Τα ισότοπα είναι εναλλακτικές «εκδόσεις» στοιχείων που έχουν διαφορετική ατομική μάζα αλλά τον ίδιο ατομικό αριθμό. Ο ατομικός αριθμός ενός στοιχείου είναι απλά ο αριθμός των πρωτονίων που υπάρχουν στο άτομο του, ενώ η ατομική μάζα εξαρτάται από το πόσα νετρόνια έχει. Τα ισότοπα του ίδιου στοιχείου έχουν διαφορετικές ποσότητες νετρονίων, αν και ο αριθμός πρωτονίων είναι ο ίδιος. Οι επιστήμονες χωρίζουν τα ισότοπα σε δύο βασικούς τύπους: ραδιενεργά και σταθερά. Και οι δύο τύποι βλέπουν ευρεία χρήση σε αρκετούς κλάδους και τομείς σπουδών.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Τα σταθερά ισότοπα βοηθούν στον εντοπισμό αρχαίων πετρωμάτων και μετάλλων. Τα ραδιενεργά ισότοπα παράγουν ενέργεια και εξυπηρετούν την επιστήμη, την ιατρική και τη βιομηχανία.
Σταθερά ισότοπα
Τα σταθερά ισότοπα έχουν έναν σταθερό συνδυασμό πρωτονίων-νετρονίων και δεν εμφανίζουν κανένα σημάδι φθοράς. Αυτή η σταθερότητα προέρχεται από την ποσότητα των νετρονίων που υπάρχουν σε ένα άτομο. Εάν ένα άτομο έχει πάρα πολλά ή πολύ λίγα νετρόνια, είναι ασταθές και τείνει να αποσυντεθεί. Εφόσον τα σταθερά ισότοπα δεν αποσυντίθενται, δεν παράγουν ακτινοβολία ή σχετικούς κινδύνους για την υγεία.
Χρήσεις σταθερών ισοτόπων
Οι επιστήμονες που εκτελούν περιβαλλοντικά και οικολογικά πειράματα χρησιμοποιούν σταθερά ισότοπα οξυγόνου, υδρογόνου, θείου, αζώτου και άνθρακα. Για παράδειγμα, στη γεωχημεία, οι επιστήμονες μελετούν τη χημική σύνθεση γεωλογικών υλικών, όπως ορυκτών και πετρωμάτων. Τα σταθερά ισότοπα είναι αξιόπιστα εργαλεία για τον προσδιορισμό πολλών γεγονότων σχετικά με τα γεωλογικά υλικά, όπως η ηλικία τους και από πού προέρχονται.
Ραδιομετάδοση
Τα ραδιενεργά ισότοπα έχουν έναν ασταθές συνδυασμό πρωτονίων και νετρονίων. Αυτά τα ισότοπα αποσυντίθενται, εκπέμπουν ακτινοβολία που περιλαμβάνει ακτίνες άλφα, βήτα και γάμμα. Οι επιστήμονες ταξινομούν τα ραδιενεργά ισότοπα σύμφωνα με τη διαδικασία δημιουργίας τους: μακροχρόνια, κοσμογόνα, ανθρωπογενή και ραδιογενή.
Τα μακράς διαρκείας ραδιενεργά ισότοπα εμφανίστηκαν κατά τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος, ενώ τα κοσμογόνα ραδιενεργά ισότοπα εμφανίζονται ως αντίδραση της ατμόσφαιρας στις κοσμικές ακτίνες που εκπέμπονται από τα αστέρια. Τα ανθρωπογενή ισότοπα προέρχονται από ανθρώπινες πυρηνικές δραστηριότητες, όπως η δοκιμή όπλων και η παραγωγή πυρηνικών καυσίμων, ενώ τα ραδιογενή ισότοπα είναι το τελικό αποτέλεσμα της ραδιενεργής αποσύνθεσης.
Χρήσεις ραδιενεργών ισοτόπων
Τα ραδιενεργά ισότοπα βρίσκουν χρήσεις στη γεωργία, τη βιομηχανία τροφίμων, τον έλεγχο των παρασίτων, την αρχαιολογία και την ιατρική. Η ραδιοανθρακική χρονολόγηση, η οποία μετρά την ηλικία των αντικειμένων που περιέχουν άνθρακα, χρησιμοποιεί ένα ραδιενεργό ισότοπο γνωστό ως άνθρακα-14. Στην ιατρική, οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από ραδιενεργά στοιχεία χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση όγκων μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Ακτινοβόληση τροφίμων - η διαδικασία έκθεσης των τροφίμων σε ελεγχόμενο επίπεδο ακτίνων γάμμα - σκοτώνει πολλούς τύπους βακτηρίων, καθιστώντας τα τρόφιμα πιο ασφαλή για κατανάλωση.