Gli isotopi sono "versioni" alternative di elementi che hanno una massa atomica diversa ma lo stesso numero atomico. Il numero atomico di un elemento è semplicemente il numero di protoni presenti nel suo atomo, mentre la massa atomica dipende da quanti neutroni ha. Gli isotopi dello stesso elemento hanno quantità diverse di neutroni, sebbene il numero di protoni sia lo stesso. Gli scienziati dividono gli isotopi in due tipi principali: radioattivo e stabile. Entrambi i tipi vedono largo impiego in diversi settori e campi di studio.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
Gli isotopi stabili aiutano a identificare rocce e minerali antichi. Gli isotopi radioattivi producono energia e servono nella scienza, nella medicina e nell'industria.
Isotopi stabili
Gli isotopi stabili hanno una combinazione stabile di neutroni protonici e non mostrano alcun segno di decomposizione. Questa stabilità deriva dalla quantità di neutroni presenti in un atomo. Se un atomo ha troppi o pochi neutroni, è instabile e tende a disintegrarsi. Poiché gli isotopi stabili non decadono, non producono radiazioni né i relativi rischi per la salute.
Usi di isotopi stabili
Gli scienziati che eseguono esperimenti ambientali ed ecologici usano isotopi stabili di ossigeno, idrogeno, zolfo, azoto e carbonio. Ad esempio, in geochimica, gli scienziati studiano la composizione chimica di materiali geologici come minerali e rocce. Gli isotopi stabili sono strumenti affidabili per determinare molti fatti sui materiali geologici, come la loro età e da dove provengono.
Isotopi radioattivi
Gli isotopi radioattivi hanno una combinazione instabile di protoni e neutroni. Questi isotopi decadono, emettendo radiazioni che includono raggi alfa, beta e gamma. Gli scienziati classificano gli isotopi radioattivi in base al loro processo di creazione: longevi, cosmogenici, antropogenici e radiogenici.
Gli isotopi radioattivi a lunga vita emersero durante la creazione del sistema solare, mentre gli isotopi radioattivi cosmogenici si manifestano come reazione del atmosfera ai raggi cosmici emessi dalle stelle. Gli isotopi antropogenici provengono da attività nucleari prodotte dall'uomo, come i test sulle armi e la produzione di combustibile nucleare, mentre gli isotopi radiogeni sono il risultato finale del decadimento radioattivo.
Usi degli isotopi radioattivi
Gli isotopi radioattivi trovano uso in agricoltura, industria alimentare, controllo dei parassiti, archeologia e medicina. La datazione al radiocarbonio, che misura l'età degli oggetti contenenti carbonio, utilizza un isotopo radioattivo noto come carbonio-14. In medicina, i raggi gamma emessi da elementi radioattivi sono utilizzati per rilevare i tumori all'interno del corpo umano. L'irradiazione alimentare - il processo di esposizione del cibo a un livello controllato di raggi gamma - uccide molti tipi di batteri, rendendo il cibo più sicuro da mangiare.
