Использование радиации в медицине и сельском хозяйстве

Использование радиации в медицине и сельском хозяйстве Использование радиации в медицине Радиация широко применяется в медицине.

Используются 3 вида ионизирующего или ядерного излучения: альфа, бета и гамма-лучи.

Альфа-лучи - поток положительно заряженных альфа-частиц, способных проникать на глубину нескольких микронов и имеющих большую ионизирующую способность.

Бета-лучи - поток электронов или позитронов.

Гамма-лучи - электромагнитные волны, обладающие подобно рентгеновским лучам способностью проникать сквозь вещество.

Применение радиации в медицине и промышленности, несомненно, приносит огромную пользу обществу.

Но чрезмерная доза облучения может иметь катастрофические последствия для здоровья.

Радиация способна как вызывать заболевания, так и лечить их.

Так, рентгенография, проведенная небрежно или без необходимости, способна изменить генетический код и привести к пагубным последствиям для потомства.

Существует 3 вполне самостоятельных аспекта применения радиации в медицине, основанных на тех или иных свойствах излучений и предназначенных для конкретных целей: использование радиации для диагностики заболевания ( рентгенологическая и радиоизотопная диагностика);

использование радиации для лечения ( радиоизотопная и радиационная терапия);

В настоящее время в целях рентгенодиагностики, т.е.

диагностики, основанной на просвечивающем действии рентгеновских лучей, используется свыше 150 видов диагностических исследований: рентгеноскопия и рентгенография органов грудной клетки, мочевой системы, ангиография, в том числе коронарография, компьютерная томография, и многие другие.

Появление в распоряжении медиков радиоактивно меченных атомов открыло новый раздел медицины - радиоизотопную медицину.

Изотопы некоторых веществ являются радиоактивными, т.е.

испускают излучение, которое можно обнаружить с помощью чувствительного счетчика.

Существуют изотопы, которые можно использовать в медицинских целях.

Радиоактивный изотоп вводят в организм человека, с помощью счетчика измеряют его излучение и определяют локализацию, количество и характер распределения введенного изотопа.

Подобная информация неоценима для диагностики.

Благодаря высокой чувствительности счетчиков, определяющих излучение, в организм человека вводят очень небольшое количество радиоактивных веществ.

Использование ионизирующих излучений в медицине.

Рентгеновское излучение, открытое в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном, является электромаг- нитным, т.е.

Источником этого излучения является вакуумная трубка, имеющая катод и анод, между которыми создается высокое напряжение.

Лечение кислородом Один из передовых методов, который используется для лечения многих заболеваний, широко применяется в государственном республиканском научно- практическом центре радиационной медицины и экологии человека.

Речь идёт о гипербарической оксигенации.

Использование радиации в сельском хозяйстве Радиация и сельское хозяйство – взаимовыгодное сотрудничество Исследование действия ионизирующей радиации на биологические объекты в зависимости от дозы, мощности облучения и состояния облучаемого объекта послужило основой разработки и внедрения в сельское хозяйство радиационно- биологической технологии (РБТ).

В качестве источников излучения используют гамма- установки с радионуклидами 60Со и 137Cs, ускорители электронов с энергией до 10 МэВ, а также источники излучения, связанные с ядерными реакторами (радиационные контуры, частично или полностью отработанные ТвЭЛЫ — радиоактивные отходы атомной энергетики).

Наиболее широкое применение в РБТ получили источники нуклидов 60 Со и 137Cs.

Они имеют длительный период полураспада (у 60 Со — 5,27 года, у 137Cs — 29,6 года), сравнительно высокую проникающую способность гамма излучения, которая не дает наведенной радиоактивности в облучаемых объектах.

Физико механические свойства источников этих нуклидов позволяют длительно эксплуатировать элементы в радиационно биологических установках.

Эти источники можно приобретать в необходимом количестве и располагать радиационно биологическую установку на любом расстоянии от ядерного реактора.

Использование ускорителей для РБТ имеет свои преимущества: возможность получения высокой мощности пучка, экономичность и безопасность, поскольку излучение генерируется периодически, а не постоянно, как у гамма нуклидных установок.

Радиационные контуры и ТвЭЛЫ применяют в РБТ пока только для экспериментальных целей.

Это связано с тем, что они должны быть расположены вблизи ядерных реакторов, хотя использование их как источников излучения одновременно могло бы решить вопрос утилизации отходов атомной промышленности.

В нашей стране для нужд сельского хозяйства и научных исследований в области радиационно- биологической технологии создан целый ряд передвижной и стационарной техники.

Генетическое действие ионизирующих излучений наиболее глубоко было изучено на растениях и микроорганизмах.

Делоне, а в 1934 г.

Сапегин применили рентгеновское излучение для получения мутаций при селекции.

Под влиянием ионизирующих излучений легко возникают хромосомные и генные, или точечные, мутации.

Хромосомные мутации, как правило, приводят к летальному исходу;

они имеют значение в стерилизующем эффекте радиации.

Для радиационной селекции важное значение приобретают генные мутации.

Известно, что вся совокупность свойств, которые характеризуют данный вид растений, животных или 4 х микроорганизмов, запрограммирована в ДНК в виде последовательности нуклеотидов.

При облучении в ДНК возникают повреждения, которые непосредственно изменяют генетический код, т.

ведут к образованию генных мутаций: окислению пиримидиновых оснований с образованием гидроперекисей и гликолей, замене одного основания другим, распаду пуриновых оснований и др.

В процессе редупликации ДНК на поврежденной матрице возможны так называемые трансверсии, т.

замена пуриновых оснований пиримидиновыми, и наоборот.

При этих изменениях меняется смысловое значение кодона.

Это приводит к синтезу белков с нарушенной последовательностью аминокислот.

Изменение первичной структуры белка отразится на его трехмерной структуре, что приведет к неправильной самосборке таких белков в морфологические структуры, к появлению уродливых форм, нарушению процессов метаболизма.

В образовании мутаций немаловажную роль играют и процессы репарации одиночных разрывов и повреждений оснований.

При восстановлении поврежденных участков ДНК полимеразы могут совершать значительное число ошибок.

Таким образом, причиной мутаций может быть не только прямое попадание ионизирующей частицы в ДНК, но и радиационное изменение одного из многих белков хроматина — полимеразы.

Вероятность появления мутаций в результате ошибок при репликации ДНК сильно возрастает в присутствии перекисей, хинонов, семихинонов.

Эти вещества, как известно, образуются в облученной клетке и активно реагируют с местами разрывов в цепи ДНК, с нуклеотидами, которые идут на застройку «брешей» или на синтез новой полипептидной цепи.