Los radionucleidos que emiten radiación gamma son valiosos en una variedad de tecnologías industriales, científicas y médicas. En este artículo se enumeran algunos radionucleidos emisores de radiación gamma comunes de importancia tecnológica y sus propiedades.
Muchos radionucleidos artificiales de importancia tecnológica se producen como productos de fisión en los reactores nucleares . Un producto de fisión es un núcleo con aproximadamente la mitad de la masa de un núcleo de uranio o plutonio que queda después de que dicho núcleo se ha "dividido" en una reacción de fisión nuclear .
El cesio-137 es uno de esos radionúclidos. Tiene una vida media de 30 años y se desintegra por desintegración beta sin emisión de rayos gamma hasta un estado metaestable de bario -137 (137 m
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). El bario-137m tiene una vida media de 2,6 minutos y es responsable de toda la emisión de rayos gamma en esta secuencia de desintegración. El estado fundamental del bario-137 es estable.
La energía del fotón (energía de un solo rayo gamma) de137 m
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es de unos 662 keV. Estos rayos gamma se pueden utilizar, por ejemplo, en radioterapia para el tratamiento del cáncer, en la irradiación de alimentos o en medidores o sensores industriales.137
Cs
No se utiliza ampliamente para la radiografía industrial , ya que otros nucleidos, como el cobalto-60 o el iridio-192 , ofrecen una mayor salida de radiación para un volumen determinado.
El yodo-131 es otro importante radionúclido emisor de rayos gamma que se produce como producto de fisión. Con una vida media corta de 8 días, este radioisótopo no tiene un uso práctico en fuentes radiactivas en radiografía industrial o detección. Sin embargo, dado que el yodo es un componente de moléculas biológicas como las hormonas tiroideas, el yodo-131 es de gran importancia en la medicina nuclear y en la investigación médica y biológica como trazador radiactivo .
El lantano-140 es un producto de desintegración del bario-140 , un producto de fisión común. Es un potente emisor de rayos gamma. Se utilizó en grandes cantidades durante el Proyecto Manhattan para los experimentos RaLa .
Algunos radionucleidos, como el cobalto-60 y el iridio-192 , se producen mediante la irradiación con neutrones de cobalto e iridio metálicos normales no radiactivos en un reactor nuclear , creando nucleidos radiactivos de estos elementos que contienen neutrones adicionales, en comparación con los nucleidos estables originales.
Además de sus usos en radiografía, tanto el cobalto-60 (60
Co
) y el iridio-192 (192
Ir
) se utilizan en la radioterapia del cáncer. El cobalto -60 tiende a utilizarse en unidades de teleterapia como una alternativa de energía fotónica más alta al cesio-137, mientras que el iridio-192 tiende a utilizarse en un modo diferente de terapia, la radioterapia interna o braquiterapia . Los cables de iridio para braquiterapia son un cable de aleación de iridio/paladio recubierto de paladio que se vuelve radiactivo por activación neutrónica . Luego, este cable se inserta en un tumor, como un tumor de mama, y el tumor es irradiado por fotones de rayos gamma del cable. Al final del tratamiento, se retira el cable.
Una fuente gamma rara pero notable es el sodio-24 ; tiene una vida media bastante corta de 15 horas, pero emite fotones con energías muy altas (>2 MeV). Podría usarse para radiografías de objetos de acero grueso si la radiografía se realizara cerca del punto de producción. De manera similar a60
Co
y192
Ir
Se forma por la activación neutrónica del isótopo estable comúnmente encontrado.
El americio-241 se ha utilizado como fuente de fotones gamma de baja energía, se ha utilizado en algunas aplicaciones como equipos portátiles de fluorescencia de rayos X ( XRF ) y detectores de humo ionizantes domésticos comunes . El americio-241 se produce a partir de239
El Pu en los reactores nucleares a través de múltiples capturas de neutrones y posteriores desintegraciones beta , siendo el propio plutonio-239 producido principalmente a partir de capturas de neutrones y posteriores desintegraciones beta por238
U (99% de uranio natural y normalmente aproximadamente 97% de uranio poco enriquecido o combustible MOX ).
Hace muchos años, el radio-226 y el radón-222 se utilizaban como fuentes de rayos gamma para la radiografía industrial : por ejemplo, se utilizó una fuente de radón-222 para examinar los mecanismos internos de una bomba volante V-1 sin explotar , mientras que algunas de las primeras Batisferas podían examinarse utilizando radio-226 para comprobar si tenían grietas. Debido a que tanto el radio como el radón son muy radiotóxicos y muy caros debido a su rareza natural, estos radioisótopos naturales han caído en desuso durante el último medio siglo, reemplazados por radioisótopos creados artificialmente. La terapia con radón se sitúa al borde de la charlatanería radiactiva y la radioterapia genuina , en parte debido a la falta de datos fiables sobre los beneficios para la salud declarados.
Tenga en cuenta que solo se enumeran las vidas medias entre 100 minutos y 5000 años, ya que las vidas medias cortas generalmente no son prácticas de usar y las vidas medias largas generalmente significan una actividad específica extremadamente baja. d = día, hr = hora, yr = año.