Language
Country/Area
No result found
¡Esta agua es increíble! ¿Cómo puede ser que el agua pesada con oxígeno-18 y tritio sea un 30% más pesada que el agua común?
El agua es indispensable en nuestra vida diaria. Sin embargo, muchas personas no saben que la estructura química del agua puede variar dependiendo de los isótopos de hidrógeno y oxígeno que contiene. El oxígeno-18 y el tritio se combinan para formar un tipo especial de agua pesada, que es aproximadamente un 30% más pesada que el agua ordinaria. Esta agua pesada no sólo desempeña un papel importante en los experimentos científicos, sino que también proporciona datos clave para nuestras investigaciones sobre los cambios ambientales.
El oxígeno-18 (18O) es un isótopo natural estable y uno de los isótopos ambientales cruciales para muchos estudios científicos.
Características y aplicaciones del oxígeno-18
El oxígeno-18 es un isótopo relativamente raro que se encuentra de forma natural en el agua. Su abundancia es de alrededor del 0,2% y su estabilidad lo hace ideal para la investigación científica. En la industria radiofarmacéutica, el oxígeno-18 se utiliza para producir flúor-18, un radioisótopo comúnmente utilizado en la tomografía por emisión de positrones (PET).
Durante el proceso de producción, el agua rica en oxígeno-18 (H2Ω) se bombardea con protones de alta energía para producir flúor-18. Luego, este flúor-18 se sintetiza en fluorodesoxiglucosa (FDG) y se inyecta en el paciente para obtener imágenes. En tales aplicaciones, el agua pesada especial es particularmente importante porque su densidad es mucho mayor que la del agua ordinaria, lo que la hace insustituible en la investigación científica.
Importancia en paleoclimatología
El oxígeno-18 también juega un papel importante en la paleoclimatología. Los científicos pueden rastrear los cambios climáticos antiguos analizando la proporción de oxígeno-18 a oxígeno-16 en los núcleos de hielo. Este proceso se llama análisis δ18O. Suponiendo que el clima y el medio ambiente polares no cambian mucho, los científicos pueden obtener datos climáticos pasados calculando las temperaturas a las que se formó el hielo.
Un experimento realizado por Harold Urey en la década de 1950 que muestra cómo se podía analizar el paleoclima mezclando agua normal y agua que contenía oxígeno-18.
Los científicos también pueden medir temperaturas antiguas a través de las proporciones de isótopos de oxígeno encontrados en los fósiles. Los fósiles de plantas y animales a medida que crecieron pueden proporcionarnos información detallada sobre los entornos pasados, lo cual es importante para comprender los cambios en los ecosistemas.
Aplicaciones en fisiología vegetal
En fisiología vegetal, el oxígeno-18 también se utiliza para estudiar la fotorrespiración de las plantas. Al etiquetar el oxígeno-18 alrededor de las plantas, los científicos pueden medir la absorción y liberación de oxígeno durante la fotosíntesis. Estudios han demostrado que en tiempos preindustriales, la mayor parte del oxígeno producido por las plantas durante la fotosíntesis se reabsorbía a través de la fotorrespiración, lo que tenía un impacto directo en el crecimiento y el rendimiento de las plantas.
Proceso de producción de flúor-18
La producción de flúor-18 generalmente requiere bombardear agua que contiene oxígeno-18 con protones de alta energía. Este proceso requiere equipos muy sofisticados como un ciclotrón o un acelerador lineal. Un proceso de producción de este tipo no solo requiere que el creador controle con precisión varias variables, sino que también requiere que la solución de salida se purifique para eliminar las impurezas y garantizar la seguridad y la eficacia del fármaco radiactivo sintetizado final.
Por ejemplo, un tratamiento de 90 minutos puede utilizar 2 ml de agua enriquecida con oxígeno-18 producida al pasarla a través de celdas de titanio.
Reflexiones finales
¿Tienes ahora una comprensión más profunda de esta mágica agua pesada? La combinación de oxígeno-18 y tritio no sólo cambió nuestra comprensión del agua, sino que también abrió nuevas puertas para la investigación científica. De cara al futuro, esta exploración científica planteará más preguntas nuevas. Tal vez deberíamos preguntarnos si existen otros isótopos desconocidos que puedan aportar grandes avances a nuestra investigación científica en el futuro.
