Le remplacement d’un atome par un isotope est une technique d’étude intéressante. Cette opération permet en général le marquage d’un atome : le remplacement n’affecte pas (ou peu) la réactivité chimique, mais permet de suivre sans ambiguité le devenir de l’atome. Un exemple est fourni en médecine nucléaire par la TEP (tomographie par émission de positons) ou PET-scan. La technique consiste à utiliser une molécule marquée avec un isotope radioactif. On utilise principalement le fluorodesoxyglucose marqué au fluor 18 (voir figure 2.4). Le fluor 18 est un atome qui se désintègre (radioactivité) en emettant un positon selon le bilan nucléaire suivant : \({}_{9}^{18}F~=~{}_{8}^{18}O~+~{}_{1}^{0}e~+~{}_{0}^{0}{\nu_e}\) . Le fluorodesoxyglucose est injecté au patient. Un tissu organique anormal (par exemple, une tumeur cancéreuse) consomme plus de glucose qu’un tissu sain et concentre donc la radioactivité. Le repérage de zones concentrées de radioactivité permet ainsi la localisation des tissus malins.