Izotopy to odmiany pierwiastka chemicznego różnią się miedzy sobą ilością neutronów w jądrze atomu, maja inna masę.

Promieniotwórczość to zjawisko samorzutnego rozpadu jąder połączone z emisja cząstek alfa, beta i promieniowania gamma. Odkryła ją francuski fizyk Bacquerel w 1896r. Dokładniej badali Maria Skłodowska-Curie i Piotr Curie.

A.H. Bacquerel odkrył, że cząsteczki beta są elektronami.

E. Rutherford i T. Royds stwierdzili, ze promieniowanie alfa to podwójnie zjonizowane atomy helu.

P. Villard odkrył promieniowanie gamma i stwierdził, ze jest to promieniowanie elektromagnetyczne.

Izotopy promieniotwórcze (radioizotopy)-są izotopami nietrwałymi, ulęgającymi samorzutnym przemianom jąder. W wyniku tej przemiany powstają inne atomy, uwalniana jest energia (promieniowanie gamma i energia kinetyczna produktów przemiany). Jest ich ok.2000, o różnych czasach połowicznego zaniku i rozpadu promieniotwórczego. Łatwo je i określić ich ilość wykryć dzięki ich właściwością promieniowania. Aby odróżnić je od innych izotopów można wykorzystać niewielką różnice masy, którą powoduje dodatkowy neuron w jądrze. Służy do tego urządzenie zwane spektrometrem masowym.

Izotopy promieniotwórcze dzielimy na:

-naturalne- syntezowane w gwiazdach, szczególnie podczas wybuchu supernowych, np.: uran.

-pozyskiwane sztucznie- wytwarzana są w reaktorach jądrowych lub akceleratorach.

W reaktorach jądrowych powstają poprzez oddziaływanie neutronów na elementy reaktora, np.: 201tal.

W akceleratorach cząstki poruszają się bardzo szybko i zderzają się z innymi pierwiastkami tworząc specjalne (np.: 18fluor emitujący pozytony) lub nowe, nieznane jeszcze izotopy.

W przypadku dostania się do środowiska naturalnego pierwiastków promieniotwórczych może dojść do skarżenia promieniotwórczego, które niszczy wszystkie formy życia na danym terenie. Tak na przykład było w Czarnobylu. Może uszkodzić sprzęt elektryczny i elektroniczny.



Zastosowanie:

-badanie położenia i rozległości rod metali,

-określanie zużycia elementów silnika poprzez rejestrowanie zmiany aktywności izotopów w oleju silnikowym,

-paliwo w reaktorach,

-zasilaczach izotopowych, np. w: rozrusznikach serca, sondach kosmicznych,

-datowanie radiowęglowe-badanie ile izotopu węgla 14C jest w danym materiale. Im przedmiot jest starszy tym go mniej.

-znaczniki promieniotwórcze pozwalają obserwować zachodzenie etapów pośrednich w reakcjach chemicznych,

-powstawanie folii, żeli,

-medycyna: w diagnostyce, niszczenie komórek rakowych.

Przykłady zastosowania wybranych pierwiastków:

Cez- 137Cs- bomba cezowa, radiografia przemysłowa, pomiary grubości.

Fosfor- 32P- diagnostyka nowotworów, znakowanie czerwonych krwinek, wskaźnik promieniotwórczy, źródło promieni β.

Kobalt- 60Co- leczenie nowotworów, sterylizowanie lekarstw, narzędzi chirurgicznych (bomba kobaltowa), urządzenia radiacyjne, sprzęt do pomiaru grubości, poziomu cieczy w zbiornikach.

Pluton- 238Pu- stymulatory serca, czujniki dymu; 239Pu- czujniki dymu.

Polon- stosowany w chemii radiacyjnej jako źródło cząstek, zmieszany z berylem jako źródło neutronów.

Rad- cele lecznicze, naukowe.

Uran- w reaktorach jądrowych do pozyskiwania energii jądrowej

Wodór- 3H- farby święcące.

Radioaureole- powstają w wyniku rozpadu cząstek promieniotwórczych we wnętrzu kryształu. Jedynie cząstki alfa są w stanie zostawić po sobie ślad (cząstki beta są zbyt lekkie by radioaureole stworzyć). Cząstki wyrzucone z jądra przebywają pewien krotki dystans wytrącając energie kinetyczna. Na swojej drodze powodują jonizację cząstek wchodzących w skład sieci krystalicznej (jedna cząstka a może zjonizować nawet 100.000 cząstek wchodzących w skład sieci krystalicznej minerału). Powoduje to miejscową zmianę koloru minerału. Odbarwianie ma rozkład przestrzenny synkretyczny, więc powoduje powstanie barwnej aureoli. Pojedyncza radioaureola nie jest dostrzegalna pod mikroskopem. Pierwszym badaczem radioaureoli był Handerson. Dokonał on klasyfikacji radioaureoli:

-pojedyncze

-podwójne.

Podwójne radioaureole w skarboryzowanym drewnie.

Prawdopodobnie drewno złożono w pobliżu miejsc bogatych w uran, którego roztwór przenikał drewno. Musiał zawierać wszystkie pochodna uranu, w tym izotop ołowiu (210Pb) i polonu (210Po). Pierwszy rozpadł się polon tworząc pierwsza aureole, a następnie ołów, tworząc wtórny polon, którego rozpad stworzył drugą aureole