Radioisotooppi vs isotooppi
Atomit ovat kaikkien olemassa olevien aineiden pieniä rakennuspalikoita. Eri atomien välillä on vaihteluita. Samoissa elementeissä on myös muunnelmia. Isotoopit ovat esimerkkejä eroista yhden elementin sisällä. Saman elementin isotoopeissa on eroja neutronien vaihtelevan määrän vuoksi. Kaikilla saman alkuaineen isotoopeilla on kuitenkin samanlainen kemiallinen käyttäytyminen.
Isotoopit
Saman elementin atomit voivat olla erilaisia. Näitä saman elementin erilaisia atomeja kutsutaan isotoopeiksi. Ne eroavat toisistaan, koska niillä on erilainen määrä neutroneja. Koska neutroniluku on erilainen, myös niiden massaluku eroaa. Saman elementin isotoopeilla on kuitenkin sama määrä protoneja ja neutroneja. Eri isotooppeja on läsnä vaihtelevina määrinä, ja tämä ilmoitetaan prosentuaalisena arvona, jota kutsutaan suhteelliseksi runsaudeksi. Esimerkiksi vedyllä on kolme isotooppia, kuten protium, deuterium ja tritium. Niiden neutronien määrä ja suhteelliset runsaudet ovat seuraavat.
1 H - ei neutroneja, suhteellinen runsaus on 99,955%
2 H- yksi neutroni, suhteellinen runsaus on 0,015%
3 H - kaksi neutronia, suhteellinen runsaus on 0%
Neutronien määrä, jota ydin voi pitää, vaihtelee elementistä toiseen. Näiden isotooppien joukossa vain jotkut ovat stabiileja. Esimerkiksi hapessa on kolme stabiilia isotooppia ja tinassa on kymmenen stabiilia isotooppia. Suurimmalla osalla yksinkertaisilla elementeillä on sama neutroniluku kuin protoniluvulla. Mutta raskaissa alkuaineissa on enemmän neutroneja kuin protoneja. Neutronien määrä on tärkeä ytimen vakauden tasapainottamiseksi. Kun ytimet ovat liian painavia, niistä tulee epävakaita; siksi näistä isotoopeista on tulossa radioaktiivisia. Esimerkiksi 238U lähettää säteilyä ja hajoaa paljon pienempiin ytimiin. Isotoopeilla voi olla erilaiset ominaisuudet niiden eri massojen vuoksi. Esimerkiksi heillä voi olla erilaisia pyöriä, joten niiden NMR-spektrit eroavat. Niiden elektroniluku on kuitenkin samanlainen aiheuttaen samanlaisen kemiallisen käyttäytymisen.
Massaspektrometrillä voidaan saada tietoa isotoopeista. Se antaa elementillä olevien isotooppien lukumäärän, niiden suhteelliset määrät ja massat.
Radioisotoopit
Radioisotooppi on radioaktiivista isotooppia. Radioaktiivisuus on spontaani ydinmuutos, joka johtaa uusien elementtien muodostumiseen. Toisin sanoen radioaktiivisuus on kyky vapauttaa säteilyä. Radioaktiivisia elementtejä on paljon. Normaalissa atomissa ydin on vakaa. Radioaktiivisten alkuaineiden ytimissä on kuitenkin epätasapaino neutronien ja protonien suhteen; siten ne eivät ole vakaita. Vakauttaakseen nämä ytimet päästävät hiukkasia, ja tämä prosessi tunnetaan radioaktiivisena hajoamisena. Esimerkiksi uraanilla on kaksi isotooppia kuin U-235 ja U-238. Näistä kahdesta U-238 on stabiili, mutta U-235-isotooppi on radioaktiivinen ja sitä käytetään atomipommissa ja fissioreaktoreissa. Radioisotoopit ovat tärkeitä myös lääketieteellisessä diagnosoinnissa ja hoidossa.
Mitä eroa on isotoopilla ja radioisotoopilla?
• Radioisotooppi on radioaktiivista isotooppia.
• Normaalit isotoopit ovat stabiileja eivätkä radioisotoopit ole stabiileja.
• Radioisotoopeilla on elinikä, ja ne hajoavat jatkuvasti ja muuttuvat toiseen muotoon.
• Saman elementin isotoopeilla voi olla erilainen radioaktiivisuus, koska neutronien määrä niissä on erilainen.
