Aplicaciones de radioisótopos

Los Radioisótopos son isótopos radiactivos de un elemento. Por ejemplo, el 3H es un isótopo radiactivo del 1H. 

Las aplicaciones de los radioisótopos se basan en que un isótopo radiactivo es, desde el punto de vista físico y químico, exactamente igual a su isótopo no radiactivo y se comporta de la misma forma en cualquier proceso físico o químico en el cual participe. La ventaja es que se trata de un átomo “marcado” y puede ser seguido en todas sus reacciones químicas y/o biológicas gracias a las radiaciones que emite.

Teniendo en cuenta estas características de los radioisótopos, se pueden emplear para tres aplicaciones fundamentalmente, como son:

  • Fuente de energía.
  • Investigaciones científicas.
  • Aplicaciones médicas.

Grammagrafía del esqueleto humano

Aplicaciones como fuentes de energía

En las Centrales nucleares se obtienen grandes cantidades de energía aprovechando la fisión de ciertos isótopos. Los isótopos más empleados en estas centrales son el uranio-235 y el plutonio-239.

Otra de las formas de aprovechamiento de la energía nuclear, es en la fabricación de pilas de muy larga duración. Uno de los isótopos más empleados es el plutonio-238. Estas pilas se colocan en lugares de difícil acceso o que no pueden ser cambiadas con frecuencia, como por ejemplo: en marcapasos, en estaciones marítimas o en sondas espaciales.

Centrales nucleares en España

Aplicaciones en Investigación científica

Los elementos, tal como se encuentran en la naturaleza, son una mezcla de isótopos. La masa atómica que aparece en la tabla periódica es el promedio de todas las masas isotópicas naturales, de ahí que mayoritariamente no sean números enteros.

Se utilizan como rastreadores o marcadores, para saber en qué se transforma exactamente una sustancia en una reacción química. Estas investigaciones son muy importantes para conocer cómo ocurren las reacciones en los seres vivos. Por ejemplo, si tomamos un vaso de agua con sal (NaCl) que contenga al isótopo sodio-24, podemos observar que el sodio tarda sólo 75 segundos en llegar a la superficie de nuestra piel, por transpiración.

El carbono-14 permite determinar la antigüedad de una gran cantidad de restos arqueológicos

Aplicaciones médicas

Para diagnosticar algunas enfermedades se introduce en los enfermos (bebiendo o inyectando un líquido) una sustancia que contiene un isótopo radiactivo que emita radiación con poca energía. La sustancia se fija en el órgano que se desea estudiar y, así, se puede observar, por la radiación que emite. La radiación se detecta con aparatos como la cámara de rayos gamma. Por ejemplo, el tecnecio-99 se emplea en el diagnóstico de enfermedades óseas. Para ello se suministra con compuestos de fósforo que se fijan en los huesos.

Para curar ciertos tipos de cáncer. Debido a que el cáncer hace que algunas células se reproduzcan rápidamente, los radioisótopos atacan a este proceso de reproducción celular. Las radiaciones que emiten estas sustancias destruyen más células cancerosas que células normales. En esto consiste la radioterapia. Por ejemplo, el cobalto-60 es uno de los radioisótopos más empleados en la terapia contra el cáncer. También el yodo-131, que es un emisor de partículas beta y gamma, es eficaz para tratar el cáncer de tiroides, ya que el yodo se fija en esta glándula.

Acelerador Clinac 2100 C100, para tratamiento de radioterapia

Los isótopos estables y radiactivos tienen varias aplicaciones en la ciencia y en la medicina. En química se utilizan para determinar estructuras de compuestos, seguir el curso de una reacción química (determinación de los pasos que se realizan en la fotosíntesis), determinar la edad de ciertos objetos (mediante la técnica del carbono-14 se logró determinar que los papiros del Mar Muerto tienen aproximadamente entre 1917 a 2000 años), etc. En medicina se usan, por ejemplo, en el sodio-24, que inyectado al torrente sanguíneo como una solución salina puede ser monitoreado para rastrear el flujo de sangre y detectar posibles constricciones u obstrucciones en el sistema circulatorio. El yodo-131 se ha utilizado para probar la actividad de la glándula tiroides, otro isótopo, el yodo-132, se usa para producir imágenes del cerebro, el cobalto-60 para la destrucción de tumores cancerosos, el arsénico-74 para localizar tumores cerebrales, el cobalto-58 en la determinación del nivel vitamínico B, el cromo-51 en la estimación de volúmenes de líquidos del cuerpo, el fósforo-32 en la detección de cáncer en la piel, el hierro-59 para calcular la rapidez de formación de glóbulos rojos y el oro-198 para el cáncer de próstata.

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