Les isotopes sont utilisés pour stériliser l'équipement médical et effectuer des analyses d'imagerie diagnostique ainsi que des évaluations et des traitements radiopharmaceutiques en milieu médical. Ils sont également utilisés dans la fabrication de détecteurs de fumée, de détecteurs de protection contre le terrorisme nucléaire et de barres de contrôle pour les réacteurs nucléaires.
En médecine nucléaire, les isotopes à courte durée de vie sont utilisés comme traceurs radioactifs que les patients reçoivent par voie orale par inhalation ou par injection. Les traceurs émettent des rayons gamma à partir d'une zone cible dans le corps d'un patient, permettant à des machines spécialisées de produire des images pour examen par un médecin. La tomographie par émission de positons, ou TEP, est un exemple de radio-isotopes utilisés en médecine nucléaire à des fins de diagnostic. Les isotopes utilisés dans les TEP sont produits dans un appareil appelé cyclotron. Ce type d'analyse est utile pour produire des images des structures cérébrales et cardiaques, ainsi que pour détecter de nombreux types de cancer.
Les isotopes sont des atomes d'un même élément qui diffèrent par leur nombre de neutrons. Par exemple, l'élément hydrogène existe dans la nature sous forme d'isotopes hydrogène, deutérium et tritium. L'isotope de l'hydrogène est le type le plus abondant sur Terre et possède zéro neutron par atome, alors qu'un atome de deutérium contient un neutron et un atome de tritium en a deux. La production d'échantillons purs d'isotopes peut coûter cher et prendre beaucoup de temps, ce qui rend difficile pour les scientifiques de répondre à la demande d'isotopes utilisés dans des applications réelles.
