1900年代初頭、英国の化学者フレデリック・ソディは、元素が化学的に区別できない異なる質量の原子を持つ可能性があることに気づきました。これらの異なるタイプは同位体と呼ばれ、質量が異なる同じ元素の原子です。同位体は、中性子の数が異なるため質量が異なりますが、陽子の数が同じであるため化学的に同一です。ソディはこの発見により、1921年にノーベル化学賞を受賞しました。
通常の中性子数よりも多くの同位体を含む同位体は、重同位体と呼ばれます。重同位体は不安定になりやすく、不安定同位体は放射性です。放射性同位体は、原子核が容易に崩壊し、亜原子粒子と電磁エネルギーを放出する同位体です。放射性同位元素(放射性同位元素)が異なれば、その半減期、つまり同位体の任意のサイズのサンプルの半分が崩壊するのにかかる時間も異なります。
放射性同位元素は、イメージング技術によって検出および追跡できる亜原子粒子を放出します。放射性トレーサーと呼ばれる弱放射性同位体は、半減期が短いため、医用画像に使用できます。これらは通常、肺、尿、または便を介して数時間または数日以内に体から排出されます。放出される放射線の強度が低く、半減期が短いため、これらの放射性トレーサーは放射線誘発性疾患の脅威をもたらさない。
陽電子放出断層撮影法は、細胞がエネルギーに使用する単糖である放射性グルコースの活性を検出します。PETカメラは、患者のどの組織が最もグルコースを摂取しているかを明らかにします。最も代謝活性の高い組織は、画像上に明るい「ホットスポット」として表示されます。PETは、がん細胞が急速な繁殖を促進するためにグルコースを高い速度で消費するため、がん性の腫瘤を明らかにすることができます。
放射性同位元素への過度の被ばくは、ヒトの細胞に損傷を与え、さらにはがんや先天性疾患を引き起こす可能性がありますが、被ばくが制御されれば、一部の放射性同位元素は医学に役立つ可能性があります。放射線療法は、高エネルギー放射線を使用してがん細胞のDNAを損傷し、がん細胞を殺すか分裂を防ぎます。
このテキストは、 Openstax, Chemistry 2e, Section 2.2 Evolution of Atomic Theory, <a から部分的に適応されています。href=”https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e/pages/2-1-elements-and-atoms-the-building-blocks-of-matter?query=radioisotopes&target=%7B%22type%22%3A%22search%22%2C%22index%22%3A0%7D#fs-id1418017″>Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.1: 元素と原子: 物質の構成要素、およびOpenstax、Chemistry 2e、Section 21.5:放射性同位元素の使用。
