Het was iets meer dan een eeuw geleden dat een weinig bekende Franse wetenschapper, Henri Becquerel, iets nieuws en immens schokkends tegenkwam. Na verloop van tijd bleken deze stralen aanwezig te zijn in verschillende van nature voorkomende elementen en werden ze radioactiviteit genoemd. De metalen die ze vertoonden, werden ook bekend als radioactieve isotopen.
Radio-isotopen (ook wel radioactieve isotopen of radionucliden genoemd) zijn atomen met een ander aantal neutronen dan een gewoon atoom. Vanwege deze onbalans hebben deze isotopen een onstabiele kern die vergaat en daarbij alfa-, bèta- en gammastraling uitzenden totdat de isotoop stabiliteit bereikt. Als het eenmaal stabiel is, is de isotoop volledig getransformeerd in een ander element. Elk chemisch element heeft een of meer radio-isotopen, met in totaal meer dan 1.000 isotopen. Ongeveer 50 hiervan komen voor in de natuur; de rest wordt kunstmatig geproduceerd als direct gevolg van kernreacties of indirect als radioactieve afstammelingen van deze producten.
Van de natuurlijk voorkomende radio-isotopen zijn er drie categorieën die worden gebruikt om ze te groeperen. De eerste zijn primordiale radionucliden, die voornamelijk afkomstig zijn uit de binnenkant van sterren en zoals uranium en thorium nog steeds aanwezig zijn omdat hun halfwaardetijden zo lang zijn dat ze nog niet volledig zijn vervallen. De tweede groep, secundaire radionucliden, zijn radiogene isotopen die zijn afgeleid van het verval van primordiale radionucliden en worden gekenmerkt door hun kortere halfwaardetijden. De derde en laatste groep is bekend kosmogene radionucliden, die bestaat uit isotopen zoals koolstof 14 die constant worden geproduceerd in de atmosfeer als gevolg van kosmische straling. Kunstmatig geproduceerde radionucliden worden daarentegen geproduceerd door kernreactoren, deeltjesversnellers of door radionuclidegeneratoren (waarbij een ouderisotoop, meestal geproduceerd in een kernreactor, mag vervallen om een radio-isotoop te produceren). Bovendien is het bekend dat nucleaire explosies ook kunstmatige radio-isotopen produceren.
Radio-isotopen worden tegenwoordig voor verschillende doeleinden gebruikt. Op het gebied van de nucleaire geneeskunde worden radioactieve isotopen gebruikt in MRI's en röntgenfoto's voor diagnostische doeleinden, voor gerichte bestralingstherapie en om medische apparatuur te steriliseren. In de biochemie en genetica worden radionucliden gebruikt in moleculair en DNA-onderzoek om moleculen te "labelen" en chemische en fysiologische processen op te sporen. Koolstof-14, een van nature voorkomende kosmogene isotoop, wordt gebruikt voor koolstofdatering door archeologen, paleontologen en geologen. In de landbouw wordt straling gebruikt om het kiemen van wortelgewassen te stoppen, parasieten en plagen te doden en in de diergeneeskunde. En als het om de industrie gaat, worden radionucliden gebruikt om de mate van slijtage en corrosie van metalen te bestuderen, om te testen op lekken en naden, om verontreinigende stoffen te analyseren, om de beweging van oppervlaktewater te bestuderen, om waterafvoer van regen en sneeuw en de stroomsnelheden te meten. van beken en rivieren.
We hebben veel artikelen geschreven over radio-isotopen voor Space Magazine. Hier is een artikel over isotopen en hier is een artikel over radioactief verval.
Als je meer informatie wilt over radio-isotopen, bekijk dan deze artikelen van NDT Resource Center en Science Courseware.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen over het tijdperk van het heelal. Luister hier, aflevering 122: hoe oud is het universum ?.
Referenties:
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
