A principios de 1900, el químico inglés Frederick Soddy se dio cuenta de que un elemento podía tener átomos con diferentes masas que eran químicamente indistinguibles. Estos diferentes tipos se llaman isótopos, átomos del mismo elemento que difieren en masa. Los isótopos difieren en masa porque tienen diferentes números de neutrones, pero son químicamente idénticos porque tienen el mismo número de protones. Soddy fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1921 por este descubrimiento.

Un isótopo que contiene más neutrones de lo habitual se denomina isótopo pesado. Los isótopos pesados tienden a ser inestables, y los isótopos inestables son radiactivos. Un isótopo radiactivo es un isótopo cuyo núcleo se desintegra fácilmente, emitiendo partículas subatómicas y energía electromagnética. Los diferentes isótopos radiactivos (radioisótopos) difieren en su vida media, el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de una muestra de cualquier tamaño de un isótopo.

Los radioisótopos emiten partículas subatómicas que pueden ser detectadas y rastreadas por tecnologías de imagen. Los isótopos débilmente radiactivos, llamados radiotrazadores, con vidas medias cortas, se pueden utilizar en imágenes médicas. Por lo general, se eliminan del cuerpo en cuestión de horas o días a través de los pulmones, la orina o las heces. Debido a la baja intensidad de la radiación emitida y a sus vidas medias más cortas, estos radiotrazadores no representan una amenaza de enfermedad inducida por la radiación.

La tomografía por emisión de positrones detecta la actividad de la glucosa radiactiva, el azúcar simple que las células utilizan para obtener energía. La cámara PET revela qué tejidos del paciente absorben más glucosa. Los tejidos metabólicamente más activos aparecen como “puntos calientes” brillantes en las imágenes. La PET puede revelar masas cancerosas porque las células cancerosas consumen glucosa a un ritmo alto para alimentar su rápida reproducción.

La exposición excesiva a isótopos radiactivos puede dañar las células humanas e incluso causar cáncer y discapacidades congénitas, pero cuando la exposición está controlada, algunos isótopos radiactivos pueden ser útiles en medicina. La radioterapia utiliza radiación de alta energía para dañar el ADN de las células cancerosas, lo que las destruye o impide que se dividan.

Este texto es una adaptación parcial de Openstax, Chemistry 2e, Section 2.2 Evolution of Atomic Theory, Openstax, Anatomía y Fisiología 2e, Sección 2.1: Elementos y átomos: los componentes básicos de la materia, y Openstax, Química 2e, Sección 21.5: Uso de radioisótopos.