Isotoper er atomer av et element som inneholder det samme antall protoner og elektroner, men som har et annet antall nøytroner. Ytterligere nøytroner i kjernen i atomet kan føre til ustabilitet og en etterfølgende frigjøring av energi i form av gammastråler i en prosess som betegnes radioaktiv nedbrytning. Isotoper som gjennomgår denne prosessen er kalt radioaktive isotoper eller radioisotoper, og kan anvendes i stor utstrekning i en rekke områder i biologi.

Tracere

Radioisotoper av elementene som er felles i biologiske systemer, for eksempel karbon, blir brukt som tracer-molekyler for å identifisere spesifikke biologiske reaksjonsveier. For eksempel, kan forskere planter som vokser i et miljø med radioaktivt karbondioksyd bruke radioaktivt karbon som en tracer for å identifisere hvor det karbon til slutt ender opp en plante. Denne prosessen er også brukt i genetikk og biokjemi for å identifisere bestemmelsesstedet og utnyttelse av visse partikler i forskjellige fysiologiske og biokjemiske reaksjonsveier, for eksempel ved hjelp av et radioaktivt molekyl av fosfor for å observere dens inkorporering i DNA i replikasjon.

Diagnostic Imaging

Radioaktive isotoper er også anvendes i forskjellige typer av medisinske diagnoseverktøy for å tilveiebringe to- og tre-dimensjonale bilder av kroppen. Disse verktøyene arbeider ved å registrere den energien som frigjøres (gamma-stråling) fra nedbrytning av radioaktive molekyler som har blitt inntas av pasientene og deretter akkumulert i spesifikke vev i kroppen. Eksempler på disse testene inkluderer magnetic resonance imaging (MRI) og positron-emitting nucleotide (PET) skanner.

Stråling Treatment

Disse radioaktive partikler som kan anvendes i behandlingen av pasienter som også. Stråling kan brukes til å ødelegge celler som fungerer feil, slik som de sees i en rekke forskjellige neoplasmer, eller tumorer.

Landbruk

Landbruket også benytter radioisotoper for å fastslå effektiviteten av gjødsel opptak i planter ved hjelp av radioaktive sporstoffer. I tillegg kan disse partikler også anvendes i plantedyrking ved å forårsake spesifikke genetiske mutasjoner, så vel som i sprøytemidler for insektkontroll.