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개질(改質, reforming)이란 형태를 재구성한다는 의미로 재료의 성분에서 화학 구조의 형태를 전환하고 그 과정에서 원하는 재료를 합성하고 추출하는 방법을 통칭하고 있다. 예를 들면 석유 화학 공정에서 원유의 정제 과정을 거치면서 각종 화학 공업에 필요한 화합물을 얻는 과정이 대표적인 개질 공정이라고 할 수 있다.

원자력의 평화적 이용방법중 하나로 보편적으로 활용되고 있는 추적자는 바로 방사성동위원소로서 물질속에 약간의 동위원소를 혼합해 이를 대상물체에 투입시킨후 동위원소로부터 나오는 방사선을 측정기로 추적하면 물질의 행동을 알수 있게 된다.

이와같은 방법으로 하천의 유속. 유량, 기계의 마모상태를 알수 있고 생체진단등 의학계에서도 크게 활용되고 있다.

우리가 방사선이나 방사능의 존재를 알 수 있게된 것은 지난 1895년 뢴트겐이 X선을 발견한데 이어 1896년 베크렐이 우라늄으로부터 방사선을, 그리고 1898년 퀴리부부가 라듐을 발견함으로써 비롯됐다.

우리들이 방사선이라고 부르고 있는 것에는 사실상 X선.알파.베타.감마.중성자.전자.양자.우주선등 여러가지가 있다. 또 자연계에 존재하는 방사선을 자연방사선이라고 부르고 인공적으로 만든 것을 인공방사선이라고 말한다.

방사능과 방사선은 흔히 혼동해서 사용하기 쉬운데 이들의 관계는 전등과 광선과의 관계로 비유할 수 있다.

방사성동위원소가 전등이라면 방사선은 전깃불에 해당되고 방사능은 전깃불을 방출하는 능력과 성질을 갖고 있는 전등의 필라멘트로 비유할 수 있다.

방사선의 작용은 그 종류와 에너지 또는 충돌하는 물질의 종류에 따라 각각 다른 현상을 보이는데 사진작용, 투과성, 형광성등 다양한 성질을 갖고 있다.

방사선과 동위원소의 이용방법은 매우 다양하지만 크게 '추적자이용'과 '조사(照射)이용'의 두 분야로 나뉘어진다.

추적자이용은 표적이 될 수 있는 동위원소를 물질에 혼합했을 때 그 물질의 물리적 행동을 알기 위해 단순히 혼합하는 경우와, 그 물질과 같은 화학적 행동을 일으키기 위해 해당물질을 구성하는 원자의 일부를 동위원소로 치환시킨 것을 혼합하는 경우가 있다. 전자에 이용되는 동위원소를 물리적추적자, 후자의 동위원소를 화학적추적자라고 부른다.

하천의 유속.유량이나 기계의 마모도 측정에는 바로 물리적추적자가 사용되는데 이밖에 漂沙.河泥의 이동조사, 윤활유의 순환상황조사, 용광로의 감손량측정등에 활용되고 있다.

화학적추적자는 생체기능연구와 체내.외진단외에 분석화학, 화학반응기구, 생화학, 유전자공학, 신약개발등 분야에 폭넓게 이용되고 있다.

조사이용은 가속기나 동위원소에서 나오는 방사선을 조사할때 피조사물질에 화학변화가 일어나지 않는 경우, 화학변화가 일어나는 경우, 원자핵반응이 일어나는 경우등 세가지 현상을 활용하는 것으로 그 이용분야는 제조업, 의료, 농업등 실로 방대하다.

화학적변화가 일어나지 않는 경우는 방사선의 투과, 흡수, 산란현상을 이용하는 것으로 여기에는 계측제어, 비파괴검사, 진단등을 들 수 있다.

계측제어에는 레벨계, 밀도계, 농도계, 설량계(雪量計), 지하검층계, 중성자수분계등 각종 공업계측기기가 있다.

비파괴검사는 재료.제품.구조물.산업설비등의 검사대상물을 손상, 파괴하지 않고 원형과 기능상에 지장을 주지 않으면서 재료의 결함검출, 치수측정, 기계.전자기.물리.열적성질 등을 파악하는 기술로 여기에는 감마선(X) 라디오그래피와 중성자 라디오그래피가 이용된다.

진단에는 우리가 익히 알고 있는 X선 촬영과 투시, X선 造影검사, X선 컴퓨터단층촬영(CT)등이 있다.

화학적 변화가 일어나지 않는 경우는 방사선의 전리.여기작용을 이용하는 것으로 이온발생(연기감지기, 진공계, 피뢰침)과 光의 발생(야광 전화다이얼표시, TV형광, 야광라이트, 비상등구, 해저수심표시판, 레저용낙시찌), 그리고 형광 X선분석등 각종 분석에 활용되고 있다.

화학변화가 일어나는 경우는 크게 화학적 작용과 생물학적 작용으로 대별된다. 화학적작용은 물질의 성질을 바꾸는 이른바 방사선의 개질(改質)작용을 이용하는 것으로 耐熱性電線.열수축성튜브.강화플라스틱.강화목재생산등에 쓰이고 있다.

생물학적작용은 주로 농업분야와 갑상선치료등에 이용되고 있는데 의료용구의 멸균, 검사용구.실험동물사료.식품의 살균과 해충방제등에 활용된다. 마지막으로 원자핵반응을 이용하는 경우는 방사화분석과 뇌종양치료를 대표적으로 꼽을 수 있다. 이외에도 열원을 이용한 동위원소전지(電池)와 고고학적.지질학적 시료로 사용되고 있다.

특히 최근들어 동위원소를 이용해 질병을 진단.치료하는 이른바 핵의학이 현대 의학의 총아로 각광받고 있다. 핵의학은 진단분야에서 기존의 CT촬영이나 NMR(자기공명영상진단장치)로도 알아내기 힘든 인체의 대사과정이나 기능적인 병변을 진단할 수 있다는 점에서 임상진단분야의 핵심으로 자리잡아가고 있다.

현재 핵의학이 이용되고 있는 분야는 핵영상법.방사면역측정법.생물학적검사법과 치료법등 네가지로 구분되는데 핵영상법은 동위원소를 인체에 주사, 특정장기에 모이면 이들이 내는 방사능을 외부에서 검출.영상화하는 방법이다.

방사면역측정법은 각종 호르몬.바이러스의 항원.항체, 혈중 알레르기 항원측정과 악성종양의 측정등에 이용된다. 이 방법으로 10억분의1 - 1조분의1g 정도의 극미량까지 검사할 수 있다.

핵의학과 함께 방사선의 식품조사(照射)분야도 빠른 속도로 신장하고 있다. 식품조사의 산업화현황을 보면 현재 23개국에서 30여개의 조사시설이 가동되고 있으며 연간 50만Mt이상의 식품이 처리되고 있다.

우리나라 경우는 그동안 쌀, 과채류, 근채류, 농수산 건조가공품, 육류제품, 건조향신료에 이르기까지 감마선에 의한 품질보존 및 개선연구가 수행돼왔다. 대표적인 식품조사시설로는 그린피스기술(株)이 경기도 여주에 건설한 16.7Bq(방사능강도를 나타내는 단위) 코발트-60 감마선 시설이 가동중에 있으며 식품조사 및 의료제품멸균등에 다양하게 활용되고 있다.