ایزوتوپ پرتوزا
کاربرد ها

رادیوایزوتوپ ها به طور عمده در دو روش اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند: یا به خاطر تابش خودشان (مانند تابش‌دهی و باتری‌های هسته‌ای) و یا به خاطر ترکیب خواص شیمیایی و تابش آن‌ها (مانند ردیاب‌ها و داروهای بیوفارماسیوتیک).
در علم زیست‌شناسی، رادیوایزوتوپ های کربن می‌توانند به عنوان ردیاب‌های رادیواکتیو عمل کنند، زیرا این رادیوایزوتوپ ها از نظر شیمیایی بسیار مشابه با ایزوتوپ های غیررادیواکتیو هستند. بنابراین، اکثر فرآیندهای شیمیایی، بیولوژیکی و بوم‌شناختی با این رادیوایزوتوپ ها تقریباً به یک شکل مشابه رفتار می‌کنند. به این ترتیب، می‌توان نتایج را با استفاده از یک آشکارساز تابش، مانند شمارنده گایگر، بررسی کرد تا مشخص شود که کدام اتم‌ها در ساختارهای مختلف جذب شده‌اند. به عنوان مثال، ممکن است گیاهانی در محیطی کشت شوند که دی‌اکسید کربن موجود در آن شامل کربن رادیواکتیو باشد؛ در این صورت، بخش‌هایی از گیاه که کربن جوی را جذب می‌کنند، رادیواکتیو خواهند بود. همچنین، رادیوایزوتوپ ها می‌توانند برای نظارت بر فرآیندهایی مانند تکثیر DNA یا انتقال اسیدهای آمینه مورد استفاده قرار گیرند.
در زمینه فیزیک و زیست‌شناسی، طیف‌سنجی فلورسانس اشعه ایکس رادیوایزوتوپ ها به منظور تعیین ترکیب شیمیایی ترکیبات مختلف به کار می‌رود. تابش ناشی از منبع رادیوایزوتوپ به نمونه برخورد کرده و اشعه ایکس خاصی را در نمونه برانگیخته می‌کند. این تابش ثبت شده و ترکیب شیمیایی نمونه می‌تواند از تحلیل طیف اندازه‌گیری شده تعیین شود. با اندازه‌گیری انرژی خطوط تابش خاص، امکان تعیین عدد پروتون عنصر شیمیایی که تابش را ساطع می‌کند وجود دارد و با اندازه‌گیری تعداد فوتون‌های ساطع شده، می‌توان غلظت عناصر شیمیایی مختلف را مشخص کرد.
در پزشکی هسته‌ای، ایزوتوپ‌های رادیواکتیو برای تشخیص، درمان و تحقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند. ردیاب‌های شیمیایی رادیواکتیو که اشعه گاما یا پوزیترون‌ها را ساطع می‌کنند، می‌توانند اطلاعات تشخیصی درباره آناتومی داخلی و عملکرد ارگان‌های خاص، از جمله مغز انسان ارائه دهند.
این اطلاعات در برخی اشکال توموگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ مانند توموگرافی کامپیوتری انتشار فوتون‌های تک و توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و تصویربرداری لومینسانس چرنکف. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو همچنین به عنوان یک روش درمانی در انواع تومورهای هماتوپوئیتیک مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ موفقیت در درمان تومورهای جامد محدود بوده است. منابع گامای قوی‌تر نیز برای استریل کردن سرنگ‌ها و سایر تجهیزات پزشکی به کار می‌روند.
این کاربردها نشان‌دهنده اهمیت بالای رادیوایزوتوپ ها در پیشرفت‌های علمی و پزشکی هستند و نقش کلیدی در تشخیص و درمان بیماری‌ها ایفا می‌کنند.
در زمینه نگهداری مواد غذایی، تابش به منظور جلوگیری از جوانه‌زنی محصولات ریشه‌ای پس از برداشت، کشتن انگل‌ها و آفات و همچنین کنترل رسیدن میوه‌ها و سبزیجات ذخیره‌شده استفاده می‌شود. فرآیند تابش مواد غذایی معمولاً از ایزوتوپ‌های بتا-پوسیده با تابش‌های گامای قوی مانند کبالت-60 یا سزیم-137 بهره می‌برد.
در صنعت و همچنین در زمینه معدن‌کاری، رادیوایزوتوپ ها به منظور بررسی جوش‌ها، شناسایی نشت‌ها، مطالعه نرخ فرسایش، خوردگی و سایش فلزات و همچنین تحلیل در حین فرآیند از طیف وسیعی از مواد معدنی و سوخت‌ها به کار می‌روند.
در فضاپیماها، رادیوایزوتوپ ها برای تأمین انرژی و گرما استفاده می‌شوند، به ویژه از طریق ژنراتورهای ترموالکتریک رادیونوکلیدی (RTGs) و واحدهای گرمایی رادیونوکلیدی (RHUs).
در نجوم و کیهان‌شناسی، رادیوایزوتوپ ها نقش مهمی در درک فرآیندهای ستاره‌ای و سیاره‌ای ایفا می‌کنند.
در فیزیک ذرات، رادیوایزوتوپ ها به کشف فیزیک جدید (فیزیکی فراتر از مدل استاندارد) کمک می‌کنند، با اندازه‌گیری انرژی و مومنتوم محصولات بتا-پوسیده خود (به عنوان مثال، بتا-پوسیدگی دوگانه بدون نوترینو و جستجوی ذرات با جرم بزرگ که به طور ضعیف با یکدیگر تعامل دارند).
در علم بوم‌شناسی، رادیوایزوتوپ ها برای ردیابی و تحلیل آلاینده‌ها، مطالعه حرکت آب‌های سطحی و اندازه‌گیری آب‌های روان ناشی از باران و برف، همچنین نرخ جریان‌های جوی و رودخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در زمین‌شناسی، باستان‌شناسی و دیرینه‌شناسی، رادیوایزوتوپ های طبیعی برای اندازه‌گیری سن سنگ‌ها، مواد معدنی و مواد فسیلی به کار گرفته می‌شوند. این کاربردهای گسترده نشان‌دهنده اهمیت بالای رادیوایزوتوپ ها در علوم مختلف و تأثیر آن‌ها بر پیشرفت‌های علمی و تکنولوژیکی است.