Radioisòtop
Un radioisòtop (radionucleido, radionúclit, nucleido radioactivo o isòtop radiactiu) és un àtom que té un excés d'energia nuclear, lo que ho fa inestable. Este excés d'energia pot ser utilisat de tres maneres: emesa des del núcleu com radiació gamma; transferida a un dels seus electrons per a lliberar-ho com un electró de conversió interna; o utilisada per a crear i emetre una nova partícula (partícula alfa o partícula beta) des del núcleu. Durant eixos processos, es diu que el radioisòtop sofrix una desintegració radiactiva.[1] Estes emissions es consideren radiació ionisant perque són lo suficientment potents com per a lliberar un electró d'un atre àtom. La desintegració radioactiva pot produir un isòtop estable o a voltes produïx un nou radioisòtop inestable que pot sofrir una major desintegració. La desintegració radiactiva és un procés aleatori a nivell d'àtoms individuals: és impossible predir quàn es desintegrarà un àtom en particular.[2][3][4][5] No obstant, per a una colecció d'àtoms d'un sol element, la taxa de desintegració, i per lo tant la vida mija. (t1/2) per a eixa colecció pot calcular-se a partir de les seues constants de decaiguda mides. El ranc de vida mija dels àtoms radiactius no té llímits coneguts i comprén un ranc de temps de més de 55 órdens de magnitut.
Els radioisòtops es produïxen naturalment o artificialment en reactors nuclears, ciclotrones, acceleradors de partícules o generadors de radioisòtops. Hi ha al voltant de 730 radioisòtops en vides miges de més de 60 minuts (vore llista de radioisòtops). Treinta y dos d'ells són radioisòtops primigenis que varen ser creats ans que es formara la terra. A lo manco atres 60 radioisòtops són detectables en la naturalea, ya siga com a fills de radioisòtops primigenis o com a radioisòtops produïts a través de la producció natural en la Terra per la radiació còsmica. Més de 2400 radioisòtops tenen una vida mija inferior a 60 minuts. La majoria d'ells es produïxen solament artificialment i tenen una vida mija molt curta. Per a la comparació, hi ha prop de 252 isòtops estables. (En teoria, solament 146 d'ells són estables, i es creu que els atres 106 es desintegren (desintegració alfa o desintegració beta o doble desintegració beta o captura electrònica o captura de doble electró)).
Tots els elements químics poden existir com a radioisòtops. Inclús l'element més llauger, hidrogen, té un conegut radioisòtop, triti. Els elements més pesats que el plom, i els elements tecnecio i prometio, existixen solament com a radioisòtops. (En teoria, els elements més pesats que disprosio existixen solament com a radioisòtops, pero la vida mija d'alguns d'estos elements (per eixemple, or i platí) és massa llarga per a trobar-los).
L'exposició no planificada als radioisòtops té generalment un efecte nociu sobre els organismes vius, inclosos els sers humans, encara que els baixos nivells d'exposició es produïxen de forma natural i sense danys. El grau de dany dependrà de la naturalea i extensió de la radiació produïda, de la cantitat i naturalea de l'exposició (contacte propenc, inhalació o ingestió) i de les propietats bioquímiques de l'element, sent la conseqüència més habitual l'aument del risc de càncer. No obstant, els radioisòtops en propietats adequades s'utilisen en medicina nuclear tant per al diagnòstic com per al tractament. Un marcador d'imàgens fet en radioisòtops es diu marcador radioactivo. Un medicament farmacèutic fet en radioisòtops es diu radiofármaco.
Orige
[editar | editar còdic]Natural
[editar | editar còdic]En la Terra, els radioisòtops naturals es dividixen en tres categories: radioisòtops primigenis, radioisòtops secundaris i radioisòtops cosmogénicos. Els radioisòtops es produïxen en nucleosíntesis estelar i explosions de supernova junt en els isòtops estables. La majoria es desintegren ràpidament, pero encara es poden observar astronómicamente i poden eixercitar un paper en la comprensió dels processos astronòmics. Els radioisòtops primigenis, tals com l'urani i el tori, existixen en l'actualitat perque les seues vides miges són tan llargues (>100 millons d'anys) que encara no s'han desintegrat completament. Alguns radioisòtops tenen una vida mija tan llarga (moltes voltes l'edat de l'univers) que la desintegració solament ha segut detectada recentment, i per a la majoria dels propòsits pràctics poden ser considerats estables, més notablement el bismut-209: la detecció d'esta desintegració significava que el bismut ya no era considerat estable. És possible la desintegració que es puga observar en atres isòtops que s'afigen a esta llista de radioisòtops primigenis. Els radioisòtops secundaris són isòtops radiogénicos derivats de la desintegració dels radioisòtops primigenis. Tenen una vida mija més curta que els radioisòtops primigenis. Sorgixen en la cadena de desintegració dels isòtops primigenis tori-232, urani-238 i urani-235. Els eixemples inclouen els isòtops naturals de poloni i ràdio. Els Isòtops cosmogenicos, com carbono-14, estan presents perque s'estan formant contínuament en l'atmòsfera pels rajos còsmics.[6]
Molts d'estos radioisòtops existixen solament en cantitats mínimes en la naturalea, incloent tots els isòtops cosmogenicos. Els radioisòtops secundaris es produiran en proporció a la seua vida mija, per lo que els de curta duració seran molt rars. Aixina, el poloni pot trobar-se en els minerals d'urani a uns 0,1 mg per tonellada mètrica. (1 part en 1010).[7][8] En la naturalea poden ocórrer més radioisòtops en cantitats pràcticament indetectables com a resultat d'events rars com la fissió espontànea o interaccions de rajos còsmics poc comuns.
Fissió Nuclear
[editar | editar còdic]Els radioisòtops es produïxen com a resultat inevitable de la fissió nuclear i explosions termonuclears. El procés de fissió nuclear crea una àmplia gama de productes de la fissió nuclear, la majoria dels quals són radioisòtops. Es poden crear més radioisòtops a partir de l'irradiació del combustible nuclear (creant un ranc d'actínits) i de les estructures circumdants, produint productes d'activació. Esta complexa mescla de radioisòtops en diferents químiques i radiactivitat fa que el maneig dels rebujos nuclears i el tractament de la pluja radiactiva siga particularment problemàtic.
Sintètic
[editar | editar còdic]
Els radioisòtops sintètics se sintetisen deliberadament utilisant reactors nuclears, acceleradors de partícules o generadors de radioisòtops: Ademés de ser extrets de rebujos nuclears, els radioisòtops poden ser produïts deliberadament en reactors nuclears, explotant l'alt fluix de neutrons presents. Estos neutrons activen elements situats en l'interior del reactor. Un producte típic d'un reactor nuclear és iridi-192. Es diu que els elements que tenen un gran clim a absorbir els neutrons en el reactor tenen una secció travessera del neutró alta. Els acceleradors de partícules com el ciclotrón acceleren les partícules per a bombardejar un objectiu i produir radioisòtops. Els ciclotrones acceleren els protones en un objectiu per a produir radioisòtops emissors de positrones, per eixemple el flúor-18. Els generadors de radioisòtops contenen un radioisòtop pare que es descompon per a produir una filla radioactiva. La matriu es produïx generalment en un reactor nuclear. Un eixemple típic és el generador de tecnecio-99m utilisat en medicina nuclear. El pare produït en el reactor és molibdeno-99.
Usos
[editar | editar còdic]Els radioisòtops s'utilisen de dos maneres principals: ben sol per la seua radiació (irradiació, bateries nuclears) o be per la combinació de les seues propietats químiques i la seua radiació (trazadores, biofármacos). En biologia, els radioisòtops de carbono poden servir com trazadores radiactius perque són químicament molt similars als isòtops no radioactivos, per lo que la majoria dels processos químics, biològics i ecològics els tracten d'una manera casi idèntica. Un pugues llavors examinar el resultat en un detector de radiació, tal com un contador Geiger, per a determinar on es varen incorporar els àtoms proveïts. Per eixemple, es podrien cultivar plantes en un ambient en el que el diòxit de carbono continga carbono radioactivo; llavors les parts de la planta que incorporen carbono atmosfèric serien radioactivas. Els radioisòtops poden ser utilisats per a monitorear processos com la replicació de el ADN o el transport d'aminoàcits.
En medicina nuclear, els radioisòtops s'utilisen per al diagnòstic, el tractament i l'investigació. Els trazadores químics radioactivos que emeten rajos gamma o positrones poden proporcionar informació diagnòstica sobre l'anatomia interna i el funcionament d'òrguens específics, incloent el cervell humà.[9][10][11] Açò s'usa en algunes formes d'tomografía: tomografía computarizada d'emissió monofotónica, tomografía per emissió de positrones (PET) i Imàgens de lluminiscència Cherenkov. Els radioisòtops són també un método de tractament en les formes hematopoyéticas dels tumors; l'èxit del tractament dels tumors sòlits ha segut llimitat. Les fonts de rajos gamma més potents esterilisen les cheringues i atres equips mèdics. En la conservació d'aliments, la radiació s'utilisa per a detindre la brotación dels cultius de raïls despuix de la collita, per a matar paràsits i plagues, i per a controlar la maduració de les frutes i verdures almagasenades. En l'indústria i en la mineria, els radioisòtops s'utilisen per a examinar soldadures, detectar fugues, estudiar la taxa de desgast, erosió i corrosió de metals, i per a l'anàlisis d'una àmplia gama de minerals i combustibles. En les naus espacials i en atres llocs, els radioisòtops s'utilisen per a suministrar energia i calor, en particular a través dels generadors termoelèctrics radioisotópicos (RTGs). En astronomia i cosmologia els radioisòtops juguen un paper en la comprensió del procés estelar i planetari. En física de partícules, els radioisòtops ajuden a descobrir noves físiques (física més allà del Model Estàndar) medint l'energia i el moment dels seus productes de desintegració beta.[12] En ecologia, els radioisòtops s'utilisen per a rastrejar i analisar agents contaminants, per a estudiar el moviment de les aigües superficials i per a medir les escorrentías de pluja i neu, aixina com els cabals de rieres i rius. En geologia, arqueologia, i paleontologia, s'utilisen els radioisòtops naturals per a medir les edats de les roques, minerals i materials fòssils.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ R.H. Petrucci, W.S. Harwood and F.G. Herring, General Chemistry (8th ed., Prentice-Hall 2002), p.1025–26
- ↑ «Decay and Half Life». Consultat el 14 de decembre de 2009.
- ↑ (2007) «3», Radiation Protection and Dosimetry: An Introduction to Health Physics, Springer. doi:10.1007/978-0-387-49983-3. ISBN 978-0387499826.
- ↑ (2013) «1.3», Radiation Oncology Primer and Review, Donem Medical Publishing. ISBN 978-1620700044.
- ↑ (2006) Modern Nuclear Chemistry, Wiley-Interscience, p. 57. ISBN 978-0-471-11532-8.
- ↑ Environmental Radioactivity: From Natural, Industrial, and Military Sources, pp. 134. ISBN 9780122351549.
- ↑ Bagnall, K. W. (1962). «The Chemistry of Polonium». Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry 4. New York: Academic Press. pp. 197-226. doi:10.1016/S0065-2792(08)60268-X. ISBN 0-12-023604-4. Recuperat el 14 de juny de 2012., p. 746
- ↑ Bagnall, K. W. (1962). «The Chemistry of Polonium». Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry 4. New York: Academic Press., p. 198
- ↑ “Quantitative determination of regional cerebral blood-flow in man” (1961). The Lancet 278 (7206): 806–807. doi:.
- ↑ “Distribution of cerebral activity in chronic schizophrenia” (1974). The Lancet 304 (7895): 1484–1486. doi:.
- ↑ “Brain Function and Blood Flow” . Scientific American 239 (4): 62–71. doi:. Bibcode: 1978SciAm.239d..62L.
- ↑ “Tests of the standard electroweak model in nuclear beta decay” (2006). Reviews of Modern Physics 78 (3): 991–1040. doi:. Bibcode: 2006RvMP...78..991S.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Radioisótopo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.