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radioisòtopo

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Definizione

sm. [radio-+isotopo]. Isotopo radioattivo, ottenuto artificialmente, di elementi che in natura esistono sotto forma di isotopi generalmente non radioattivi.

Produzione e trasporto

I mezzi più idonei per la produzione di radioisotopi sono gli acceleratori di particelle e soprattutto i reattori nucleari. Nelle macchine acceleratrici la quantità di materiale radioattivo che può essere prodotta per mezzo di reazioni nucleari fra le particelle cariche accelerate (quali deutoni e protoni) e i nuclei bersaglio è relativamente piccola, variando fra il microcurie e il millicurie. Per la produzione su larga scala si ricorre invece all'irraggiamento del materiale, effettuato in zone particolari di un reattore nucleare, o all'estrazione dai prodotti di fissione. Il processo di irraggiamento consiste essenzialmente nel rinchiudere il materiale, costituito da metalli o da ossidi termicamente stabili degli elementi di cui si vogliano ottenere isotopi radioattivi, in contenitori speciali (in genere di magnesio, alluminio o berillio) ed esporlo alle radiazioni ponendolo entro appositi spazi del reattore: la tecnica per l'introduzione e l'estrazione dei contenitori varia a seconda del tipo di reattore. I radioisotopi che vengono ricavati dai prodotti di fissione si possono dividere in radioisotopi a vita breve (per esempio 131I, con periodo di dimezzamento di 8,1 giorni) e radioisotopi a vita lunga (per esempio 137Cs, con periodo di dimezzamento di 29 anni); i primi vengono separati da uranio metallico espressamente irraggiato, mentre gli altri sono estratti dai residui di rigenerazione del combustibile nucleare. Per la separazione dei radioisotopi vengono usati tutti i metodi adottati in chimica, tra i quali hanno particolare rilievo l'estrazione con solventi e lo scambio ionico, che permettono di trattare concentrazioni molto basse di materiale. Particolari cure e precauzioni vengono poi adottate per la confezione e il trasporto, in quanto devono essere ridotti al minimo i rischi dovuti all'irraggiamento e alla contaminazione; per tale motivo i materiali resi radioattivi vengono incapsulati in appositi contenitori, che però non arrestino le radiazioni, che a loro volta sono confezionati in custodie con schermature di tipo diverso (cartone trattato, piombo) secondo la qualità e l'energia della radiazione emessa dal materiale.

Le diverse applicazioni

La facile disponibilità di isotopi radioattivi di molti elementi ha consentito il rapido sviluppo delle ricerche scientifiche nei campi più diversi, dalla fisica alla chimica, dalla geologia alla biologia. Una delle applicazioni più interessanti e importanti, sostenuta dal fatto che i diversi isotopi di un elemento hanno le stesse proprietà fisiche e chimiche e che i radioisotopi sono facilmente identificabili anche in concentrazioni minime, è l'impiego dei radioisotopi quali “traccianti”: allo scopo si sostituiscono in un composto uno o più atomi con radioisotopi dello stesso elemento (composto marcato), in modo da poterne seguire il comportamento attraverso le più diverse reazioni e trasformazioni. Il metodo dei traccianti è molto usato per studiare il metabolismo energetico, intermedio e terminale di gran parte degli organismi viventi, come pure il metabolismo di determinati organi (per esempio tiroide); inoltre permette di seguire molti processi biochimici (per esempio la biosintesi dei grassi) e biologici a livello cellulare (per esempio la dinamica della divisione cellulare e anche della sintesi del DNA). I radioisotopi vengono pure impiegati come sorgenti di radiazioni ionizzanti, sfruttate per esempio nel campo medico (vedi radiodiagnostica e radioterapia), mentre nel campo industriale è utilizzata la modalità con cui la radiazione emessa viene assorbita o diffusa dai materiali con cui interagisce, per avere informazioni sulla natura, sulla struttura e sulle caratteristiche di tali materiali: applicazioni tipiche sono la radiografia industriale e le misure di spessore di tessuti, rivestimenti, ecc. La velocità di disintegrazione dei radioisotopi naturali viene utilizzata anche per la datazione di minerali, reperti fossili e archeologici, ecc.

Bibliografia

W. J. Whitehouse, J. L. Putman, Radioactive Isotopes, Oxford, 1953; S. Aranoff, Techniques of Radiobioche mistry, Ames (Iowa), 1957; C. H. Wang, D. Willis, Radioactive Methodology in Biological Science, New Jersey, 1965; J. F. Duncan, G. B. Cook, Isotopes in Chemistry, Oxford, 1968;L. Feroci, C. Papa, E. Ricotta, Il rischio da radiazioni nelle applicazioni biomediche dei radioisotopi, Roma, 1989.