Valikko

Tutkimus

Tieteellisessä tutkimuksessa voidaan hyödyntää radioaktiivisia aineita monin eritavoin. Aineiden kulkeutumista pystytään seuraamaan säteilymittareiden avulla, jos kulkeutuva aine on radioaktiivista. Tätä tekniikkaa on hyödynnetty mm. ONKALOa tutkittaessa. ONKALO on ydinjätteen loppusijoituksen tutkimusta varten tehty kallioperän tutkimustila. Merkkiainetekniikan lisäksi tutkimuksessa hyödynnetään hiiliajoitusmenetelmää, joka perustuu radioaktiivisen hiilen puoliintumisaikaan. Menetelmällä voidaan tutkia hyvinkin vanhoja kohteita.


  • Radioisotooppia voidaan valmistaa neutronisäteilytyksellä ydinreaktorissa tai pommittamalla sopivaa kohtiota hiukkaskiihdyttimessä kiihdytetyillä, varatuilla hiukkasilla. Tuloksena syntynyttä radioisotooppia voidaan hyödyntää erilaisten teollisuuden prosessien seurannassa, terveydenhuollossa ja tieteellisessä tutkimuksessa, kuten merkkiainetekniikassa.

    Monille luonnossa yleisesti esiintyville alkuaineille voidaan valmistaa radioaktiivinen isotooppi. Kun niitä isotooppeja lisätään korvaamaan saman alkuaineen pysyvä isotooppi, aineen kemialliset ominaisuudet eivät muutu. Tällöin aineen kulkua voidaan seurata radioisotoopin lähettämän säteilyn perusteella. Esimerkiksi kasvien fosforia sisältävään lannoitteeseen lisätään tutkimustarkoituksessa radioaktiivista fosforia. Tällöin kasvin ravinnonottoa ja kulkeutumista voidaan seurata radioaktiivisten fosfori-isotooppien säteilyä tarkkailemalla.


  • Hiiliajoitus perustuu hiilen beeta-aktiiviseen hiili-14 isotooppiin, nk. radiohiileen, jonka puoliintumisaika on 5730 vuotta. Sitä syntyy jatkuvasti ilman typestä auringosta tulevan protonisäteilyn vaikutuksesta. Radiohiilen ja hiilen pysyvän isotoopin 12C määrällinen suhde ilman hiilidioksidissa pysyy jatkuvasti samana. Elävät kasvit yhteyttävät hiilidioksidia ja vettä sokeriksi, jolloin hiili joutuu luonnon biologiseen kiertoon. Tällöin radiohiilen suhteellinen määrä elävissä eliöissä säilyy.

    Kun kasvi tai eläin kuolee, siinä on silloin radiohiiltä yhtä paljon kuin ilmakehässä. Tämän jälkeen beetahajoaminen alkaa vähentää radiohiilen määrää eliössä. Eliön ikä saadaan selville vertaamalla myöhemmin eliössä jäljellä olevaa radiohiilen osuutta pysyvään hiileen. Kun eliön kuolemasta kuluu aikaa, radiohiili vähenee, ja suhde muuttuu. Radiohiiliajoitusta voidaan esimerkiksi käyttää esihistoriallisen puuveneen iän määrittämiseen. Kun puut, joista vene valmistettiin, on kaadettu, päättyy radiohiilen siirtyminen ilmakehästä puuhun ja radiohiilen määrä alkaa vähentyä.