Tieši pirms vairāk nekā gadsimta mazpazīstamais franču zinātnieks, vārdā Henrijs Bekerels, saskārās ar kaut ko jaunu un ārkārtīgi satriecošu. Laika gaitā tika atklāts, ka šie stari atrodas vairākos dabā sastopamos elementos, un tika dublēti par radioaktivitāti. Tie metāli, kas tos eksponēja, kļuva pazīstami arī kā radioaktīvie izotopi.
Radioizotopi (pazīstami arī kā radioaktīvie izotopi vai radionuklīdi) ir atomi ar atšķirīgu neitronu skaitu nekā parastais atoms. Šīs nelīdzsvarotības dēļ šiem izotopiem ir nestabils kodols, kas noārdās, un procesā izstaro alfa, beta un gamma starus, līdz izotops sasniedz stabilitāti. Kad izotops ir stabils, tas ir pilnībā pārveidojies par citu elementu. Katrā ķīmiskajā elementā ir viens vai vairāki radioizotopi, kopā veidojot vairāk nekā 1000 izotopu. Apmēram 50 no tiem ir sastopami dabā; pārējās tiek ražotas mākslīgi kā tiešas kodolreakciju sekas vai netieši kā šo produktu radioaktīvie pēcteči.
No dabiski sastopamajiem radioizotopiem ir trīs kategorijas, kuras tiek izmantotas to grupēšanai. Pirmais ir pirordiāli radionuklīdi, kuru izcelsme ir galvenokārt zvaigžņu iekšienē un, piemēram, urāns un torijs, joprojām ir sastopami, jo to pussabrukšanas periodi ir tik ilgi, ka tie vēl nav pilnībā sadalījušies. Otrā grupa, sekundārie radionuklīdi, ir radiogēni izotopi, kas iegūti no primordiālo radionuklīdu sabrukšanas, un tos raksturo īsāks pussabrukšanas periods. Trešā un pēdējā grupa ir zināmi kosmogēni radionuklīdi, kas sastāv no izotopiem, piemēram, oglekļa 14, kas atmosfērā pastāvīgi rodas kosmisko staru ietekmē. Mākslīgi ražotus radionuklīdus, no otras puses, ražo kodolreaktori, daļiņu paātrinātāji vai radionuklīdu ģeneratori (ja sākotnējam izotopam, ko parasti ražo kodolreaktorā, ļauj sabrukt, veidojot radioizotopu). Turklāt ir zināms, ka kodolsprādzieni rada arī mākslīgos radioizotopus.
Radioizotopus mūsdienās izmanto dažādiem mērķiem. Runājot par kodolmedicīnas jomu, radioaktīvos izotopus MRI un rentgena staros izmanto diagnostikas nolūkos, mērķtiecīgai staru terapijai un medicīniskā aprīkojuma sterilizēšanai. Bioķīmijā un ģenētikā radionuklīdus izmanto molekulārajos un DNS pētījumos, lai “marķētu” molekulas un izsekotu ķīmiskos un fizioloģiskos procesus. Ogleklis-14, dabiski sastopams kosmogēns izotops, tiek izmantots arheologu, paleontologu un ģeologu oglekļa datēšanai. Lauksaimniecībā radiāciju izmanto, lai apturētu sakņu kultūru dīgšanu, iznīcinātu parazītus un kaitēkļus, kā arī veterinārajā medicīnā. Runājot par rūpniecību, radionuklīdus izmanto, lai pētītu metālu nodiluma un korozijas ātrumu, lai pārbaudītu noplūdes un šuves, analizētu piesārņotājus, pētītu virszemes ūdens kustību, izmērītu ūdens noteces no lietus un sniega, kā arī plūsmas ātrumu strautu un upju.
Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par radioizotopiem žurnālam Space. Šis ir raksts par izotopiem, un šeit ir raksts par radioaktīvo sabrukšanu.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par radioizotopiem, skatiet šos rakstus no NDT Resursu centra un Science Courseware.
Mēs esam ierakstījuši arī veselu astronomijas epizodi par Visuma laikmetu. Klausieties šeit, 122. epizode: Cik vecs ir Visums ?.
Atsauces:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radionuklīds
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/489027/radioaktīvsizotops
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiocarbon_dating
http://www.ehow.com/about_5095610_radioaktīvie-izotopi.html
