В наши дни радионуклиды известны у большинства химических элементов. Они имеют много самых разных приме­нений, особенно в химии и биохимии. Дело в том, что химическое поведение радионуклидов какого-либо элемента практически такое же, как и у его ста­бильных нуклидов. Но ядра радионук­лидов в момент распада «посылают сиг­нал» о своём присутствии. Учёные разработали аппаратуру, позволяющую надёжно регистрировать сигналы от распада буквально единичных атомов. Благодаря этому становится возмож­ным использовать радионуклиды в ка­честве атомов-меток, так называемых радиоактивных индикаторов.

Например, с помощью фосфора-32 можно установить, как кукуруза усваи­вает из почвы фосфорное удобрение. В удобрение добавляют очень малое ко­личество радионуклида. Далее, анализируя радиоактивность различных час­тей растения, можно определить, быст­ро ли фосфат усваивают корни, с какой скоростью он поступает в листья, стеб­ли или початки и как усвоение удобре­ния зависит от его химической формы (в частности, от того, в виде какой именно соли — аммония, калия или кальция — взят фосфат), от способа введения в почву и других факторов. Полученная информация позволила существенно повысить эффективность применения минеральных удобрений.

Аналогичным образом на подопыт­ных животных можно проследить дей­ствие лекарств, содержащих радиоак­тивные индикаторы. Использование радионуклидов позволяет наблюдать и за поведением различных микроприме­сей в технологических процессах.

Так как для установления природы радионуклидов достаточно буквально единичных атомов, по результатам ис­следования пряди волос Наполеона, сохранившейся до наших дней, уда­лось выяснить, что в конце жизни его организм получал избыток мышьяка. Возможно, именно это и стало причи­ной болезни и смерти.

А вот чисто химическая проблема, которую помог решить радиоуглерод. При окислении пропионовой кислоты СН₃СН₂СООН в кислой среде образу­ются углекислый газ и щавелевая кис­лота НООС—СООН. Интересно было выяснить, какая именно из двух связей С—С в пропионовой кислоте разруша­ется при окислении. Аля этого синтези­ровали пропионовую кислоту, содержа­щую метку ¹⁴С в карбоксильной группе. Затем провели окисление и определи­ли активность выделившегося углекис­лого газа и активность щавелевой кис­лоты. Измерения показали, что эти значения относятся как 3 : 7. Следова­тельно, в пропионовой кислоте рвутся обе связи, но с разной вероятностью.

И число подобных примеров очень велико. Одному только использованию меток углерода-14 и трития в органи­ческой химии посвящены многотом­ные издания.