İzotoplar ve Radyoizotoplar

1900'lerin başında İngiliz kimyacı Frederick Soddy, bir elementin kimyasal olarak ayırt edilemez farklı kütlelere sahip atomlara sahip olabileceğini fark etti. Bu farklı tiplere izotoplar denir - aynı elementin kütlesi farklı olan atomları. İzotoplar, farklı sayıda nötronlara sahip oldukları için kütlesel olarak farklıdır, ancak proton sayısı aynı olduğu için kimyasal olarak aynıdırlar. Soddy, bu keşfi nedeniyle 1921'de Kimya Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Normalden daha fazla nötron içeren bir izotope ağır bir izotop denir. Ağır izotoplar genellikle kararsızdır ve kararsız izotoplar radyoaktiftir. Radyoaktif bir izotop, çekirdeği kolaylıkla bozunarak, subatomik parçacıklar ve elektromanyetik enerji yayılan bir izotoptur. Farklı radyoaktif izotoplar (radyoizotoplar), izotopun herhangi bir boyuttaki örneğinin yarılanma süresinde farklılık gösterir.

Radyoizotoplar, görüntüleme teknolojileri tarafından tespit edilebilen ve takip edilebilen subatomik parçacıklar yayınlar. Kısa yarı ömürlü zayıf radyoaktif izotoplar, radyotraserler olarak adlandırılır ve tıbbi görüntülemede kullanılabilir. Bunlar genellikle akciğerler, idrar veya dışkı yoluyla saatler veya günler içinde vücuttan atılır. Yayılan radyasyonun düşük gücü ve daha kısa yarı ömürleri nedeniyle, bu radyotracerlar radyasyona bağlı hastalık riski oluşturmaz.

Pozitron emisyon tomografisi, hücrelerin enerji için kullandığı basit şeker olan radyoaktif glikozun aktivitesini belirler. PET kamera, hastanın hangi dokularının en fazla glikozu aldığını ortaya koyar. En yüksek metabolik aktiviteli dokular görüntülerde parlak "sıcak noktalar" olarak ortaya çıkar. PET, kanserli kitleleri ortaya çıkarabilir çünkü kanser hücreleri hızlı üreme için glikozu yüksek oranda tüketir.

Fazla miktarda radyoaktif izotoplara maruz kalma, insan hücrelerine zarar verebilir ve hatta kanser ve doğuştan sakatlıklara neden olabilir, ancak maruziyet kontrol altındayken bazı radyoaktif izotoplar tıpta kullanılabilir. Radyasyon terapisi, kanser hücrelerinin DNA'sına zarar vermek için yüksek enerjili radyasyon kullanır, bu da onları öldürür veya bölünmelerini engeller.

Bu metin kısmen Openstax'den uyarlanmıştır, Chemistry 2e, Openstax, Chemistry 2e, Section 2.2 Evolution of Atomic Theory, Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.1: Elements and Atoms: the building blocks of matter, and Openstax, Chemistry 2e, Section 21.5: Use of Radioisotopes.