Характеристика радиоактивных излучений

Рис. 7. Схема опыта по изучению поглощения радиоактивных изотопов раздельно корнями и плодами арахиса: 1 - среда для корней; 2 - среда для плодов.

Метод изотопных индикаторов нашёл применение в исследовании процессов, решающую роль в которых играет передача информации в организме (проводимость нервных импульсов, инициация и рецепция раздражения и др.). Эффективность метода изотопных индикаторов в работах этого рода обусловлена тем, что исследования проводятся на целостных, интактных организмах, сохраняющих неповреждённой всю сложную систему нервных и гуморальных связей. Наконец, группа работ включает исследования статических характеристик биол. структур, начиная с молекулярного уровня (белки, нуклеиновые кислоты) и кончая надмолекулярными структурами (рибосомы, хромосомы и др. органел-лы). Например, исследования относительной устойчивости белков и нуклеиновых кислот в ¹H₂O, ²H₂O и в H₂¹⁸O способствовали выяснению природы сил, стабилизирующих структуру биополимеров, в частности роли водородных связей в биологических системах.

Важное  значение при выборе изотопа имеет вопрос о чувствительности метода изотопного анализа, а также о типе радиоактивного распада и энергии излучения. Преимущество стабильных изотопов (²H, ¹⁸O, ¹⁵N и др.) - отсутствие излучений, часто оказывающих побочное воздействие на исследуемую живую систему. В то же время, сравнительно низкая чувствительность методов их определений (масс-спектроскопия, денситометрия), а также необходимость выделения меченого соединения ограничивают применение стабильных изотопов в биологии. Высокая чувствительность регистрации гамма-активных изотопов (⁵⁹Fe, ¹³¹I и др.) позволила в живом организме измерить скорость кроветока, определить кол-во крови и время её полного кругооборота, исследовать работу желез внутренней секреции.

Изотопные индикаторы в медицине. С помощью изотопных индикаторов были раскрыты механизмы развития (патогенез) ряда заболеваний; их применяют также для изучения обмена веществ и диагностики многих заболеваний изотопные индикаторы вводят в организм в крайне малых количествах, не способных вызвать клеточный патологический сдвиги. Различные элементы неравномерно распределяются в организме. Аналогично им распределяются и изотопные индикаторы. Излучение, возникающее при распаде изотопа, регистрируют радиометрическими приборами, сканированием, авторадиографией и др. Так, состояние большого и малого круга кровообращения, сердечного кровообращения, скорости кровотока, изображение полостей сердца определяют с помощью соединений, включающих ²⁴Na, ¹³¹I, ^99мТс; для изучения лёгочной вентиляции и заболеваний спинного мозга применяют ^99мTc, ¹³³Xe; макроагрегаты альбумина человеческой сыворотки с ¹³¹I используют для диагностики различных воспалительных процессов в лёгких, их опухолей и при различных заболеваниях щитовидной железы. Концентрационную и выделительную функции печени изучают при помощи краски бен-гал-роз с ¹³¹I, ¹⁹⁸Au; функцию почек - при ренографии с ¹³Ч-гиппураном и сканированием после введения неогидрина, меченого ²⁰³Hg или ^89мТс. Изображение кишечника, желудка получают, используя ^99mTc, селезёнки - применяя эритроциты с ^99mTc или ⁵¹Cr; с помощью ⁷⁵Se диагностируют заболевания поджелудочной железы. Диагностическое применение имеют также ⁸⁵Sr и ³⁴P.

Изотопные индикаторы в сельском хозяйстве ( ³H, ¹⁴C, ²²Na, ^32P, ³⁵S, ⁴²К, ⁴³Ca, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn, ⁹⁹Mo и др.) широко используются для определения физических свойств почвы и запасов в ней элементов пищи растений, для изучения взаимодействия почвы и удобрений, процессов усвоения растениями питательных элементов из минеральных туков, поступления в растения минеральной пищи через листья и др. вопросов почвоведения и агрохимии. Пользуются изотопных индикаторов для выявления действия на растительный организм пестицидов, в частности гербицидов, что позволяет установить концентрацию и сроки обработки ими посевов. Применяя метод изотопных индикаторов, исследуют важнейшие биологических свойства сельскохозяйственных культур (при оценке и отборе селекционного материала) - урожайность, скороспелость, хладостойкость. В животноводстве изучают физиологические процессы, протекающие в организме животных, проводят анализ кормов на содержание токсических веществ (малые дозы которых трудно определить хим. методами) и микроэлементов. При помощи изотопных индикаторов разрабатывают приёмы автоматизации производств, процессов, например, отделение корнеклубнеплодов от камней и комков почвы при уборке комбайном на каменистых и тяжёлых почвах. 
 
 
 
 
 

Библиографический список

1. Бурков В. В., Подпоряна Е. К., Стронций, М., 1962;
2. Юдинцева Е. В., Гулякин И. В., Агрохимия радиоактивных изотопов стронция и цезия, М., 1968;
3. Метаболизм стронция. Сб. статей, пер. с англ., М., 1971; И.
4. vasilenko@depni.sinp.msu.ru.
5. И. Я. Василенко, О. И. Василенко. “Стронций радиоактивный” // Энергия: экономика, техника, экология. 2002, N 4, С. 26–32;
6. Ландсберг Г. С. «Элементарный учебник физики». Том III. – М.: Наука, 1986
7. Тестов Б.В. «Основы радиационной биологии и экологии»: Учебное пособие / Пермь ун-т. – Пермь. 2000. – 153 с;
8. Практикум по радиобиологии: Учеб. Пособие / Лысенко Н. П., Пак В.В., ,Рогожина  Л. В. И др.  -  М.: КолосС, 2007. – 399 с;
9. Радиобиология. Радиационная безопасность сельскохозяйственных животных / Бударков В. А., Зенкин А. С., Боченков В. Ф. и др. - М.: КолосС, 2008. – 351 с;
10. «Сельскохозяйственная радиобиология»: учебник для вузов / Фокин А. Д., Лурье А. А., Торшин С. П. – М .: Дрофа, 2005. – 367 с;
11. Радиоактивные изотопы в химических исследованиях, Л.- JM., 1965;