Aplicaciones de los isótopos
En la actualidad, las aplicaciones que poseen los isótopos, tanto si son de tipo radioactivo como isótopos estables, son tan extensas, que debemos limitarnos a citar solamente algunas de las aplicaciones, en éste caso, sobretodo aquellas que hacen referencia a la química inorgánica.
Existen aplicaciones tan importantes como por ejemplo el uso de isótopos en la detección de fisuras de objetos de metal, a través de radiografía gamma, usando una radiación que viene del isótopo Co 60; o también el uso de isótopos radiactivos para poder realizar el seguimiento de los movimientos de la tierra o el petróleo, así como la destrucción de tumores en el cuerpo mediante radiación con rayos gamma de Co 60 ó Cs 137; y también cabe destacar la utilización de isótopos en las rutas metabólicas tanto en la química orgánica o la bioquímica.
En numerosas de las aplicaciones, los isótopos se utilizan como “trazadores”, donde todos los isótopos pertenecientes a un elemento, se consideran equivalentes químicamente; en otros casos, como por ejemplo en la espectroscopía o la cinética, se usan las pequeñas diferencias que existen entre los diferentes isótopos de un determinado elemento. El o los usos de los isótopos de tipo radiactivo, depende por lo general de la facilidad con la cual se pueden calcular pequeñas cantidades de ellos a través de los equipos y técnicas modernas; así por ejemplo, para un isótopo con una vida media de 14 días, el cual emita una radiación de tipo β, se pueden calcular de manera simple una cantidad de 10^-16 gramos, lo que determina que el método en cuestión sea un millón de veces más sensible que otro tipo de ensayo; esto ocurre por ejemplo para el isótopo del fósforo 32.
Con isótopos que posean una vida media menor, se pueden calcular cantidades que sean aún menores, pero, desde luego, en el caso de elementos con vida media demasiado corta, es difícil aislar, así como usar el isótopo correspondiente, antes de que éste se convierta en un producto de desintegración.
Existen aplicaciones de tipo analíticas, entre las que destacan las determinaciones de solubilidades de sustancias que son más bien poco solubles, así como sustancias poco volátiles, y el estudio de la formación de disoluciones sólidas y de absorción de precipitados. Así por ejemplo, la solubilidad del sulfato de estroncio, se ha calculado preparando la actividad existente por gramo de una mezcla de tipo homogénea del isótopo del sulfato de estroncio 90, midiendo la actividad que tiene el residuo que resta al evaporar una disolución de tipo saturada de la mezcla, este método se conoce como análisis por disolución isotópica.
Otra de las aplicaciones más utilizadas es la determinación de edades, para estimar la edad de objetos, vegetales, minerales, etc., basándose en la radiactividad, dependiendo del tiempo que haya pasado desde que la muestra ha pasado a examinarse y desde que fue separada del entorno donde se encontró. Esto puede llevarnos a analizar una especie que se formó durante la desintegración radiactiva, o también en el periodo de actividad residual de un isótopo el cual se encontraba aun en el proceso de desintegración.
El primero de los métodos para determinar edades se puede representar con los estudios realizados con helio. El helio que se encuentra en los minerales de uranio posee su origen, casi con seguridad, en las partículas alfa. Sabemos que un gramo de uranio, si se encuentra en equilibrio con sus productos de desintegración, produce unos 10^-7 gramos de helio al año, se manera que si se sabe el contenido de uranio, así como el de helio en un mineral, podemos de manera sencilla, saber la edad de éste.
Otro método de determinación de edades, se realiza con el radiocarbono 14. El carbono 14, se forma en las altas capas de la atmósfera por la acción de la radiación cósmica sobre el isótopo de nitrógeno 14, y seguidamente sufre una desintegración de tipo beta, transformándose en nitrógeno 14, contando con una vida media de unos 5570 años.
El carbono que se aísla del ciclo del CO2, en los huesos y en la madera, pierde la mitad de su actividad como carbono 14, cada 5570 años, por lo cual, al comparar la actividad beta especifica con la del carbono que se encuentra aún en circulación, se puede calcular la fecha de aislamiento del carbono del material ha investigar. Debemos suponer, que la velocidad de formación del carbono 14, ha sido de tipo constante a lo largo del periodo de tiempo, por lo que el método en sí, deja de ser seguro para períodos de tiempo más altos que la vida media del isótopo.