Isótopo radioactivo, também chamado radioisótopo, radionuclídeo, ou nuclídeo radioactivo, qualquer uma de várias espécies do mesmo elemento químico com massas diferentes cujos núcleos são instáveis e dissipam o excesso de energia através da emissão espontânea de radiação sob a forma de raios alfa, beta, e gama.
O que é um isótopo radioactivo?
Um isótopo radioactivo, também conhecido como radioisótopo, radionuclídeo, ou nuclídeo radioactivo, é qualquer uma de várias espécies do mesmo elemento químico com massas diferentes cujos núcleos são instáveis e dissipam o excesso de energia através da emissão espontânea de radiação sob a forma de raios alfa, beta, e gama. Cada elemento químico tem um ou mais isótopos radioactivos. Por exemplo, o hidrogénio, o elemento mais leve, tem três isótopos, que têm os números de massa 1, 2, e 3. Apenas o hidrogénio-3 (trítio), no entanto, é um isótopo radioactivo; os outros dois são estáveis. São conhecidos mais de 1.800 isótopos radioactivos dos vários elementos. Alguns destes são encontrados na natureza; os restantes são produzidos artificialmente como produtos directos de reacções nucleares ou indirectamente como descendentes radioactivos destes produtos. Cada isótopo radioactivo “pai” acaba por se decompor em uma ou no máximo algumas “filhas” isotópicas estáveis específicas desse pai.
Como são produzidos os isótopos radioactivos?
Existem várias fontes de isótopos radioactivos. Alguns isótopos radioactivos estão presentes como radiação terrestre. Os isótopos radioactivos de rádio, tório e urânio, por exemplo, encontram-se naturalmente nas rochas e no solo. O urânio e o tório também ocorrem em quantidades vestigiais na água. O rádon, gerado pela decomposição radioactiva do rádio, está presente no ar. Os materiais orgânicos contêm tipicamente pequenas quantidades de carbono radioactivo e potássio. A radiação cósmica do Sol e outras estrelas é uma fonte de radiação de fundo na Terra. Outros isótopos radioactivos são produzidos pelo homem através de reacções nucleares, que resultam em combinações instáveis de neutrões e prótons. Uma forma de induzir artificialmente a transmutação nuclear é bombardear isótopos estáveis com partículas alfa.
Como é que os isótopos radioactivos são utilizados em medicina?
Isótopos radioactivos têm muitas aplicações úteis. Em particular, são centrais para os campos da medicina nuclear e da radioterapia. Na medicina nuclear, os radioisótopos marcadores podem ser tomados oralmente ou injectados ou inalados no corpo. O radioisótopo circula através do corpo ou é tomado apenas por determinados tecidos. A sua distribuição pode ser rastreada de acordo com a radiação que emite. Em radioterapia, os radioisótopos são tipicamente utilizados para destruir células doentes. A radioterapia é normalmente utilizada para tratar o cancro e outras condições que envolvem o crescimento anormal de tecidos, tais como o hipertiroidismo. Feixes de partículas subatómicas, tais como prótons, neutrões, ou partículas alfa ou beta, direccionados para tecidos doentes podem perturbar a estrutura atómica ou molecular das células anormais, causando a sua morte. As aplicações médicas utilizam radioisótopos artificiais que foram produzidos a partir de isótopos estáveis bombardeados com neutrões.
Segue-se um breve tratamento dos isótopos radioactivos. Para um tratamento completo, ver isótopo: Isótopos radioactivos.
Todos os elementos químicos têm um ou mais isótopos radioactivos. Por exemplo, o hidrogénio, o elemento mais leve, tem três isótopos com números de massa 1, 2, e 3. Apenas o hidrogénio-3 (trítio), no entanto, é um isótopo radioactivo, sendo os outros dois estáveis. São conhecidos mais de 1.000 isótopos radioactivos dos vários elementos. Aproximadamente 50 destes encontram-se na natureza; os restantes são produzidos artificialmente como produtos directos de reacções nucleares ou indirectamente como descendentes radioactivos destes produtos.
Isótopos radioactivos têm muitas aplicações úteis. Na medicina, por exemplo, o cobalto-60 é amplamente utilizado como fonte de radiação para travar o desenvolvimento do cancro. Outros isótopos radioactivos são utilizados como traçadores para fins de diagnóstico, bem como na investigação de processos metabólicos. Quando um isótopo radioactivo é adicionado em pequenas quantidades a quantidades comparativamente grandes do elemento estável, comporta-se exactamente da mesma forma que o isótopo comum quimicamente; pode, contudo, ser rastreado com um contador Geiger ou outro dispositivo de detecção. O Iodo131 provou ser eficaz no tratamento do hipertiroidismo. Outro isótopo radioactivo medicamente importante é o carbono-14, que é utilizado num teste de respiração para detectar a bactéria causadora de úlceras Heliobacter pylori.
ficção>Aplicações medicinais de radiação exploradas
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Na indústria, os isótopos radioactivos de vários tipos são utilizados para medir a espessura de chapas metálicas ou plásticas; a sua espessura precisa é indicada pela resistência das radiações que penetram o material a ser inspeccionado. Também podem ser utilizados no lugar de grandes máquinas de raios X para examinar as peças metálicas fabricadas, a fim de detectar defeitos estruturais. Outras aplicações significativas incluem a utilização de isótopos radioactivos como fontes compactas de energia eléctrica – por exemplo, plutónio-238 em naves espaciais. Nestes casos, o calor produzido no decaimento do isótopo radioactivo é convertido em electricidade por meio de circuitos de junção termoeléctrica ou dispositivos relacionados.
O quadro lista alguns isótopos radioactivos que ocorrem naturalmente.
| isotope | |
|---|---|
| Source: Centro Nacional de Dados Nucleares, Laboratório Nacional Brookhaven, NuDat 2.6 (2016). | |
| 3H | 12.32 |
| 5,700 | |
| 4,81 × 1010 | |
| 90Sr | 28,9 |
| 115In | 4.41 × 1014 |
| 123Te | 9.2 × 1016 |
| 130Te | >3.0 × 1024 |
| 8.0252 dias | |
| 138La | 1.02 × 1011 |
| 144Nd | 2.29 × 1015 |
| 1.06 × 1011 | |
| 186Os | 2 × 1015 |
| 222Rn | 3.8235 dias |
| 226Ra | 1.600 |
| 232U | |
| 234U | 245.500 |
| 235U | 7,04 × 108 |
| 2.342 × 107 | |
| 6,75 dias | |
| 238U | 4,468 × 109 |