起源
天然存在的放射性同位素主要是恒星的内部。例如鈾，在星體内直接被形成。而當今仍然存在，是因為它們的半衰期的時間很長，而它們還沒有完全衰變。放射産生的同位素，如碳-14，是由長期衰變得出的。(這個也是全部目前氦形成方法： 雖然它沒有放射性，但是它容易逃離地球，因此氦被從地下倉庫等地方獲得。)
核反應堆和放射性同位素發電機的粒子加速器可人工製造放射性同位素。 放射性同位素生產核反應堆中的高流和大量的中子。 在核反應堆中，中子用來生激活放射性元素。 來自一個核回應堆的一種典型的生成物是鉈（Tl）-201。
簡介
自19世紀末發現了放射性以後，到20世紀初，人們發現的放射性元素已有30多種，而且證明，有些放射性元素雖然放射性顯著不同，但化學性質卻完全一樣。1910年英國化學家F.索迪提出了一個假說，化學元素存在着相對原子質量和放射性不同而其他物理化學性質相同的變種，這些變種應處于周期表的同一位置上，稱做同位素。 不久，就從不同放射性元素得到一種鉛的相對原子質量是206.08，另一種則是208。1897年英國物理學家W.湯姆遜發現了電子，1912年他改進了測電子的儀器，利用磁場作用，制成了一種磁分離器（質譜儀的前身）。
當他用氖氣進行測定時，無論氖怎樣提純，在屏上得到的卻是兩條抛物線，一條代表質量為20的氖，另一條則代表質量為22的氖。這就是第一次發現的穩定同位素，即無放射性的同位素。當F.W. 阿斯頓制成第一台質譜儀後，進一步證明，氖确實具有原子質量不同的兩種同位素，并從其他70多種元素中發現了200多種同位素。到目前為止，己發現的元素有109種，隻有20種元素未發現穩定的同位素，但所有的元素都有放射性同位素。大多數的天然元素都是由幾種同位素組成的混合物，穩定同位素約300多種，而放射性同位素竟達1500種以上。
1932年提出原子核的中子一質子理論以後，才進一步弄清，同位素就是一種元素存在着質子數相同而中子數不同的幾種原子。由于質子數相同，所以它們的核電荷和核外電子數都是相同的（質子數=核電荷數=核外電子數），并具有相同電子層結構。因此，同位素的化學性質是相同的，但由于它們的中子數不同，這就造成了各原子質量會有所不同，涉及原子核的某些物理性質（如放射性等），也有所不同。
一般來說，質子數為偶數的元素，可有較多的穩定同位素，而且通常不少于3個，而質子數為奇數的元素，一般隻有一個穩定核素，其穩定同位素從不會多于兩個，這是由核子的結合能所決定的。 同位素的發現，使人們對原子結構的認識更深一步。這不僅使元素概念有了新的含義，而且使相對原子質量的基準也發生了重大的變革，再一次證明了決定元素化學性質的是質子數（核電荷數），而不是原子質量數。
特點
衆所周知，放射性同位素（radiosotlope）是不穩定的，它會“變”。放射性同位 素的原子核很不穩定，會不間斷地、自發地放射出射線，直至變成另一種穩定同位 素，這就是所謂“核衰變”。放射性同位素在進行核衰變的時候，可放射出α射線、 β射線、γ射線和電子俘獲等，但是放射性同位素在進行核衰變的時候并不一定能同 時放射出這幾種射線。核衰變的速度不受溫度、壓力、電磁場等外界條件的影響，也 不受元素所處狀态的影響，隻和時間有關。
放射性同位素衰變的快慢，通常用“半衰 期”來表示。半衰期（half-life）即一定數量放射性同位素原子數目減少到其初始值一 半時所需要的時間。如磷－32的半衰期是14.3天，就是說，假使原來有100萬個磷－32 原子，經過14.3天後，隻剩下50萬個了。半衰期越長，說明衰變得越慢，半衰期越 短，說明衰變得越快。半衰期是放射性同位素的一特征常數，不同的放射性同位素有 不同的半衰期，衰變的時候放射出射線的種類和數量也不同。
放射性強度及其度量單位
放射性同位素原子數目的減少服從指數規律。随着時間的增加，放射性原子的數目按幾何級數減少，用公式表示為： N＝N0e- λt這裡，N為經過t時間衰變後，剩下的放射性原子數目，Ｎ0為初始的放射性原子數目，λ為衰變常數，是與該種放射性同位素性質有關的常數，λ=y(t)＝e-0.693t/τ，其中τ指半衰期。放射性同位素不斷地衰變，它在單位時間内發生衰變的原子數目叫做放射性強度（radioactivity），放射性強度的常用單位是居裡（curie），表示在1秒鐘内發生3.7×1010次核衰變，符号為Ci。
1Ci=3.7×1010dps=2.22×1012dpm ；1mCi=3.7×107dps=2.22×109dpm ；1μCi=3.7×104dps=2.22×106dpm 1977年國際放射防護委員會（ICRP）發表的第26号出版物中，根據國際輻射單位 與測量委員會（ICRU）的建議，對放射性強度等計算單位采用了國際單位制（SI）， 中國于1986年正式執行。在SI中，放射性強度單位用貝柯勒爾（becquerel）表示，簡稱貝可，為1秒鐘内發生一次核衰變，符号為Bq。1Bq=1dps=2.703×10-11Ci該單位在實 際應用中減少了換算步驟，方便了使用。
射線與物質的相互作用
放射性同位素放射出的射線碰到各種物質的時候，會産生各種效應，它包括 射線 對物質的作用和物質對射線的作用兩個相互聯系的方面。例如，射線能夠使照相底片和核子乳膠感光；使一些物質産生熒光；可穿透一定厚度的物質，在穿透物質的過程 中，能被物質吸收一部分，或者是散射一部分，還可能使一些物質的分子發生電離； 另外，當射線輻照到人、動物和植物體時，會使生物體發生生理變化。射線與物質的 相互作用，對核射線來說，它是一種能量傳遞和能量損耗過程，對受照射物質來說， 它是一種對外來能量的物理性反應和吸收過程。
各種射線由于其本身的性質不同，與物質的相互作用各有特點。這種特點還常與物質的密度和原子序數有關。α射線通過物質時，主要是通過電離和激發把它的輻射能量轉移給物質，其射程很短，一個1兆電子伏（1MeV）的α射線，在空氣中的射程 約1.0<厘米，在鉛金屬中隻有23微米（um），一張普通紙就能将α射線完全擋住，但α射線的能量能被組織和器官全部吸收。
β射線也能引起物質電離和激發，與α射線 的能量相同的β射線，在同一物質中的射程比α要長得多，如>1MeVrβ射線，在空氣 中的射程是10米，高能量快速運動的β粒子，如磷－，能量為1.71MeV遇到物質，特别是突然被原子序數高的物質（如鉛，原子序數為82）阻止後，運動方向會發生改變，産生轫緻輻射。轫緻輻射是一種連續的電磁輻射，它發生的幾率與β射線的能量 和物質的原子序數成正比，因此在防護上采用低密度材料，以減少轫緻輻射。β射線能被不太厚的鋁層等吸收。γ射線的穿透力最強，射程最大，1MeV的r射線在空氣中的射程約有米之遠，r射線作用于物質可産生光電效應、康普頓效應和電子對效應，它不會被物質完全吸收，隻會随着物質厚度的增加而逐漸減弱。
主要作用
1.射線照相技術，可以把物體内部的情況顯示在照片上。2.測定技術方面的應用，古生物年齡的測定，對生産過程中的材料厚度進行監視和控制等。3.用放射性同位素作為示蹤劑。4.用放射性同位素的能量，作為航天器、人造心髒能源等。5.利用放射性同位素的殺傷力，轉惡為善，治療癌症、滅菌消毒以及進行催化反應等。
發展方向
利用它的射線
放射性同位素也能放出α射線、β射線和r射線。 γ射線由于貫穿本領強，可以用來檢查金屬内部有沒有沙眼或裂紋，所用的設備叫α射線探傷儀。α射線 的電離作用很強，可以用來消除機器在運轉中因摩擦而産生的有害靜電。生物體内的DNA(脫氧核糖核酸)承載着物種的遺傳密碼，但是DNA在射線作用下可能 發生突變，所以通過射線照射可以使種子發生變異，培養出新的優良品種。射線輻射還能抑制農作物害蟲的生長，甚至直接消滅害蟲。人體内的癌細胞比正常細胞對 射線更敏感，因此用射線照射可以治療惡性腫瘤，這就是醫生們說的“放療”。
和天然放射性物質相比，人造放射性同位素的放射強度容易控制，還可以制成各種所需的形狀，特别是，它的半衰期比天然放射性物質短得多，因此放射性廢料容易處理。由于這些優點，在生産和科研中凡是用到射線時，用的都是人造放射性同位素，不用天然放射性物質。
作為示蹤原子
一種放射性同位素的原子核跟這種元素其他同位素的原子核具有相同數量的質子(隻是中子的數量不同)，因此核外電子的數量也相同,由此可知，一種元 素的各種同位素都有相同的化學性質。這樣，我們就可以用放射性同位素代替非放射性的同位素來制成各種化合物，這種化合物的原子跟通常的化合物一樣參與所有 化學反應，卻帶有“放射性标記”，用儀器可以探測出來。這種原子叫做示蹤原子。
棉花在結桃、開花的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上也能吸收。但是，什麼時候的吸收率最高、磷能在作物體内存留多長時間、磷在作物體内 的分布情況等，用通常的方法很難研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面，然後每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，上面的問題就很容易解決。
人體甲狀腺的工作需要碘．碘被吸收後會聚集在甲狀腺内。給人注射碘的放射性同位素碘131，然後定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的器質性和功能性疾病。近年來，有關生物大分子的結構及其功能的研究，幾乎都要借助于放射性同位素。
