Radioisotooppi vs isotooppi
Atomit ovat kaikkien olemassa olevien aineiden pieniä rakennuspalikoita. Eri atomien välillä on vaihtelua. Samojen elementtien sisällä on myös variaatioita. Isotoopit ovat esimerkkejä eroista yhden elementin sisällä. Saman alkuaineen isotooppien sisällä on eroja neutronien vaihtelevasta määrästä johtuen. Kaikilla saman alkuaineen isotoopeilla on kuitenkin samanlainen kemiallinen käyttäytyminen.
Isotoopit
Saman alkuaineen atomit voivat olla erilaisia. Näitä saman alkuaineen eri atomeja kutsutaan isotoopeiksi. Ne eroavat toisistaan, koska niissä on eri määrä neutroneja. Koska neutroniluku on erilainen, myös niiden massaluku vaihtelee. Saman alkuaineen isotoopeilla on kuitenkin sama määrä protoneja ja neutroneja. Eri isotooppeja on läsnä vaihtelevia määriä, ja tämä annetaan prosentteina, jota kutsutaan suhteelliseksi runsaudeksi. Esimerkiksi vedyllä on kolme isotooppia, protium, deuterium ja tritium. Niiden neutronien määrä ja suhteellinen runsaus ovat seuraavat.
1H – ei neutroneja, suhteellinen runsaus on 99,985 %
2H-yksi neutroni, suhteellinen runsaus on 0,015 %
3H- kaksi neutronia, suhteellinen runsaus on 0%
Neutronien määrä, jonka ytimessä voi olla, vaihtelee alkuaineittain. Näistä isotoopeista vain jotkut ovat pysyviä. Esimerkiksi hapella on kolme stabiilia isotooppia ja tinalla kymmenen stabiilia isotooppia. Useimmiten yksinkertaisilla elementeillä on sama neutroniluku kuin protoniluvulla. Mutta raskaissa alkuaineissa on enemmän neutroneja kuin protoneja. Neutronien lukumäärä on tärkeä ytimien stabiilisuuden tasapainottamiseksi. Kun ytimet ovat liian raskaita, ne muuttuvat epävakaiksi; siksi näistä isotoopeista tulee radioaktiivisia. Esimerkiksi 238 U emittoi säteilyä ja hajoaa paljon pienempiin ytimiin. Isotoopeilla voi olla erilaisia ominaisuuksia niiden eri massojen vuoksi. Niillä voi esimerkiksi olla erilaiset spinit, joten niiden NMR-spektrit vaihtelevat. Niiden elektroniluku on kuitenkin samanlainen, mikä aiheuttaa samanlaisen kemiallisen käyttäytymisen.
Massaspektrometrillä voidaan saada tietoa isotoopeista. Se antaa alkuaineen isotooppien lukumäärän, niiden suhteellisen määrän ja massat.
Radioisotoopit
Radioisotooppi on isotooppi, jossa on radioaktiivisuutta. Radioaktiivisuus on spontaani ydinmuutos, joka johtaa uusien alkuaineiden muodostumiseen. Toisin sanoen radioaktiivisuus on kyky vapauttaa säteilyä. Radioaktiivisia alkuaineita on suuri määrä. Normaalissa atomissa ydin on stabiili. Radioaktiivisten alkuaineiden ytimissä on kuitenkin neutronien ja protonien suhteen epätasapainoa; joten ne eivät ole vakaita. Tullakseen stabiileiksi nämä ytimet lähettävät hiukkasia, ja tämä prosessi tunnetaan radioaktiivisena hajoamisena. Esimerkiksi uraanissa on kaksi isotooppia, U-235 ja U-238. Näistä kahdesta U-238 on stabiili, mutta isotooppi U-235 on radioaktiivinen ja sitä käytetään atomipommeissa ja ydinfissioreaktoreissa. Radioisotoopit ovat tärkeitä myös lääketieteellisessä diagnoosissa ja hoidossa.
Mitä eroa on isotoopin ja radioisotoopin välillä?
• Radioisotooppi on isotooppi, jolla on radioaktiivisuutta.
• Normaalit isotoopit ovat stabiileja ja radioisotoopit eivät ole stabiileja.
• Radioisotoopeilla on elinikä, ja ne hajoavat jatkuvasti ja muuttuvat toiseen muotoon.
• Saman alkuaineen isotoopeilla voi olla eri radioaktiivisuus, koska niissä olevien neutronien määrä vaihtelee.
