Fis. - Isotopo radioattivo degli elementi che si trasformano per decadimento
radioattivo in isotopo stabile; il termine indica anche una qualsiasi specie
nucleare (
nuclide) radioattiva. I
r. possono essere naturali o
artificiali, a seconda che si trovino sulla superficie terrestre oppure vengano
prodotti mediante reazioni nucleari; i nuclidi con numero atomico
Z
maggiore di 83 sono tutti radioattivi, mentre tra gli elementi naturali con
Z
< 83 soltanto alcuni presentano una debole attività. I primi
r. artificiali furono ottenuti da F. e I. Joliot, che resero radioattivi
alcuni elementi leggeri, quali l'alluminio, il magnesio, il boro, attraverso
bombardamento con particelle α. I mezzi più versatili per la
produzione di
r. sono le macchine acceleratrici, i reattori nucleari e il
processo di fissione nucleare. Negli acceleratori di particelle, le particelle
che vengono accelerate per la produzione dei
r. sono essenzialmente i
protoni e i deutoni, che colpiscono successivamente un bersaglio in
corrispondenza del quale avvengono le reazioni volute; nel caso che la
particella incidente sia un protone, questa viene catturata dal nucleo colpito
con il conseguente aumento di un'unità del numero atomico, mentre resta
invariato il numero di massa; se, invece, viene catturato un deutone ed emesso
un protone, il numero di massa aumenta di un'unità e il numero atomico
rimane invariato. La quantità di materiale radioattivo che può
essere prodotta con le macchine acceleratrici è relativamente piccola;
per la produzione su larga scala vengono utilizzati i reattori nucleari. Quando
l'elemento da irraggiare possiede un solo isotopo, il processo di produzione
è molto semplice; in caso contrario si procede a una separazione chimica
dell'elemento originario, ottenendo un radioelemento di specie chimica diversa
dall'elemento irraggiato che può essere separato con processi chimici. La
separazione non è facilmente attuabile, soprattutto per la
necessità di operare a distanza e mediante appositi accorgimenti, dato
l'alto grado di radioattività presente; per lo più si usano
processi di distillazione, di separazione ionica e di trattamento con solventi
opportuni. Con i processi di fissione, infine, si possono produrre quantitativi
abbastanza rilevanti di
r.; essi possono venire generati direttamente
dalla fissione, oppure per decadimento radioattivo dei prodotti di fissione. I
r. hanno trovato largo impiego in svariati campi delle scienze. In
medicina, vengono impiegati sia nella diagnostica sia nella terapeutica:
inoltre, in quanto causa di mutazioni, vengono utilizzati in ricerche di
genetica intese sia a indagare il meccanismo d'azione dei geni, sia a ottenere
nuove varietà di organismi vegetali, in particolare di microrganismi. In
fisiologia e in biochimica i
r. sono stati usati per risolvere problemi
di permeabilità, di assorbimento e di distribuzione; nell'industria,
l'uso dei
r. come traccianti permette di determinare in modo rapido
l'usura di molti materiali; i
r. vengono utilizzati anche come sorgenti
di radiazioni, per verificare che non vi siano difetti strutturali in
determinati materiali.