λόγω κοσμικών ακτίνων. Τα τεχνητά παραγόμενα ραδιονουκλίδια, από την άλλη πλευρά, παράγονται από πυρηνικούς αντιδραστήρες, επιταχυντές σωματιδίων ή από γεννήτριες ραδιονουκλιδίων (όπου ένα γονικό ισότοπο, που συνήθως παράγεται σε πυρηνικό αντιδραστήρα, επιτρέπεται να αποσυντεθεί για την παραγωγή ραδιοϊσοτόπου). Επιπλέον, οι πυρηνικές εκρήξεις είναι γνωστό ότι παράγουν τεχνητά ραδιοϊσότοπα.
Τα ραδιοϊσότοπα χρησιμοποιούνται σήμερα για διάφορους σκοπούς. Όσον αφορά τον τομέα της πυρηνικής ιατρικής, ραδιενεργά ισότοπα χρησιμοποιούνται σε ακτινογραφίες μαγνητικής τομογραφίας και ακτινογραφίας για διαγνωστικούς σκοπούς, για στοχευμένη ακτινοθεραπεία και για την αποστείρωση ιατρικού εξοπλισμού. Στη βιοχημεία και τη γενετική, τα ραδιονουκλίδια χρησιμοποιούνται σε μοριακή έρευνα και DNA για να «επισημάνουν» μόρια και να εντοπίσουν χημικές και φυσιολογικές διεργασίες. Το Carbon-14, ένα φυσιολογικό κοσμογόνο ισότοπο, χρησιμοποιείται για άνθρακα που χρονολογείται από αρχαιολόγους, παλαιοντολόγους και γεωλόγους. Στη γεωργία, η ακτινοβολία χρησιμοποιείται για να σταματήσει η βλάστηση των ριζικών καλλιεργειών, να σκοτωθούν τα παράσιτα και τα παράσιτα και στην κτηνιατρική. Και όταν πρόκειται για τη βιομηχανία, τα ραδιονουκλεΐδια χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του ρυθμού φθοράς και διάβρωσης των μετάλλων, για τον έλεγχο διαρροών και ραφών, την ανάλυση ρύπων, τη μελέτη της κίνησης των επιφανειακών υδάτων, τη μέτρηση των απορροών νερού από τη βροχή και το χιόνι και τους ρυθμούς ροής ρέματα και ποτάμια.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα για ραδιοϊσότοπα για το Space Magazine. Ακολουθεί ένα άρθρο σχετικά με τα ισότοπα και ένα άρθρο σχετικά με τη ραδιενεργή διάσπαση.
Εάν θέλετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα ραδιοϊσότοπα, δείτε αυτά τα άρθρα από το NDT Resource Center και το Science Courseware.
Καταγράψαμε επίσης ένα ολόκληρο επεισόδιο του Cast Astronomy για την εποχή του σύμπαντος. Ακούστε εδώ, επεισόδιο 122: Πόσο χρονών είναι το σύμπαν;
Βιβλιογραφικές αναφορές:
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
