jueves, 11 de noviembre de 2010

Aplicaciones del Isótopo

Medicina
     En medicina la radiación de alta energía emitida por el radio fue utilizada durante mucho tiempo en el tratamiento del cáncer. Actualmente se usa el cobalto-60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que la que emite el radio y es más barato que este. En medicina se usa el tratamiento con cobalto-60 para detener ciertos tipos de cáncer con base en la capacidad que tienen los rayos gamma para destruir tejidos cancerosos. El cobalto-60 se desintegra emitiendo partículas beta y rayos gamma, y tiene una vida media de 5.27 años. Su proceso de desintegración se representa mediante la ecuación química nuclear:
2760Co   ---->    2860Ni  +  -10b  +   00g .          t1/2 = 5.27 años


Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos, como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin afectar al resto del cuerpo.

 Algunos radioisótopos utilizados en medicina.
Arsénico-74
Cobre-64
Radio-226
Astato-211
Estroncio-90
Radón-222
Bismuto-206
Europio-152
Sodio-24
Boro-10
Arsénico-35
Tantalio-182
Boro-11
Fierro-55
Tecnecio-99
Bromo-82
Fierro-59
Tulio-170
Carbono-14
Fósforo-32
Xenón-133
Cerio-144
Itrio-90
Yodo-131
Cesio-137
Litio-6
Yodo-132
Cromo-51
Litio-7
Oro-198
Cobalto-60
Nitrógeno-15


Química
     Una de las primeras aplicaciones de los isótopos radiactivos en química fue en el estudio de las velocidades de una reacción reversible para establecer las condiciones de equilibrio. Por ejemplo, para conocer el equilibrio en una solución saturada de cloruro de plomo II (PbCl2). La ecuación química que representa el equilibrio de esta solución es:

PbCl2(S)  
---->  Pb2+(ac)  +  2 Cl1-(ac)
 
   
Se usa el isótopo radiactivo de plomo-212 para comprobar que los procesos de disolución y de precipitación se producen a la misma velocidad. Se agrega a una solución saturada de cloruro de plomo II una pequeña cantidad de nitrato de plomo II que contenga el isótopo plomo-212. Un tiempo después se precipita plomo, lo que indica que se está produciendo un intercambio entre el cloruro de plomo sólido y el ión plomo +2 de la solución.


En estudios de química orgánica se usan los isótopos radiactivos como trazadores o rastreadores (por ejemplo, carbono-14)  para conocer los mecanismos de reacciones complejas como las de la fotosíntesis, en la que en varias etapas se van formando moléculas más complejas. Para el estudio de la trayectoria de las reacciones químicas en la fotosíntesis se nutre a la planta con dióxido de carbono (CO2) que contiene carbono-14. Por esto, el químico norteamericano Melvin Calvin (1911-) obtuvo el Premio Nobel de Química en 1961, aclaró una parte del proceso químico de la fotosíntesis y de los productos intermedios que se producen (ciclo de Calvin)

Agricultura

Los isótopos y las radiaciones desempeñan un papel importante en la agricultura moderna, razón por la cual en 1964 la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación junto con el OIEA, establecieron una Comisión Mixta para el empleo de los isótopos y las radiaciones en el Desarrollo de la Agricultura y la Alimentación.
La aplicación de los radisótopos o de las radiaciones en la agricultura tiene por objeto:
  • Obtener cultivos alimentarios de elevado rendimiento y ricos en proteínas.
  • Producir variedades vegetales resistentes a las enfermedades y a la intemperie.
  • Utilizar con eficacia los recursos hídricos.
  • Determinar la eficacia en la absorción de los abonos por las plantas y optimizar la fijación del nitrógeno.
  • Combatir o erradicar las plagas de insectos.
  • Evitar las mermas durante el almacenamiento de las cosechas.
  • Mejorar la productividad y sanidad de los animales domésticos.
  • Prolongar el periodo de conservación de los alimentos.



Biologia
El uso de isótopos estables en biología ha aumentado en los últimos años debido al gran poder que tienen los isótopos para medir procesos que antes eran difícil o imposible de cuantificar utilizando otros métodos. A pesar de que la mayoría de los estudios con isótopos se han concentrado en zonas templadas, en años recientes han aumentado los estudios realizados en los trópicos, lo cual ha permitido entender en detalle procesos complejos. Esta revisión enfatiza aquellos estudios que utilizan la composición isotópica de hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno para estudiar procesos biogeoquímicos en ambientes tropicales, tanto a escala molecular como regional. Al detallar los avances recientes sobre estudios en los trópicos, se espera estimular más estudios en esta área. También, con base en los resultados asombrosos que se obtienen usando isótopos en biología tropical, se tiene certeza de que los isótopos estables proporcionarán avances exitantes en el futuro.

Industria

Los isótopos radiactivos se emplean en varios procesos industriales. Se utilizan en algunas reacciones catalíticas en la industria química. Los investigadores los han encontrado muy útiles en los estudios de las moléculas.
Pequeñas cantidades de sustancias radiactivas se mezclan con los materiales que se mueven a través de sistemas complicados. Su paso a través del sistema puede ser detectado por un medidor de radiación Geiger-Muller. Los trazadores se utilizan, además, para detectar fugas en tanques, válvulas y otros contenedores. También permiten determinar la cantidad de gasto al que se le ha sometido a una parte de un equipo. Gracias a la alta sensibilidad de las técnicas para medir radiaciones, se puede conocer las cantidades pequeñísimas de un catalizador utilizado en el proceso si se marca éste con un isótopo radiactivo.




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