Сторінка
2
Вміст 14С в атмосфері з часом практично не змінюється, тому процентний вміст 14С у живій рослині незмінний.
Період піврозпаду для 14С:
(І4С) ≈ 5000 років.
Таким чином, вимірявши радіоактивність предмета і порівнявши її зі стандартною величиною, можна визначити час виготовлення предмета.
Аналогічно визначається і дата смерті живої істоти Вимірювання радіоактивності останків базується на тому, що протягом життя тварина має постійне число ядер І4С на 1 г Карбону; травоїдні тварини одержують І4С із рослин, а м'ясоїдні — поїдаючи травоїдних.
Незважаючи на простоту і відносну універсальність, цей метод має ряд недоліків, які призводять до того, що аналіз стає дуже трудомістким. Так, існує небезпека забруднення зразка більш молодим Карбоном. Враховуючи мікро-кількості 14С, можна припустити, що навіть незначні кількості молодого Карбону можуть призвести до величезних похибок (наприклад, 0,1 % молодого Карбону збільшує радіоактивність зразка вдвічі, тоді обчислений вік зразка виявиться меншим від істинного на період піврозпаду І4С, тобто на 5 000 років). Для того щоб уникнути цієї проблеми, розроблені спеціальні способи очищення зразків від забруднення молодим Карбоном. Адже саме ступінь очищення, а точніше — залишкове забруднення молодим Карбоном визначає верхню межу застосування радіокарбонового методу.
Ще однією проблемою в застосуванні цього методу є те, що вміст радіоактивного і нерадіоактивного Карбону в атмосфері коливається в межах декількох відсотків у залежності від місця й часу вимірювання. Наприклад, після вибуху Водневої бомби виникає надлишок радіоактивного Карбону, а при спалюванні великих кількостей палива (кам'яне вугілля, нафта) у промислових районах спостерігається різке збільшення вмісту нерадіоактивного Карбону. Стандартним показником радіоактивності в цьому випадку виступають річні кільця багаторічних дерев. Справа в тому, що радіоактивність річного кільця відбиває радіоактивність навколишнього середовища в тому році, коли це кільце утворилося Таким чином, з огляду на розпад "Є у часі, можна з високою точністю встановити вік археологічної знахідки.
Ядерна фізика в медицині
Здатність атомних ядер випускати у-кванти дало можливість використовувати їх у різних галузях медицини, і насамперед — у діагностиці, лікуванні й дослідженні функцій різних органів. Малі розміри ядер дозволяють їм безперешкодно проникати в будь-які куточки організму, а безперервне випускання випромінювання дозволяє точно визначити їхнє місце розташування Розглянемо ряд методів, що дозволяють проводити діагностику органів людини У більшості випадків вони грунтуються на здатності організму накопичувати в тканинах певні хімічні елементи. Так, наприклад, кісткова тканина виділяє з організму і накопичує Фосфор, Кальцій і Стронцій, щитовидна залоза — Іод, печінка — барвники і т. ін. При цьому хворий і здоровий органи характеризуються різною швидкістю накопичення речовин. Особливо широке застосування знайшов у-радіоактивний ізотоп Іоду. Його використовують при діагностиці відхилень щитовидної залози. Здорова щитовидна залоза накопичує до 10 % введеного Іоду протягом двох годин. Якщо ж активність залози підвищена (тобто за той самий час вона накопичує набагато більше Іоду) або знижена, то наявним є порушення нормального режиму її функціонування, тобто хвороба
Кількість накопиченого залозою Іоду визначається у-лічильниками, які вловлюють у-випромінювання радіоактивного ізотопу. Для здорового органа існує оптимальна інтенсивність випромінювання через певний час. Порівнюючи це значення з отриманим експериментально, можна зробити висновок про стан органа.
Дослідження роботи печінки також можна проводити за допомогою ізотопу 151І, якщо позначити ним спеціальний органічний барвник бенгалроз. Цей метод базується на тому, що введена в організм (точніше, у кров) фарба виводиться тільки через печінку. Швидкість переходу фарби з крові в печінку, час затримки в печінці й швидкість виведення з печінки в зовнішнє середовище визначаються станом печінки. Якщо швидкості переходу й виведення зменшуються, а час затримки збільшується, це сигналізує про захворювання печінки. Зміну концентрації барвника в печінці встановлюють, реєструючи у-лічильником інтенсивність випромінювання ізотопу ШІ. Цей метод можна застосовувати і для діагностики захворювань нирок, але використовуючи інший препарат.
Радіонукліди використовуються для виявлення злоякісних утворень у різних органах. Діагностика онкологічних захворювань ґрунтується на тому, що клітини пухлини накопичують радіоактивний препарат інакше, ніж здорові тканини. Деякі ізотопи (наприклад 32Р) накопичуються в пухлинних клітинах набагато активніше, ніж у здорових. Причина полягає в тому, що сполуки Фосфору є багатим джерелом енергії, яка необхідна для росту злоякісних тканин.
Для виявлення пухлин також використовуються радіоактивний Іод 131І і колоїдне золото 19Аu. Фосфор 32Р в основному використовують для діагностики пухлин, що виникають біля поверхні тіла або в легкодоступних місцях (шкіра, м'які тканини кінцівок, гортань, стравохід і т. ін.). Це продиктовано тим, що пробіг β-частинки, яка випромінюється Фосфором, не перевищує 8 мм. На відміну від Фосфору, радіоактивні Іод і Аурум випускають у-випромінювання, здатне легко пронизувати тканини тіла людини, тому вони використовуються в діагностиці пухлин внутрішніх органів. Радіоактивний ізотоп можна вводити в організм шляхом ін'єкцій з фізіологічним розчином (19Аи) або в складі речовин, що добре поглинаються діагностованим органом ('"І уводять разом з бенгалроз для оцінки стану печінки, разом із диіодофлуоресцеїном або альбуміном — для мозку і т. ін.).
Крім того, за допомогою радіонуклідів вивчають шляхи і способи виведення з організму отруйних речовин, засвоєння й виведення лікарських препаратів, поведінку мікроорганізмів (мічені мікроби в епідеміології) і т. ін. Широко відомий метод променевої терапії, що базується на впливі випромінювання або на нервову систему, або безпосередню на хворий орган. Застосування цього методу є можливим завдяки тому, що клітини злоякісного утворення більш чутливі до опромінення, ніж звичайні клітини.
Єдиним нездоланним недоліком впливу радіонуклідів на організм є те, що радіоактивне випромінювання викликає іонізацію атомів і молекул усіх речовин, що утворюють організм. Отримані іони реагують із молекулами всіх тканин, у тому числі й здорових, що призводить до порушень в обміні речовин і припиняє розмноження клітин (у тому числі й здорових). Тому у випадках використання променевої терапії особлива увага приділяється тому, щоб максимально захистити здорові тканини від впливу опромінення.
Завантажити реферат