Izotopy służą do sterylizacji sprzętu medycznego i wykonywania badań obrazowych oraz ocen i zabiegów radiofarmaceutycznych w placówkach medycznych. Są również wykorzystywane do produkcji czujek dymu, detektorów chroniących przed nuklearnym terroryzmem i prętów kontrolnych do reaktorów jądrowych.
W medycynie nuklearnej krótkotrwałe izotopy są używane jako znaczniki radioaktywne, które pacjenci otrzymują doustnie poprzez inhalację lub wstrzyknięcie. Znaczniki emitują promienie gamma z obszaru docelowego w ciele pacjenta, umożliwiając wyspecjalizowanym maszynom tworzenie obrazów do przeglądu przez lekarza. Pozytonowa tomografia emisyjna lub PET, skany są przykładem radioizotopów stosowanych w medycynie nuklearnej do celów diagnostycznych. Izotopy stosowane w skanach PET są wytwarzane w urządzeniu zwanym cyklotronem. Ten rodzaj skanowania jest przydatny do tworzenia obrazów mózgu i struktur serca, a także do wykrywania wielu rodzajów raka.
Izotopy to atomy pojedynczego elementu różniące się liczbą neutronów. Na przykład pierwiastek wodór występuje w przyrodzie jako izotopy wodoru, deuter i tryt. Izotop wodoru jest najpowszechniejszym typem na Ziemi i posiada zero neutronów na atom, podczas gdy atom deuteru zawiera jeden neutron, a atom trytu ma dwa. Może to być kosztowne i zajmować dużo czasu, aby produkować czyste próbki izotopów, co utrudnia naukowcom nadążanie za zapotrzebowaniem na izotopy stosowane w rzeczywistych aplikacjach.
