Los radionucleidos que emiten radiación gamma son valiosos en una variedad de diferentes tecnologías industriales, científicas y médicas. Este artículo enumera algunos radionucleidos emisores de rayos gamma comunes de importancia tecnológica y sus propiedades.
Muchos radionucleidos artificiales de importancia tecnológica se producen como productos de fisión dentro de 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 haya "dividido" en una reacción de fisión nuclear .
El cesio-137 es uno de esos radionucleidos. Tiene una vida media de 30 años y se desintegra por desintegración beta sin emisión de rayos gamma a un estado metaestable de bario -137 (137m
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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) de137m
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es de aproximadamente 662 keV. Estos rayos gamma se pueden utilizar, por ejemplo, en radioterapia, como por ejemplo para el tratamiento del cáncer, en la irradiación de alimentos o en medidores o sensores industriales.137
cs
no se utiliza ampliamente para radiografía industrial ya que otros nucleidos, como el cobalto-60 o el iridio-192 , ofrecen una mayor producción de radiación para un volumen determinado.
El yodo-131 es otro importante radionucleido emisor de rayos gamma producido como producto de fisión. Con una vida media corta de 8 días, este radioisótopo no es de 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 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 de neutrones de cobalto e iridio metálicos no radiactivos normales 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
) e iridio-192 (192
ir
) se utilizan en la radioterapia del cáncer. El cobalto -60 tiende a usarse en unidades de teleterapia como una alternativa de mayor energía fotónica al cesio-137, mientras que el iridio-192 tiende a usarse en un modo diferente de terapia, radioterapia interna o braquiterapia . Los alambres de iridio para braquiterapia son alambres de aleación de iridio/paladio recubiertos de paladio que se vuelven radiactivos mediante activación de neutrones . Luego, este cable se inserta en un tumor, como un tumor de mama, y el tumor se irradia con fotones de rayos gamma del cable. Al final del tratamiento se retira el alambre.
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 gruesos si la radiografía se realizara cerca del punto de producción. similar a60
Co
y192
ir
, se forma mediante la activación de neutrones del isótopo estable comúnmente encontrado.
El americio-241 se ha utilizado como fuente de fotones gamma de baja energía y 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
Pu en reactores nucleares a través de múltiples capturas de neutrones y desintegraciones beta posteriores , y el propio plutonio-239 se produce principalmente a partir de la captura de neutrones y desintegraciones beta posteriores por238
U (99% del uranio natural y normalmente aproximadamente el 97% del 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 voladora V-1 sin explotar , mientras que algunas de las primeras batisferas podría examinarse utilizando radio-226 para comprobar si hay grietas. Debido a que tanto el radio como el radón son muy radiotóxicos y muy costosos debido a su rareza natural, estos radioisótopos naturales han dejado de utilizarse durante el último medio siglo, siendo reemplazados por radioisótopos creados artificialmente. La terapia con radón se encuentra al borde de la charlatanería radiactiva y la radioterapia genuina , en parte debido a la falta de datos confiables sobre los beneficios declarados para la salud.
Tenga en cuenta que solo se enumeran 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, año = año.