방사성 동위 원소
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1. 개요
방사성 동위 원소는 불안정한 동위원소가 방사선을 방출하며 붕괴하는 현상을 말하며, 자연적으로 생성되거나 인공적으로 만들어진다. 자연 발생 방사성 핵종은 최초 방사성 핵종, 이차 방사성 핵종, 우주선 생성 동위원소로 나뉘며, 인공 방사성 핵종은 원자로, 입자 가속기 등을 통해 생성된다. 방사성 동위 원소는 의료, 산업, 연구 등 다양한 분야에서 활용되며, 진단 및 치료, 비파괴 검사, 두께 측정, 분자 표지 등에 사용된다. 한국은 핵의학 분야에서 방사성 의약품 개발을 선도하고 있으며, 한국원자력연구원에서 방사성 동위원소를 생산하고 있다.
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- 동위 원소 - 안정 동위 원소
안정 동위원소는 붕괴가 관찰되지 않은 254개의 핵종으로, 자연에 약 251개가 존재하며 우주적 과정을 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다. - 동위 원소 - 탄소 동위 원소
탄소 동위원소는 양성자 수는 6개로 같지만 중성자 수가 다른 탄소의 여러 형태로, 자연계에는 안정 동위원소인 탄소-12, 탄소-13과 방사성 동위원소인 탄소-14가 존재하며, 각각 원자 질량 단위 기준, 핵자기 공명 분광법, 방사성탄소연대측정법 등에 활용되고 비율 분석은 다양한 학문 분야에서 과거 환경 연구에 사용된다. - 핵화학 - 핵분열
핵분열은 원자핵이 중성자와 충돌하여 두 개 이상의 조각으로 분열되는 현상으로, 막대한 에너지를 방출하며 원자력 발전과 핵무기에 응용되지만 방사성 폐기물 처리 등의 문제점을 가지고 있다. - 핵화학 - 핵폭발
핵폭발은 원자핵 반응으로 막대한 에너지를 방출하는 현상으로, 핵무기에 이용되거나 평화적 목적으로 활용하려는 시도가 있었으며, 폭풍, 열복사, 방사선, 전자기 펄스 등으로 피해를 야기하고 핵겨울을 초래할 수 있다. - 방사능 - 방사성 탄소 연대 측정
방사성 탄소 연대 측정은 윌러드 리비가 1949년에 발견한 유기 물질 연대 측정 방법으로, 탄소-14의 방사성 붕괴를 이용하여 최대 6만 년까지의 연대를 측정하며, 고고학 유물 연대 측정에 주로 사용된다. - 방사능 - 핵분열
핵분열은 원자핵이 중성자와 충돌하여 두 개 이상의 조각으로 분열되는 현상으로, 막대한 에너지를 방출하며 원자력 발전과 핵무기에 응용되지만 방사성 폐기물 처리 등의 문제점을 가지고 있다.
| 방사성 동위 원소 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 핵에 과잉의 핵 에너지를 가지고 있어 불안정한 원자 |
| 다른 이름 | 방사성 핵종 방사성 동위원소 |
| 특성 | |
| 안정성 | 불안정 |
| 붕괴 | 에너지를 방출하면서 안정된 형태로 붕괴함. 붕괴 과정에서 방사선을 방출할 수 있음. |
| 반감기 | 특정 방사성 핵종의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간. 핵종마다 고유한 값을 가짐. |
| 붕괴 방식 | |
| 종류 | 알파 붕괴 베타 붕괴 감마 붕괴 자발적 핵분열 양성자 방출 중성자 방출 클러스터 붕괴 |
| 활용 | |
| 의학 | 방사선 치료 핵의학 영상 |
| 산업 | 방사선 계측 비파괴 검사 |
| 과학 | 방사성 연대 측정 추적자 연구 |
| 관련 용어 | |
| 방사능 | 방사성 핵종이 방사선을 방출하는 능력 |
| 방사성 붕괴 | 불안정한 원자핵이 에너지를 잃고 다른 핵종으로 변환되는 과정 |
| 반감기 | 방사성 핵종의 수가 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간 |
2. 자연 발생 방사성 핵종
지구상에서 자연 발생하는 방사성 핵종은 세 가지로 나뉜다. 첫 번째는 최초 방사성 핵종으로, 항성 핵합성과 초신성 폭발 과정에서 안정적인 핵종과 함께 만들어진다.[6] 우라늄(U)과 토륨(Th)과 같이 반감기가 1억 년을 초과하여 아직 붕괴되지 않은 핵종들이 여기에 속한다.[6] 일부 방사성 핵종은 반감기가 우주 나이보다 길어 최근에야 붕괴 현상이 감지되었는데, 비스무트-209가 대표적인 예시이다.[6]
인공 방사성 핵종은 인간의 개입을 통해 만들어지는 핵종이다.[9] 원자로나 입자 가속기, 방사성 핵종 발생기를 이용하여 합성한다.[9]
동위원소는 같은 원소에서 중성자 수가 다른 핵종의 관계를 말하며, 안정적인 것과 불안정한 것이 있다. 불안정한 동위원소는 시간이 지남에 따라 방사성 붕괴하여 방사선을 방출하는데, 이를 방사성 동위원소라고 한다. 방사성 동위원소는 붕괴 상수에 비례하는 확률로 붕괴하며, 붕괴 상수가 클수록 붕괴 확률이 높다. 방사성 동위원소의 예로는 수소-3, 탄소-14, 칼륨-40, 아이오딘-131, 플루토늄-239 등이 있다.[24]
방사성 동위 원소는 방사선의 특성과 화학적 성질을 이용하여 다양한 분야에 활용된다.
두 번째는 이차 방사성 핵종으로, 최초 방사성 핵종의 붕괴에서 파생되는 방사성 동위 원소이다. 이들은 최초 방사성 핵종보다 반감기가 짧으며, 토륨-232, 우라늄-238, 우라늄-235의 붕괴 사슬에서 나타난다. 폴로늄(Po)과 라듐(Ra)의 천연 동위원소가 그 예시이다.[6] 폴로늄은 우라늄 광석에서 1미터톤(1,000kg)당 약 0.1mg (1010분의 1)의 비율로 발견된다.[7][8]
세 번째는 우주선 생성 동위원소로, 우주선으로 인해 대기 중에서 지속적으로 생성된다.[6] 탄소-14가 대표적인 예시이다.[6]
이러한 방사성 핵종 중 상당수는 자연계에 극미량만 존재한다. 자연 상태에서는 저절로 일어나는 핵분열이나 드물게 발생하는 우주 광선과의 상호작용으로 인해 사실상 검출 불가능한 양의 방사성 핵종이 추가적으로 발생할 수 있다.
3. 인공 방사성 핵종
방사성 동위 원소는 핵 폐기물에서 추출하거나 원자로를 통해 생산할 수 있다. 원자로 중심부의 고선속 중성자를 이용하여 원소를 활성화시키는데, 이리듐-192가 대표적인 생산물이다. 중성자를 잘 흡수하는 원소는 중성자 반응 단면적이 크다고 한다. 사이클로트론 같은 입자 가속기는 입자를 가속하여 목표물을 타격, 플루오린-18과 같은 양전자 방출 방사성 핵종을 만든다. 방사성 핵종 발생기는 어미 핵종이 붕괴하면서 방사성 딸 핵종을 생성하는데, 핵의학에서 활용되는 테크네튬-99m 발생기가 대표적이며, 어미 핵종인 몰리브덴-99는 원자로에서 생성된다.
핵분열과 열핵폭발의 결과로도 방사성핵종이 생성된다. 핵분열 과정은 다양한 핵분열 생성물을 생성하고, 핵연료 조사와 주변 구조물 조사를 통해 악티늄족 원소와 활성화 생성물이 만들어진다. 이러한 방사성핵종 혼합물은 핵폐기물 처리와 핵낙진 대처를 어렵게 만든다.
입자 가속기나 원자로를 이용한 핵종 변환을 통해 발견된 방사성 원소는 인공 방사성 원소 또는 인공 방사성 핵종[24]이라고 불리며, 많은 원소의 인공 방사성 핵종이 실험적으로 만들어지고 있다.[24] 인공 방사성 핵종이 가진 방사능은 인공 방사능이라고도 불린다.[24]
전 세계의 연구자들이 인공적으로 방사성 핵종을 만드는 실험을 하고 있다. 일본 이화학연구소(RIKEN)의 RI빔 팩토리(RIBF)는 2007년 이후 132종의 새로운 동위원소를 발견했다고 2017년 12월에 발표했다.[25][26]
넵투늄 이후의 인공 방사성 원소는 초우라늄 원소라고도 불린다. 아메리슘 이상의 원자 번호의 원소는 자연계에는 존재하지 않는다.
4. 방사성 핵종의 붕괴
방사성 동위원소의 붕괴는 핵종의 변위 법칙에 따라 알파 붕괴, 베타 붕괴, 감마 붕괴 등의 형태로 일어난다. 알파 붕괴는 원자 번호와 질량수가 다른 핵종으로 변환시키고,[21] 베타 붕괴는 질량수는 같지만 원자 번호가 다른 핵종으로 변환시킨다.[22] 감마 붕괴는 질량수와 원자 번호 모두 변하지 않는다. 일부 초우라늄 원소는 자체 무게를 견디지 못하고 자발적으로 핵분열을 일으켜 붕괴하며, 중성자를 방출하기도 한다.
방사성 동위원소만 가지는 원소를 방사성 원소라고 하며, 테크네튬, 프로메튬, 비스무트(원자 번호 83) 이상의 원자 번호를 가진 모든 원소가 이에 해당한다.[23] 자연계에서 발견된 방사성 원소는 천연 방사성 원소 또는 천연 방사성 핵종이라고 불린다.[24] 입자 가속기나 원자로를 이용한 핵종 변환을 통해 발견된 방사성 원소는 인공 방사성 원소 또는 인공 방사성 핵종이라고 하며,[24] 많은 원소의 인공 방사성 핵종이 실험적으로 만들어지고 있다.[24] 인공 방사성 핵종이 가진 방사능은 인공 방사능이라고도 불린다.[24]
이론적으로 7000종 이상의 동위원소가 존재할 것으로 예측되지만, 실제로 확인된 것은 절반 이하이다. 전 세계 연구자들이 인공적으로 방사성 핵종을 만드는 실험을 하고 있으며, 일본 이화학연구소(RIKEN)의 RI빔 팩토리(RIBF)에서는 2007년 이후 132종의 새로운 동위원소를 발견했다.[25][26]
일반적으로 반감기가 지구 나이보다 짧은 핵종은 자연계에 존재하지 않지만, 라돈, 폴로늄처럼 반감기가 짧더라도 우라늄, 토륨의 붕괴 생성물로 계속 생성되는 핵종은 예외이다. 우주선 영향으로 생성되는 핵종도 지구상에서 천연적으로 발견된다.
우라늄-238, 토륨-232 등 반감기가 지구 나이와 비슷하거나 더 긴 핵종은 천연 방사성 원소로 존재한다. 우라늄-235는 약 7억 년, 우라늄-238은 44.6억 년의 반감기를 가지지만, 원자 번호 93인 넵투늄 이후는 반감기가 짧아 초우라늄 원소라고도 불린다. 넵투늄과 플루토늄(원자 번호 94)은 우라늄-238이 중성자를 포획하여 미량 존재하며, 아메리슘(원자 번호 95) 이상은 자연계에 존재하지 않는다. 우라늄, 플루토늄, 토륨과 같은 원자 번호가 큰 방사성 동위원소는 붕괴 계열을 이루며, 질량수를 4로 나눈 나머지에 따라 4가지로 분류된다.
10억 년 이상의 반감기로 태양계 형성 시점부터 현재까지 살아남은 핵종은 일차 천연 방사성 핵종, 붕괴로 생성된 딸핵종 중 방사능을 가진 핵종은 이차 천연 방사성 핵종, 안정 핵종은 방사성 기원의 핵종이라고 한다.[24] 삼중수소, 탄소-14와 같이 우주선과의 핵반응으로 생성되는 핵종은 유도 천연 방사성 핵종(induced natural radionuclide)이라고 한다.[24]
5. 방사성 핵종의 응용
=== 의료 ===
방사성 동위 원소는 의료 분야에서 진단 및 치료에 사용된다.
진단:
치료:
감마선이나 양전자를 방출하는 방사성 화학 추적자는 내부 해부학 구조와 인체 뇌를 포함한 특정 장기의 기능에 대한 진단 정보를 제공할 수 있다. 이는 단일광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)과 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캔, 체렌코프 발광 이미징과 같은 일부 단층촬영의 형태로 사용된다. 방사성 동위원소는 조혈성 종양의 치료 방법이기도 하지만 고형 종양 치료의 성공률은 제한적이다. 더 강력한 감마선원은 주사기 및 기타 의료 장비를 살균한다.
=== 산업 ===
방사성 동위원소는 산업 분야에서 다양하게 활용된다. 비파괴 검사는 방사선 투과 검사를 통해 용접부, 배관, 항공기 부품 등의 결함을 검출하는 데 사용된다.[14][15] 이리듐-192(Iridium-192)는 파이프 용접부, 보일러, 항공기 부품의 비파괴 검사에 사용된다.[27] 두께 측정은 방사선 흡수 또는 산란을 이용하여 종이, 플라스틱, 금속 등의 두께를 측정하는 데 활용된다. 아메리슘-241(Americium-241)은 철판 및 종이의 두께 측정에 사용되며, 크립톤-85(Krypton-85)는 얇은 플라스틱, 금속판, 고무, 섬유 및 종이의 두께 측정에 사용된다. 유량 측정은 방사성 추적자를 이용하여 유체의 흐름 및 누출을 검사하는 데 사용된다. 세슘-137(Cesium-137)은 석유 배관에서 유체 흐름 측정 및 관리에 사용된다.
아메리슘-241(241Am)은 이온화식 연기 감지기에 사용된다. 241Am은 감지기의 이온화실(ionization chamber) 내 공기를 이온화하는 알파 입자를 방출하며, 이온화된 공기에 약한 전압을 가하면 약한 전류가 발생한다. 연기가 이온의 일부를 중화시켜 전류를 감소시키면 감지기 경보가 울린다.
그 외에도 방사성 동위원소는 석유 탐사, 광물 분석, 고고학적 연대 측정 등 다양한 분야에서 활용된다. 금-198(Gold-198), 란타넘-140(Lanthanum-140), 스칸듐-46(Scandium-46), 은-110m(Sliver-110m)은 용광로(고로)에서 고로 성능 측정, 효율 및 잔류 시간 측정 등에 사용된다. 납-210(Lead-177)은 80년까지 토양 및 모래 층의 연대 측정에 사용되며, 염소-36(Chlorine-36)은 2만 년까지 물의 연대 측정 및 염소의 기원 측정에 사용된다.
=== 연구 ===
방사성 동위 원소는 다양한 분야에서 연구 목적으로 활용된다. 화학에서는 분자 표지 및 화학 반응 메커니즘 연구에 사용되며, 생명과학에서는 DNA 복제, 단백질 합성, 대사 과정 등을 추적하는 데 이용된다.[27] 특히 생화학에서 분자의 일부를 방사성 동위원소로 표지(라벨)하여 화학 반응의 상세를 조사하며, 생체 고분자를 표지하여 면역학적 검정이나 DNA 염기 서열 결정 등에 응용한다.[27]
물리학에서는 베타 붕괴 생성물의 에너지와 운동량 측정을 통해 새로운 물리학 발견에 기여하고, 천문학 및 우주론에서는 항성 및 행성 과정을 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 환경 분야에서는 오염 물질 추적, 수문학적 연구에 활용되며, 지질학, 고고학 및 고생물학에서는 암석, 광물 및 화석 물질의 연대 측정에 사용된다.
구체적인 방사성 동위원소 활용 예시는 다음과 같다:
5. 1. 의료
방사성 동위 원소는 의료 분야에서 진단 및 치료에 사용된다.
진단:
치료:
감마선이나 양전자를 방출하는 방사성 화학 추적자는 내부 해부학 구조와 인체 뇌를 포함한 특정 장기의 기능에 대한 진단 정보를 제공할 수 있다. 이는 단일광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)과 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캔, 체렌코프 발광 이미징과 같은 일부 단층촬영의 형태로 사용된다. 방사성 동위원소는 조혈성 종양의 치료 방법이기도 하지만 고형 종양 치료의 성공률은 제한적이다. 더 강력한 감마선원은 주사기 및 기타 의료 장비를 살균한다.
5. 2. 산업
방사성 동위원소는 산업 분야에서 다양하게 활용된다. 비파괴 검사는 방사선 투과 검사를 통해 용접부, 배관, 항공기 부품 등의 결함을 검출하는 데 사용된다.[14][15] 이리듐-192(Iridium-192)는 파이프 용접부, 보일러, 항공기 부품의 비파괴 검사에 사용된다.[27] 두께 측정은 방사선 흡수 또는 산란을 이용하여 종이, 플라스틱, 금속 등의 두께를 측정하는 데 활용된다. 아메리슘-241(Americium-241)은 철판 및 종이의 두께 측정에 사용되며, 크립톤-85(Krypton-85)는 얇은 플라스틱, 금속판, 고무, 섬유 및 종이의 두께 측정에 사용된다. 유량 측정은 방사성 추적자를 이용하여 유체의 흐름 및 누출을 검사하는 데 사용된다. 세슘-137(Cesium-137)은 석유 배관에서 유체 흐름 측정 및 관리에 사용된다.
아메리슘-241(241Am)은 이온화식 연기 감지기에 사용된다. 241Am은 감지기의 이온화실(ionization chamber) 내 공기를 이온화하는 알파 입자를 방출하며, 이온화된 공기에 약한 전압을 가하면 약한 전류가 발생한다. 연기가 이온의 일부를 중화시켜 전류를 감소시키면 감지기 경보가 울린다.
그 외에도 방사성 동위원소는 석유 탐사, 광물 분석, 고고학적 연대 측정 등 다양한 분야에서 활용된다. 금-198(Gold-198), 란타넘-140(Lanthanum-140), 스칸듐-46(Scandium-46), 은-110m(Sliver-110m)은 용광로(고로)에서 고로 성능 측정, 효율 및 잔류 시간 측정 등에 사용된다. 납-210(Lead-177)은 80년까지 토양 및 모래 층의 연대 측정에 사용되며, 염소-36(Chlorine-36)은 2만 년까지 물의 연대 측정 및 염소의 기원 측정에 사용된다.
5. 3. 연구
방사성 동위 원소는 다양한 분야에서 연구 목적으로 활용된다. 화학에서는 분자 표지 및 화학 반응 메커니즘 연구에 사용되며, 생명과학에서는 DNA 복제, 단백질 합성, 대사 과정 등을 추적하는 데 이용된다.[27] 특히 생화학에서 분자의 일부를 방사성 동위원소로 표지(라벨)하여 화학 반응의 상세를 조사하며, 생체 고분자를 표지하여 면역학적 검정이나 DNA 염기 서열 결정 등에 응용한다.[27]
물리학에서는 베타 붕괴 생성물의 에너지와 운동량 측정을 통해 새로운 물리학 발견에 기여하고, 천문학 및 우주론에서는 항성 및 행성 과정을 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 환경 분야에서는 오염 물질 추적, 수문학적 연구에 활용되며, 지질학, 고고학 및 고생물학에서는 암석, 광물 및 화석 물질의 연대 측정에 사용된다.
구체적인 방사성 동위원소 활용 예시는 다음과 같다:
6. 한국의 방사성 핵종 관련 현황
한국은 핵의학 분야에서 괄목할 만한 성장을 이루었으며, 특히 방사성 의약품 개발 및 활용에 있어 선도적인 역할을 하고 있다. 한국원자력연구원(KAERI)은 방사성 동위원소 생산 및 연구 개발을 주도하고 있으며, 하나로(HANARO) 연구용 원자로를 이용하여 다양한 방사성 동위원소를 생산하고 있다. 국내 의료기관에서는 PET, SPECT 등 첨단 영상 장비를 활용하여 방사성 핵종을 이용한 진단 및 치료가 활발하게 이루어지고 있다. 한국은 방사성 폐기물 관리에도 많은 노력을 기울이고 있으며, 안전한 방사성 핵종 이용을 위한 정책 및 규제를 강화하고 있다.
7. 핵종별 용도
핵종별 용도는 매우 다양하며, 이를 활용한 연구가 다방면으로 이루어지고 있다.
- '''의료 분야''':
- 갈륨-67은 종양 영상 및 염증 위치 판별 등 의료 진단에 사용된다.
- 갈륨-68은 PET 및 PET/CT에 양전자 방출체로 사용된다.
- 구리-64는 유전 질환 연구에서 구리 대사 영향, 윌슨병 및 멘케스병, 종양의 영상 진단 및 치료에 사용된다.
- 구리-67은 종양 치료에 사용되며, 단일 세포 항체와 함께 암 부위에 주사되어 종양을 파괴하고 항체와의 결합을 돕는다.
- 레늄-186은 베타/감마선을 동시에 방출하여 치료와 진단을 동시에 수행하며, 뼈암의 고통 완화에 사용된다.
- 레늄-188은 혈관 수술 시 관상 동맥에 베타선을 조사하는 데 사용된다.
- 루비듐-82는 심근 관류 영상 PET 기전에 사용된다.
- 루테튬-177은 베타/감마선을 동시에 방출하여 진단과 치료를 동시에 수행하며, 분자 생물학 및 유전 연구에도 활용된다.
- 플루오린-18은 추적자로 사용되며, 간질, 치매, 정신병 등 뇌 생리학 및 뇌 병리학 연구에 활용된다. PET에 양전자 방출체로 사용된다.
- 비스무트-213은 알파 표적 치료법을 적용하여 암 치료에 활용된다.
- 사마륨-153은 뼈 속 2차 암의 통증 완화에 효과적이며, 전립선암 및 유방암에 효과가 있다.
- 산소-15는 PET에 양전자 방출체로 사용되며, 간질, 치매, 정신병 등 뇌 생리학 및 뇌 병리학 연구에 활용된다.
- 세슘-137은 환자의 종양 치료 및 투여 선량 측정에 사용된다.
- 스트론튬-89는 전립선암으로 인한 뼈암 통증 완화에 효과적이다.
- 아이오딘-123은 갑상선 질환 및 뇌 기능을 포함한 기타 대사 질환 진단에 널리 이용된다.
- 아이오딘-125는 전립선, 뇌 강내 치료, 전립선 정화율 평가 및 진단, 다리의 혈전증 진단, 방사선 진단 시약, 임상 시험 및 갑상선 질환 진단에 주로 이용되며, 생물 의학 연구에도 사용된다.
- 아이오딘-131은 갑상선암 진단 및 치료에 사용되며, 비정상 간 기능, 방광 기능 장애, 신장 혈액 흐름 진단에도 사용된다. (조지 부시 대통령 부부가 아이오딘-131을 사용하여 갑상선 질환을 치료받았다.)
- 이터븀-169는 뇌에서 뇌척수액 연구에 사용된다.
- 이트륨-90은 뇌 강내 치료, 활막 연결 확장 시 관절염 통증 완화에 사용된다.
- 인듐-111은 뇌 질환, 결장 질환, 감염 연구 및 특수 진단 연구에 사용된다.
- 코발트-57은 장기 크기 추정 마커, 기내 진단 시약, 악성 빈혈 진단의 추적자로 사용된다.
- 코발트-60은 외부 방사선 치료 및 외과 장비 살균에 사용된다.
- 크롬-51은 적혈구 세포에 표지하여 적혈구 생존 연구에 사용되며, 위장 단백질 손실량을 평가하는 데 사용된다.
- 크립톤-81은 천식 환자 폐의 호흡 영상 획득, 폐 기능 및 폐 질환 진단에 사용된다.
- 탈륨-201은 핵의학 심장 질환 및 종양 진단에 사용된다.
- 테크네튬-99m은 핵의학 진단 연구 및 방사성 의약품으로 가장 보편적으로 사용되며, 뇌, 뼈, 간, 비장, 신장 영상 및 혈액 흐름 연구에 사용된다.
- 팔라듐-103은 초기 상태 전립선암 치료용 영구 피부 이식 선원으로 사용된다.
- 홀뮴-166은 간암 진단 및 치료를 위해 개발 중이다.
- '''산업 분야''':
- 금-198은 용광로(고로)에서 고로 성능 측정 효율, 잔류 시간 측정, 해양 침식 수준 측정 등에 사용된다.
- 니켈-63은 폭발물 탐지, 전압 안정기, 과전류 방지, GC에서 전자 포획 검출에 사용된다.
- 란타넘-140, 스칸듐-46, 은-110m은 용광로(고로)에서 고로 성능 측정 효율, 잔류 시간 측정 등에 사용된다.
- 세슘-137은 석유 배관에서 유체 흐름 측정 및 관리, 유정 탐사 연구, 식품, 약품, 기타 제품 포장의 액위 측정에 사용된다.
- 소듐-24는 산업용 파이프라인에서 결함 위치 검사, 석유 유정 연구에 사용된다.
- 아메리슘-241은 후방 산란 게이지, 연기 감지기, 화학 물질의 액위 측정, 철판 및 종이의 두께 측정, 석유 유정의 위치 결정에 사용된다.
- 이리듐-192는 파이프 용접부, 보일러, 항공기 부품 NDT 시험 등에 사용된다.
- 이터븀-169는 NDT에서 감마 영상 획득에 사용된다.
- 코발트-60은 산업용 석유 버너의 신뢰도 및 안전성 향상, 게이지, 방사선 투과 검사에 사용된다.
- 캘리포늄-252는 항공 화물에 숨겨진 폭발물 탐지, 도로, 건물 건설 토양의 수분 함량 측정, 저장된 토양 물질의 수분 측정에 사용된다.
- 크립톤-85는 산업용 게이지 측정, 얇은 플라스틱, 금속판, 고무, 섬유 및 종이의 두께 측정, 먼지 및 오염도 측정에 사용된다.
- 탈륨-204는 필터 종이의 먼지 및 오염도 측정, 플라스틱, 고무, 섬유, 종이의 두께 측정기에 사용된다.
- 프로메튬-147은 전기 흡수 온도 조절기 및 얇은 금속, 플라스틱, 고무, 섬유, 종이 두께 측정 게이지에 사용된다.
- '''연구 분야''':
- 셀레늄-75는 단백질 연구, 소화 효소 생성, 생명 공학 연구에 사용된다.
- 스트론튬-85는 뼈의 구조 및 신체 대사 연구에 사용된다.
- 아연-65는 수중에서 유출되는 중금속 성분의 거동 예측에 사용된다.
- 인-32, 인-33, 황-35는 분자 생물학 및 유전 연구에 사용된다.
- 철-55는 신체 대사(metabolism) 연구, 전기도금 용액 분석, 공기 중 황 존재비 검출에 사용된다.
- 칼슘-47은 인공 뼈의 구성, 세포의 구성 연구 등 생물 의학 연구에 중요하게 활용된다.
- 탄소-14는 잠재적 신약 개발에서 위험도가 없는 형태로 인체 투입 연구에 효과적이며, 생물학, 농학, 대기 오염 및 고고학 연구에 사용된다.
- 트리튬은 의생물학 연구, 잠재적 신약의 안전성 평가 연구, 생명 공학, 약학 신체 대사 연구에 사용된다.
- '''기타''':
- 납-210은 80년까지 토양 및 모래 층의 연대 측정에 사용된다.
- 라듐-226은 피뢰침 제작에 사용된다.
- 스트론튬-90은 학교, 군대, 비상 대응 기구의 측정기, 담배 제조 센서, 의학적 치료에 사용된다.
- 아이오딘-129는 기내(in-vitro) 진단 실험실에서 방사능 계수기의 점검용으로 사용된다.
- 우라늄-234는 자연색과 빛을 내기 위하여 크라운 및 의치와 같은 치과 보정에 사용된다.
- 우라늄-235는 원자력 발전소 연료, 원자력선 연료로 사용되며, 유리와 타일에 다양한 착색을 위해 사용된다.
- 염소-36은 2만 년까지 물의 연대 측정, 염소의 기원 측정에 사용된다.
- 카드뮴-109는 스크랩 분류를 위해 합금의 성분 분석에 사용된다.
- 퀴륨-244는 채광 금속 및 슬러리 성분 분석 등 채광에 사용된다.
- 크롬-57은 해안 침식 연구에서 모래의 수준 측정에 사용된다.
- 토륨-229는 형광의 수명 연장에 도움을 준다.
- 토륨-230은 유리, 보석의 착색에 사용된다.
- 트리튬은 자발광 항공기, 비상구 표시, 발광 지시계, 게이지, 손목시계, 페인트, 지질 연대 측정(30년까지 지표수 연대 측정), 수문학, 액체 폐기물 및 오수 연구의 추적자에 사용된다.
- 포타슘-42는 관상 혈류에서 포타슘 교환 결정에 사용된다.
- 폴로늄-210은 사진 필름 및 기타 제품 생산의 정전기 저감에 사용된다.
- 플루토늄-238은 1972년 이후 20기 이상의 NASA 우주선의 전력으로 사용되었다.
방사성 동위원소는 방사선 자체를 이용하거나, 방사성을 통해 방사성 물질을 검출하는 방식으로 활용된다. 고강도 방사성 동위원소를 사용하는 장소는 핫케이브라고 불린다.
방사성 물질(비밀봉 선원)은 극미량으로도 검출 및 정량이 가능하여, 의료 분야에서 신티그래피 등을 이용한 검사 및 진단에 활용된다. 화학에서는 분자 일부를 방사성 동위원소로 표지(라벨)하여 화학 반응의 상세를 조사하는 방법이 있으며, 특히 생화학에서 활발하게 사용된다. 또한 생체 고분자를 표지하여 검출하는 방법은 면역학적 검정이나 DNA 염기 서열 결정 등에 응용된다.
참조
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Table data is derived by counting members of the list; see [[WP:CALC]]. References for the list data itself are given below in the reference section in [[list of nuclides]]
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문서
ある元素の同位体で、その核種の不安定性から[[放射線]]を放出して[[放射性崩壊]]を起こす能力（[[放射能]]）を持つ元素を言う。より正確には、[[安定同位体]]の存在する元素の放射性核種の事のみを言い、同位体が全て放射能をもつ場合放射性同位元素などというのだが、実質上同義語として用いられている[[#理化学辞典|理化学辞典]]項目「放射性同位体」より
[20]
문서
意味としては正しくないが、放射線治療や核医学の現場では'''アイソトープ'''とも呼ばれることがある。
[21]
문서
原子番号2、質量4それぞれ減少し、[[ヘリウム4]]（4He）原子核を放出する
[22]
문서
中性子1つが陽子1つに変化し、電子を放出して原子番号1増加する壊変をβ-崩壊、陽子1つが中性子1つに変化し、[[陽電子]]を放出して原子番号が1つ減少する壊変をβ+崩壊という。なお、β+壊変をする核種はすべて人工放射性同位体である。軌道電子を捕獲して、陽子が中性子へと変化する崩壊もある。
[23]
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ビスマス209の半減期はきわめて長く、[[2003年]]まで安定核種と考えられていた。
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