isotooppi

Isotooppi on saman alkuaineen ydin, jonka protonien määrä (järjestysluku) on sama, mutta neutronien määrä eroaa. Tämä johtaa erilaisiin massalukuihin (A) ja usein myös ydinominaisuuksiin. Isotooppeja on sekä vakaasti että radioaktiivisesti hajoavia; radioaktiiviset isotopit hajoavat ja niillä on määritelty puoliintumisaika.

Koska kemiallinen käyttäytyminen määräytyy elektronien perusteella, isotoopit ovat käytännössä kemiallisesti identtisiä. Eri neutronimäärä näkyy kuitenkin fysikaalisissa ominaisuuksissa, kuten massassa ja radioaktiivisessa käyttäytymisessä. Vakaat isotopit eivät hajoa, kun taas radioaktiiviset hajoavat ja niillä on puoliintumisaika.

Esimerkkejä: vedyn isotoopit protiumi (1H), deuterium (2H) ja tritium (3H); hiilen isotoopit 12C, 13C ja 14C (14C on radioaktiivinen); uraani-235 ja uraani-238 ovat tärkeitä ydinalalla.

Sovelluksia ovat muun muassa lääketiede ja tutkimus (radioisotoopit kuten technetium-99m ja Iodine-131), arkeologinen ja geologinen ajoitus (C-14-datointi), sekä ympäristön ja teollisuuden jäljitysmenetelmät. Massaspektrometria ja muut isotooppianalyysit mahdollistavat isotooppipitoisuuksien ja -suhteiden mittaamisen luonnossa sekä näytteissä.

Käsitteellisesti isotooppeja syntyy sekä luonnonprosesseissa että keinotekoisesti ydinreaktoreissa tai hiukkaskiihdyttimissä. Naturaalisesti ilmenneitä isotooppien suhteita voidaan hyödyntää sekä tutkimuksessa että käytännön mittauksissa.