Isótopos emisores de rayos gamma de uso común: Commonly used gamma-emitting isotopes
Los radionucleidos que emiten radiación gamma son valiosos en una variedad de tecnologías industriales, científicas y médicas diferentes. Este artículo enumera algunos radionucleidos emisores de rayos gamma comunes de importancia tecnológica y sus propiedades.
Productos de fisión
Muchos radionucleidos artificiales de importancia tecnológica se producen como productos de fisión dentro de 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 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 de rayos gamma ( fotones ) de137m
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es de aproximadamente 662 keV. Estos rayos gamma se pueden utilizar, por ejemplo, en radioterapia, como para el tratamiento del cáncer, en la irradiación de alimentos o en medidores o sensores industriales.137
Cs
no se utiliza mucho en radiografías industriales, ya que otros nucleidos, como el cobalto-60 o el iridio-192 , ofrecen una mayor emisión de radiación para un volumen determinado.
El yodo-131 es otro importante radionúclido 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 de rayos gamma. Se utilizó en grandes cantidades durante el Proyecto Manhattan para los Experimentos RaLa .
Productos de activación
Algunos radionúclidos, como el cobalto-60 y el iridio-192 , se producen mediante la irradiación de 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
) 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 un alambre de aleación de iridio / paladio recubierto de paladio que se vuelve radiactivo por 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, este tiene una vida media muy corta pero emite fotones con energías muy altas (> 2 MeV). Podría utilizarse para la radiografía de objetos de acero gruesos si la radiografía se produce cerca del punto de producción. similar a60
Co
y 192
Ir
, está formado por la activación neutrónica del isótopo estable que se encuentra comúnmente.
Actínidos menores
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.
Radioisótopos naturales
Hace muchos años, el radio-226 y el radón-222 se usaban como fuentes de rayos gamma para la radiografía industrial : por ejemplo, se usó una fuente de radón-222 para examinar los mecanismos dentro de una bomba voladora V-1 sin detonar , 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 y han sido reemplazados por radioisótopos creados artificialmente.
Tabla de algunos isótopos emisores de rayos gamma útiles
| Isótopo | masa atomica | media vida | Energía gamma emitida (MeV) | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Be-7 | 7 | 53 días | 0,48 | |
| Na-22 | 22 | 2,6 años | 1,28 | |
| Na-24 | 24 | 15 horas | 1,37 | |
| Mn-54 | 54 | 312 días | 0,84 | |
| Co-57 | 57 | 272 días | 0,122 | |
| Co-60 | 60 | 5.265 años | 1,25 | utilizado en radiografía industrial |
| Ga-66 | 66 | 9,4 horas | 1.04 | |
| Tc-99m | 99 | 6 horas | 0,14 | utilizado en una variedad de procedimientos de imagenología de medicina nuclear |
| Pd-103 | 103 | 17 días | 0.021 | utilizado en braquiterapia |
| Ag-112 | 112 | 3,13 horas | 0,62 | |
| Sn-113 | 113 | 115 días | 0.392 | |
| Te-132 | 132 | 77 horas | 0,23 | |
| I-125 | 125 | 60 días | 0,035 | utilizado en braquiterapia |
| I-131 | 131 | 8 días | 0,36 | utilizado en braquiterapia |
| Xe-133 | 133 | 5,24 días | 0,08 | |
| Cs-134 | 134 | 2,06 años | 0,61 | |
| Cs-137 | 137 | 30,17 años | 0,662 | a veces todavía se utiliza en radioterapia y aplicaciones industriales para medir la densidad,
nivel de líquido, humedad y muchos más |
| Ba-133 | 133 | 10,5 años | 0,36 | |
| La-140 | 140 | 40,2 horas | 1,6 | |
| Ce-144 | 144 | 285 días | 0,13 | |
| Eu-152 | 152 | 13,5 años | 0,122 | |
| Yb-169 | 169 | 32 días | 0.093 | fuente potencial de braquiterapia |
| Ir-192 | 192 | 74 días | 0,32 | utilizado en braquiterapia HDR y radiografía industrial |
| Au-198 | 198 | 2,7 días | 0,41 | |
| Bi-207 | 207 | 31,6 años | 0,57 | |
| Rn-222 | 222 | 3,8 días | 0,51 | |
| Ra-226 | 226 | 1600 años | 0,19 | utilizado para la radioterapia temprana (antes de Cs-137 y Co-60 alrededor de la década de 1950) |
| Th-228 | 228 | 1,9 años | 0,24 | |
| Am-241 | 241 | 432 años | 0,06 | Se utiliza en la mayoría de los detectores de humo. |
| Cf-252 | 252 | 2,6 años | 0,04 | |
| Fm-252 | 252 | 25 horas | 0,096 |
Tenga en cuenta que solo se enumeran las semividas entre 100 min y 5000 años, ya que las semividas cortas generalmente no son prácticas de usar, y las semividas largas generalmente significan una actividad específica extremadamente baja. d = día, hr = hora, año = año.