동위원소와 방사성 동위원소

1900년대 초, 영국의 화학자 프레더릭 소디(Frederick Soddy)는 원소가 화학적으로 구별할 수 없는 서로 다른 질량을 가진 원자를 가질 수 있다는 것을 깨달았습니다. 이러한 서로 다른 유형을 동위원소(isotopes)라고 하는데, 이는 질량이 다른 동일한 원소의 원자입니다. 동위원소는 중성자의 수가 다르기 때문에 질량이 다르지만 양성자의 수가 같기 때문에 화학적으로 동일합니다. Soddy는 이 발견으로 1921년 노벨 화학상을 수상했습니다.

평소보다 더 많은 수의 중성자를 포함하는 동위원소를 중동위원소라고 합니다. 무거운 동위원소는 불안정한 경향이 있고, 불안정한 동위원소는 방사성입니다. 방사성 동위원소는 핵이 쉽게 붕괴되어 아원자 입자와 전자기 에너지를 방출하는 동위원소입니다. 다른 방사성 동위원소(방사성 동위원소)는 반감기, 즉 동위원소 샘플의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간이 다릅니다.

방사성 동위원소는 이미징 기술로 감지하고 추적할 수 있는 아원자 입자를 방출합니다. 반감기가 짧은 방사성 추적자(radiotracer)라고 하는 약한 방사성 동위원소는 의료 영상에 사용할 수 있습니다. 이러한 물질은 일반적으로 폐, 소변 또는 대변을 통해 몇 시간 또는 며칠 내에 신체에서 제거됩니다. 방출되는 방사선의 강도가 낮고 반감기가 짧기 때문에 이러한 방사성 추적자는 방사선으로 인한 질병의 위협이 없습니다.

양전자 방출 단층 촬영은 세포가 에너지로 사용하는 단당인 방사성 포도당의 활동을 감지합니다. PET 카메라는 환자의 어떤 조직이 포도당을 가장 많이 흡수하는지 보여줍니다. 신진대사가 가장 활발한 조직은 이미지에서 밝은 “핫스팟”으로 나타납니다. PET는 암세포가 빠른 증식을 촉진하기 위해 포도당을 빠른 속도로 소비하기 때문에 암 덩어리를 드러낼 수 있습니다.

방사성 동위원소에 과도하게 노출되면 인체 세포가 손상될 수 있으며 암과 선천적 장애를 유발할 수도 있지만, 노출을 조절하면 일부 방사성 동위원소는 의학에 유용할 수 있습니다. 방사선 요법은 고에너지 방사선을 사용하여 암세포의 DNA를 손상시켜 암세포를 죽이거나 분열을 막습니다.

이 텍스트는 Openstax, Chemistry 2e, Section 2.2 Evolution of Atomic Theory, <a에서 부분적으로 각색되었습니다. 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: 원소와 원자: 물질의 구성 요소, 및 Openstax, Chemistry 2e, Section 21.5: Use of Radioisotopes(방사성 동위원소의 사용).