Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w medycynie. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w weterynarii

Miejska instytucja edukacyjna „Szkoła średnia Pobedinskaya” Rejon Szegarski, obwód tomski

CERTYFIKACJA PAŃSTWOWA (KOŃCOWA) ABSOLWENTÓW KLAS IX

ABSTRAKT Z FIZYKI

ZJAWISKO RADIOAKTYWNOŚCI. JEJ WARTOŚĆ W NAUCE, TECHNOLOGII, MEDYCYNIE

Zakończony: Dadaev Aslan, uczeń klasy 9

Kierownik: Gagarina Lyubov Alekseevna, nauczycielka fizyki

p. Pobieda 2010

1. Wstęp ………………………………………………………… ... str. 1

2. Zjawisko promieniotwórczości ……… .. ……………………… ............... str. 2

2.1 Odkrycie promieniotwórczości ………………………… ................ str. 2

2.2. Źródła promieniowania ………………………………………… .. str. 6

3. Otrzymywanie i zastosowanie izotopów promieniotwórczych …………… ..strona 8

3.1 Zastosowanie izotopów w medycynie …………………… ........ str. 8

3.2. Izotopy promieniotwórcze w rolnictwie ……………… s.10

3.3 Chronometria promieniowania …………………………………… str. 11

3.4. Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w przemyśle ... str. 12

3.5. Wykorzystanie izotopów w nauce …………………………… ... str. 12

4. Wniosek ……………………………………………………… ... str. 13

5. Literatura ……………………………………………………… ..s. 14

WPROWADZANIE

Pojęcie atomów jako niezmiennych maleńkich cząstek materii zostało zniszczone przez odkrycie elektronu, a także przez zjawisko naturalnego rozpadu promieniotwórczego, które odkrył francuski fizyk A. Becquerel. Znaczący wkład w badanie tego zjawiska wnieśli wybitni francuscy fizycy Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie.

Promieniotwórczość naturalna istnieje od miliardów lat i jest obecna dosłownie wszędzie. Promieniowanie jonizujące istniało na Ziemi na długo przed powstaniem na niej życia i było obecne w kosmosie przed samą Ziemią. Materiały radioaktywne są włączane do Ziemi od samego jej narodzin. Każda osoba jest lekko radioaktywna: w tkankach ludzkiego ciała jednym z głównych źródeł naturalnego promieniowania jest potas - 40 i rubid - 87 i nie ma sposobu, aby się ich pozbyć.

Przeprowadzając reakcje jądrowe podczas bombardowania jąder atomów glinu cząstkami a, słynnym francuskim fizykom Fredericowi i Irene Curie - Joliot w 1934 roku udało się sztucznie stworzyć jądra radioaktywne. Sztuczna radioaktywność zasadniczo nie różni się od naturalnej i podlega tym samym prawom.

Obecnie sztuczne izotopy promieniotwórcze są produkowane na różne sposoby. Najczęstszym jest napromieniowanie celu (przyszłego leku radioaktywnego) w reaktorze jądrowym. Możliwe jest napromieniowanie celu naładowanymi cząstkami w specjalnych instalacjach, w których cząstki są przyspieszane do wysokich energii.

Cel: dowiedz się, w jakich dziedzinach życia wykorzystuje się zjawisko promieniotwórczości.

Zadania:

· Zbadaj historię odkrycia radioaktywności.

· Dowiedz się, co dzieje się z substancją z promieniowaniem radioaktywnym.

· Dowiedz się, jak pozyskiwać radioaktywne izotopy i gdzie będą używane.

· Rozwijanie umiejętności pracy z dodatkową literaturą.

· Przeprowadź prezentację materiału w wykonaniu komputerowym.

GŁÓWNYM ELEMENTEM

2.Zjawisko promieniotwórczości

2.1 Odkrycie radioaktywności

Historia radioaktywność zaczęło się od tego, że w 1896 roku francuski fizyk Henri Becquerel zajmował się luminescencją i badaniem promieni rentgenowskich.

Odkrycie radioaktywności, najwyraźniejszy dowód złożonej struktury atomu .

Komentując odkrycie Roentgena, naukowcy stawiają hipotezę, że promienie rentgenowskie są emitowane podczas fosforescencji, niezależnie od obecności promieni katodowych. A. Becquerel postanowił sprawdzić tę hipotezę. Owinął kliszę fotograficzną czarnym papierem i położył na niej dziwaczną metalową kliszę pokrytą warstwą soli uranu. Po czterogodzinnej ekspozycji na światło słoneczne Becquerel wywołał kliszę fotograficzną i zobaczył na niej dokładną sylwetkę metalowej figurki. Eksperymenty powtarzał z dużymi wariacjami, uzyskując odbitki monety, klucza. Wszystkie eksperymenty potwierdziły sprawdzalną hipotezę, którą Becquerel zgłosił 24 lutego na spotkaniu Akademii Nauk. Jednak Becquerel nie przerywa eksperymentów, przygotowując wszystkie nowe opcje.

Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

26 lutego 1896 roku pogoda nad Paryżem pogorszyła się i przygotowane klisze fotograficzne z kawałkami soli uranu musiały zostać umieszczone w ciemnej szufladzie stołu, zanim pojawiło się słońce. Pojawił się nad Paryżem 1 marca i eksperymenty można było kontynuować. Biorąc płyty, Becquerel postanowił je rozwinąć. Po opracowaniu płyt naukowiec zobaczył na nich sylwetki próbek uranu. Nie rozumiejąc niczego, Becquerel postanowił powtórzyć eksperyment losowy.

Włożył dwa talerze do nieprzezroczystego pudełka, polał je solą uranu, na jednym kładąc najpierw szkło, a na drugim aluminiową płytkę. Przez pięć godzin wszystko to odbywało się w ciemnym pomieszczeniu, po czym Becquerel wywołał klisze fotograficzne. A co - sylwetki próbek znów są wyraźnie widoczne. Oznacza to, że niektóre promienie powstają w solach uranu. Są podobne do promieni rentgenowskich, ale skąd pochodzą? Jedno jest jasne, że nie ma związku między promieniowaniem rentgenowskim a fosforescencją.

Poinformował o tym na spotkaniu Akademii Nauk 2 marca 1896 r., całkowicie dezorientując wszystkich jej członków.

Becquerel ustalił również, że z biegiem czasu natężenie promieniowania z tej samej próbki nie zmienia się i że nowe promieniowanie jest w stanie rozładować naelektryzowane ciała.

Większość członków Akademii Paryskiej, po kolejnym raporcie Becquerela na spotkaniu 26 marca, uważała, że ​​miał rację.

Zjawisko odkryte przez Becquerela otrzymało nazwę radioaktywność, na sugestię Marii Skłodowskiej-Curie.

Maria Skłodowska - Curie

Radioaktywność - zdolność atomów niektórych pierwiastków chemicznych do emisji spontanicznej.

W 1897 roku Maria, robiąc rozprawę doktorską, wybierając temat badań - odkrycie Becquerela (Pierre Curie radził żonie wybór tego tematu), postanowiła znaleźć odpowiedź na pytanie: jakie jest prawdziwe źródło promieniowania uranu? W tym celu postanawia zbadać dużą liczbę próbek minerałów i soli i dowiedzieć się, czy tylko uran ma właściwość emitowania. Pracując z próbkami toru, odkrywa, że ​​podobnie jak uran wytwarza te same promienie io tej samej intensywności. Oznacza to, że zjawisko to okazuje się właściwością nie tylko uranu i trzeba mu nadać specjalną nazwę. Uran i tor nazwano pierwiastkami promieniotwórczymi. Prace kontynuowano z nowymi minerałami.

Pierre jako fizyk czuje wagę pracy i opuszczając tymczasowo studiowanie kryształów, zaczyna pracować z żoną. W wyniku tej wspólnej pracy odkryto nowe pierwiastki promieniotwórcze: polon, rad itp.

W listopadzie 1903 roku Towarzystwo Królewskie przyznało Pierre'owi i Marie Curie jedną z najwyższych nagród naukowych w Anglii, Medal Davy'ego.

13 listopada Curie, w tym samym czasie co Becquerel, otrzymują ze Sztokholmu telegram, że troje z nich otrzymało Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wybitne odkrycia w dziedzinie radioaktywności.

Interes, założony przez Curie, został przejęty przez ich uczniów, wśród których byli ich córka Irena i zięć Frederic Joliot, który w 1935 roku został laureatem Nagrody Nobla za odkrycie sztuczna radioaktywność .

Irena i Fryderyk Curie - Joliot

fizycy angielscy E. Rutherforda oraz F. Soddy udowodniono, że we wszystkich procesach promieniotwórczych zachodzą wzajemne przemiany jąder atomowych pierwiastków chemicznych. Badania właściwości promieniowania towarzyszącego tym procesom w polach magnetycznych i elektrycznych wykazały, że dzieli się ono na cząstki a, cząstki b i promienie g (promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo krótkiej długości fali).

E. Rutherforda F. Soddy

Jakiś czas później, w wyniku badania różnych cech fizycznych i właściwości tych cząstek (ładunek elektryczny, masa itp.), udało się ustalić, że b - cząstka jest elektronem, a a - cząstka jest w pełni zjonizowana atom pierwiastka chemicznego helu (czyli atom helu, który utracił oba elektrony).

Dodatkowo okazało się, że radioaktywność- Jest to zdolność niektórych jąder atomowych do spontanicznego przekształcania się w inne jądra z emisją cząstek.

Na przykład znaleziono kilka odmian atomów uranu: o masach jądrowych w przybliżeniu równych 234 amu, 235 amu, 238 amu. i 239 amu Co więcej, wszystkie te atomy miały te same właściwości chemiczne. Weszli w reakcje chemiczne w ten sam sposób, tworząc te same związki.

Niektóre reakcje jądrowe wytwarzają wysoce przenikliwe promieniowanie. Promienie te wnikają w kilkumetrową warstwę ołowiu. Promieniowanie to jest strumieniem neutralnie naładowanych cząstek. Te cząstki są nazwane neutrony.

Niektóre reakcje jądrowe wytwarzają wysoce przenikliwe promieniowanie. Te promienie są różnego rodzaju i mają różną moc przenikania. Na przykład, strumień neutronów przenika przez kilkumetrową warstwę ołowiu.

2.2. Źródła promieniowania

Promieniowanie jest bardzo liczne i zróżnicowane, ale około siedem jego główne źródła.

Pierwsze źródło jest nasza Ziemia. Promieniowanie to tłumaczy się obecnością pierwiastków promieniotwórczych na Ziemi, których stężenie jest bardzo zróżnicowane w różnych miejscach.

drugie pochodzenie promieniowanie - przestrzeń, z której na Ziemię stale spada strumień wysokoenergetycznych cząstek. Źródłami powstawania promieniowania kosmicznego są wybuchy gwiezdne w Galaktyce i rozbłyski słoneczne.

Trzecie źródło promieniowanie to radioaktywne materiały naturalne wykorzystywane przez ludzi do budowy obiektów mieszkalnych i przemysłowych. Średnio moc dawki wewnątrz budynków jest o 18% - 50% wyższa niż na zewnątrz. W pomieszczeniu człowiek spędza trzy czwarte swojego życia. Osoba stale przebywająca w pomieszczeniu zbudowanym z granitu może otrzymać – 400 mrem/rok, z czerwonej cegły – 189 mrem/rok, z betonu – 100 mrem/rok, z drewna – 30 mrem/rok.

Czwartyźródło radioaktywności jest mało znane ludności, ale nie mniej niebezpieczne. Są to materiały radioaktywne, których ludzie używają w swoich codziennych czynnościach.

Atrament czekowy zawiera radioaktywny węgiel, co ułatwia identyfikację sfałszowanych dokumentów.

Uran służy do otrzymywania farby lub emalii na ceramice lub biżuterii.

Do produkcji szkła używa się uranu i toru.

Sztuczne zęby porcelanowe są wzmocnione uranem i cerem. Jednocześnie promieniowanie do błon śluzowych sąsiadujących z zębami może sięgać 66 rem/rok, a roczna dawka dla całego organizmu nie powinna przekraczać 0,5 rem (czyli 33 razy więcej)

Ekran telewizora emituje 2-3 mrem/rok na osobę.

Piątyźródło - przedsiębiorstwa zajmujące się transportem i przetwarzaniem materiałów promieniotwórczych.

Szóstyźródłem promieniowania są elektrownie jądrowe. W elektrowniach jądrowych

obok odpadów stałych występują również ciekłe (zanieczyszczona woda z obiegów chłodzących reaktorów) oraz gazowe zawarte w dwutlenku węgla wykorzystywane do chłodzenia.

Siódmyźródłem promieniowania radioaktywnego są placówki medyczne. Pomimo ich powszechnego stosowania w codziennej praktyce, ryzyko promieniowania z nich jest znacznie większe niż ze wszystkich wymienionych powyżej źródeł i czasami sięga kilkudziesięciu rem. Jedną z najczęstszych metod diagnostycznych jest aparat rentgenowski. Tak więc z prześwietleniem zębów - 3 rem, z fluoroskopią żołądka - to samo, z fluorografią - 370 mrem.

Co dzieje się z substancją z promieniowaniem radioaktywnym?

Najpierw, zaskakująca konsekwencja, z jaką pierwiastki promieniotwórcze emitują promieniowanie. W ciągu dnia, miesięcy, lat natężenie promieniowania nie zmienia się zauważalnie. Nie ma na nią wpływu ogrzewanie ani wzrost ciśnienia, reakcje chemiczne, w które wszedł pierwiastek promieniotwórczy, również nie wpłynęły na intensywność promieniowania.

Po drugie radioaktywności towarzyszy uwalnianie energii, która jest uwalniana nieprzerwanie przez wiele lat. Skąd pochodzi ta energia? Kiedy substancja jest radioaktywna, ulega głębokim zmianom. Założono, że same atomy ulegają przekształceniom.

Obecność tych samych właściwości chemicznych oznacza, że ​​wszystkie te atomy mają taką samą liczbę elektronów w powłoce elektronowej, a więc te same ładunki jądrowe.

Jeżeli ładunki jąder atomów są takie same, to atomy te należą do tego samego pierwiastka chemicznego (pomimo różnic w ich masach) i mają ten sam numer seryjny w tabeli D.I. Mendelejew. Nazywano odmiany tego samego pierwiastka chemicznego, różniące się masą jąder atomowych izotopy .

3. Produkcja i wykorzystanie izotopów promieniotwórczych

Naturalnie występujące izotopy promieniotwórcze nazywane są naturalny... Ale wiele pierwiastków chemicznych występuje w przyrodzie tylko w stanie stabilnym (tj. radioaktywnym).

W 1934 roku francuscy naukowcy Irene i Frédéric Joliot-Curie odkryli, że izotopy promieniotwórcze mogą być wytwarzane sztucznie w reakcjach jądrowych. Takie izotopy zostały nazwane sztuczny .

Aby uzyskać sztuczne izotopy promieniotwórcze, zwykle stosuje się reaktory jądrowe i akceleratory cząstek. Istnieje branża wyspecjalizowana w produkcji takich przedmiotów.

Następnie otrzymano sztuczne izotopy wszystkich pierwiastków chemicznych. W sumie znanych jest obecnie około 2000 izotopów promieniotwórczych, z czego 300 jest naturalnych.

Obecnie izotopy promieniotwórcze są szeroko stosowane w różnych dziedzinach działalności naukowej i praktycznej: technologii, medycynie, rolnictwie, łączności, wojsku i niektórych innych. W tym przypadku tzw otagowana metoda atomowa.

3.1 Zastosowanie izotopów w medycynie

Wykorzystanie izotopów, jedno z najwybitniejszych badań prowadzonych za pomocą „oznakowanych atomów”, było badaniem metabolizmu w organizmach.

Za pomocą izotopów ujawniono mechanizmy rozwoju (patogenezy) wielu chorób; służą również do badania metabolizmu i diagnozowania wielu chorób.

Izotopy wprowadzane są do organizmu człowieka w niezwykle małych ilościach (bezpiecznych dla zdrowia), które nie są w stanie wywołać żadnych zmian patologicznych. Są nierównomiernie rozprowadzane po całym ciele przez krew. Promieniowanie powstałe w wyniku rozpadu izotopu jest rejestrowane przez urządzenia (specjalne liczniki cząstek, fotografowanie) znajdujące się w pobliżu ludzkiego ciała. W rezultacie możesz uzyskać obraz dowolnego narządu wewnętrznego. Na podstawie tego obrazu można ocenić wielkość i kształt tego narządu, zwiększone lub zmniejszone stężenie izotopu w

różne jego części. Możliwa jest również ocena stanu funkcjonalnego (tj. pracy) narządów wewnętrznych poprzez tempo akumulacji i wydalania przez nie radioizotopu.

Tak więc stan krążenia serca, szybkość przepływu krwi, obraz jam serca określa się za pomocą związków, w tym izotopów sodu, jodu, technetu; izotopy technetu i ksenonu są wykorzystywane do badania wentylacji płuc i chorób rdzenia kręgowego; Makroagregaty albuminy surowicy ludzkiej z izotopem jodu służą do diagnozowania różnych procesów zapalnych w płucach, ich guzach oraz w różnych chorobach tarczycy.

Zastosowanie izotopów w medycynie

Stężenie i funkcje wydalnicze wątroby bada się za pomocą farby z róży bengalskiej z izotopem jodu, złota. Obraz jelita, żołądka uzyskuje się za pomocą izotopu technetu, śledziony za pomocą erytrocytów z izotopem technetu lub chromu; za pomocą izotopu selenu diagnozuje się choroby trzustki. Wszystkie te dane pozwalają nam postawić prawidłową diagnozę choroby.

Różne nieprawidłowości w pracy układu krążenia są również badane metodą „tagowanych atomów” i wykrywane są nowotwory (ponieważ w nich gromadzą się niektóre radioizotopy). Dzięki tej metodzie stwierdzono, że w stosunkowo krótkim czasie organizm człowieka ulega niemal całkowitej odnowie. Jedynym wyjątkiem jest żelazo, które jest częścią krwi: zaczyna być wchłaniane przez organizm z pożywienia dopiero wtedy, gdy jego zapasy się wyczerpią.

Duże znaczenie przy wyborze izotopu ma kwestia czułości metody analizy izotopowej, a także rodzaju rozpadu promieniotwórczego i energii promieniowania.

W medycynie izotopy promieniotwórcze są wykorzystywane nie tylko do diagnozy, ale także do leczenia niektórych chorób, takich jak nowotwory nowotworowe, choroba Gravesa-Basedowa itp.

Dzięki zastosowaniu bardzo małych dawek radioizotopów narażenie organizmu na promieniowanie podczas diagnostyki i leczenia radiacyjnego nie stanowi zagrożenia dla pacjentów.

3.2. Izotopy promieniotwórcze w rolnictwie

Izotopy promieniotwórcze są coraz szerzej stosowane w: rolnictwo... Napromieniowanie nasion roślin (bawełna, kapusta, rzodkiewka itp.) małymi dawkami promieni gamma z preparatów radioaktywnych prowadzi do zauważalnego wzrostu plonów. Duże dawki promieniowania powodują mutacje w roślinach i mikroorganizmach, co w niektórych przypadkach prowadzi do pojawienia się mutantów o nowych cennych właściwościach ( wybór radia). W ten sposób wyhodowano cenne odmiany pszenicy, fasoli i innych roślin uprawnych, a także uzyskano wysokowydajne mikroorganizmy wykorzystywane do produkcji antybiotyków.

Promieniowanie gamma z izotopów promieniotwórczych jest również wykorzystywane do zwalczania szkodliwych owadów i konserwacji żywności. „Śledzone atomy” są szeroko stosowane w inżynierii rolniczej. Na przykład, aby dowiedzieć się, który z nawozów fosforowych jest lepiej przyswajalny przez roślinę, różne nawozy znakuje się fosforem radioaktywnym. Następnie badając rośliny pod kątem radioaktywności, można określić ilość absorbowanego przez nie fosforu z różnych rodzajów nawozu.

Ciekawą aplikację do określania wieku starożytnych obiektów pochodzenia organicznego (drewno, węgiel drzewny, tkaniny itp.) uzyskano metodą węgla radioaktywnego. Rośliny zawsze zawierają beta - radioaktywny izotop węgla o okresie półtrwania T = 5700 lat. Powstaje w atmosferze ziemskiej w niewielkich ilościach z azotu pod działaniem neutronów. Te ostatnie powstają w wyniku reakcji jądrowych wywołanych przez szybkie cząstki, które dostają się do atmosfery z kosmosu (promienie kosmiczne). W połączeniu z tlenem węgiel ten tworzy dwutlenek węgla, który jest wchłaniany przez rośliny, a przez nie przez zwierzęta.

Izotopy są szeroko stosowane do określania właściwości fizycznych gleby

oraz rezerwy składników pokarmu roślinnego w nim, aby zbadać interakcje gleby i nawozów, procesy przyswajania składników odżywczych przez rośliny, wnikanie pokarmu mineralnego do roślin przez liście. Wykorzystują izotopy do wykrywania wpływu pestycydów na organizm roślinny, co umożliwia ustalenie stężenia i terminu ich obróbki upraw. Metodą izotopów bada się najważniejsze właściwości biologiczne roślin uprawnych (w ocenie i selekcji materiału hodowlanego), plon, wczesną dojrzałość i odporność na zimno.

V hodowla zwierząt badać procesy fizjologiczne w organizmie zwierząt, analizować pasze pod kątem zawartości substancji toksycznych (których małe dawki trudno określić metodami chemicznymi) oraz mikroelementów. Za pomocą izotopów opracowywane są techniki automatyzacji procesów produkcyjnych, na przykład oddzielanie roślin okopowych od kamieni i grudek podczas zbioru kombajnem na glebach zakamienionych i ciężkich.

3.3 Chronometria promieniowania

Niektóre izotopy promieniotwórcze można z powodzeniem wykorzystać do określenia wieku różnych skamieniałości ( chronometria promieniowania). Najbardziej powszechna i skuteczna metoda chronometrii radiacyjnej opiera się na pomiarze radioaktywności materii organicznej, którą wywołuje radioaktywny węgiel (14C).

Badania wykazały, że w każdym gramie węgla w dowolnym organizmie zachodzi 16 radioaktywnych rozpadów beta na minutę (dokładniej 15,3 ± 0,1). Po 5730 latach w każdym gramie węgla rozpadnie się tylko 8 atomów na minutę, po 11460 latach - 4 atomy.

Jeden gram węgla z próbek młodego lasu emituje około piętnastu cząstek beta na sekundę. Po śmierci organizmu zatrzymuje się jego uzupełnianie radioaktywnym węglem. Dostępna ilość tego izotopu zmniejsza się z powodu radioaktywności. Określając procent węgla promieniotwórczego w pozostałościach organicznych można określić ich wiek, jeśli mieści się on w przedziale od 1000 do 50 000, a nawet do 100 000 lat.

Liczbę rozpadów promieniotwórczych, czyli radioaktywność badanych próbek, mierzy się za pomocą detektorów promieniowania.

Zatem mierząc liczbę rozpadów promieniotwórczych na minutę w określonej ilości wagowej materiału próbki testowej i przeliczając tę ​​liczbę na gram węgla, możemy ustalić wiek obiektu, z którego pobrano próbkę. Metoda ta służy do określania wieku mumii egipskich, pozostałości po prehistorycznych pożarach itp.

3.4. Wykorzystanie radioaktywnych izotopy w przemyśle

Jednym z przykładów jest następująca metoda monitorowania zużycia pierścieni tłokowych w silnikach spalinowych. Napromieniowując pierścień tłokowy neutronami, wywołują w nim reakcje jądrowe i czynią go radioaktywnym. Podczas pracy silnika cząsteczki materiału pierścienia dostają się do oleju smarującego. Badając poziom radioaktywności oleju po pewnym czasie pracy silnika, określa się zużycie pierścienia. Izotopy promieniotwórcze umożliwiają ocenę dyfuzji metali, procesów w wielkich piecach itp. Silne promieniowanie gamma preparatów radioaktywnych służy do badania wewnętrznej struktury odlewów metalowych w celu wykrycia w nich wad.

Izotopy są również wykorzystywane w sprzęcie fizyki jądrowej do produkcji liczników neutronów, co umożliwia ponad 5-krotne zwiększenie wydajności zliczania w energetyce jądrowej jako moderatory i absorbery neutronów.

3.5. Wykorzystanie izotopów w nauce

Zastosowanie izotopów w biologia doprowadziły do ​​rewizji dotychczasowych poglądów na temat natury fotosyntezy, a także mechanizmów zapewniających przyswajanie substancji nieorganicznych przez rośliny węglanów, azotanów, fosforanów itp. organizm. Dzięki wprowadzeniu etykiety do organizmów wraz z pokarmem lub iniekcji możliwe było zbadanie prędkości i dróg migracji wielu owadów (komary, muchy, szarańcza), ptaków, gryzoni i innych małych zwierząt oraz uzyskanie danych o liczebności ich populacji .

W obszarze fizjologia i biochemia roślin za pomocą izotopów rozwiązano szereg problemów teoretycznych i aplikacyjnych: drogi wnikania substancji mineralnych, cieczy i gazów do roślin, a także rola różnych pierwiastków chemicznych, w tym mikroelementów, w życiu roślin zostały wyjaśnione. Wykazano w szczególności, że węgiel wnika do roślin nie tylko przez liście, ale także przez system korzeniowy, drogi i prędkości przemieszczania się szeregu substancji z systemu korzeniowego do łodygi i liści oraz z tych organów do korzenie zostały ustalone.

W obszarze fizjologia i biochemia zwierząt i ludzi badano szybkości wnikania różnych substancji do ich tkanek (m.in. szybkość wbudowywania żelaza do hemoglobiny, fosforu do tkanek nerwowych i mięśniowych, wapnia do kości). Stosowanie „oznakowanej” żywności doprowadziło do nowego zrozumienia tempa wchłaniania i dystrybucji składników odżywczych, ich „losu” w organizmie oraz pomogło prześledzić wpływ czynników wewnętrznych i zewnętrznych (głód, uduszenie, przepracowanie itp.) na metabolizm.

WNIOSEK

Wybitni francuscy fizycy Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie, ich córka Irena i zięć Frederic Joliot oraz wielu innych naukowców nie tylko wnieśli wielki wkład w rozwój fizyki jądrowej, ale byli zagorzałymi bojownikami o pokój. Przeprowadzili znaczące prace nad pokojowym wykorzystaniem energii atomowej.

W Związku Radzieckim prace nad energią atomową rozpoczęły się w 1943 r. Pod kierownictwem wybitnego radzieckiego naukowca I. V. Kurczatowa. W trudnych warunkach bezprecedensowej wojny radzieccy naukowcy rozwiązywali najbardziej złożone problemy naukowe i techniczne związane z opanowaniem energii atomowej. 25 grudnia 1946 r. Pod kierownictwem I.V. Kurchatova po raz pierwszy na kontynencie Europy i Azji przeprowadzono reakcję łańcuchową. W Związku Radzieckim rozpoczęły się era pokojowego atomu.

W trakcie mojej pracy dowiedziałem się, że izotopy promieniotwórcze pozyskiwane sztucznie znalazły szerokie zastosowanie w nauce, technice, rolnictwie, przemyśle, medycynie, archeologii i innych dziedzinach. Wynika to z następujących właściwości izotopów promieniotwórczych:

· Substancja radioaktywna w sposób ciągły emituje pewien rodzaj cząstek, a ich intensywność nie zmienia się w czasie;

· Promieniowanie ma pewną zdolność przenikania;

· Radioaktywności towarzyszy uwalnianie energii;

· Pod wpływem promieniowania mogą wystąpić zmiany w napromieniowanej substancji;

· Promieniowanie można rejestrować na różne sposoby: specjalne liczniki cząstek, fotografia itp.

LITERATURA

1. F.M. Diagilew „Z historii fizyki i życia jej twórców” - M.: Oświecenie, 1986.

2. A.S. Enokhin, OFM Kabardin i wsp. „Czytelnik w fizyce” - M .: Edukacja, 1982.

3. P.S. Kudryavtsev. „Historia fizyki” - M .: Edukacja, 1971.

4. G. Tak. Myakishev, B.B. Bukhovtsev „Klasa fizyki 11”. - M .: Edukacja, 2004.

5. A.V. Peryszkin, E.V. Gutnik "Klasa fizyki 9" - M .: Drop, 2005.

6. Zasoby internetowe.

Przejrzeć

za pracę egzaminacyjną z fizyki „Zjawisko promieniotwórczości. Jego znaczenie w nauce, technologii, medycynie ”.

Autorka dostrzega trafność wybranego tematu w możliwości wykorzystania energii jądrowej do celów pokojowych. Sztucznie otrzymywane izotopy promieniotwórcze znalazły szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach działalności naukowej i praktycznej: nauce, technologii, rolnictwie, przemyśle, medycynie, archeologii itp.

Jednak rozdział „Wprowadzenie” nie wskazuje na znaczenie i zainteresowanie autora wybranym tematem streszczenia.

Dostępne, logicznie opisane odkrycie radioaktywności; badania prowadzone za pomocą „tagowanych atomów”.

Projekt streszczenia nie we wszystkich przypadkach spełnia wymagania:

· Strony nie są ponumerowane;

· Każda sekcja nie jest drukowana od nowej strony;

· W tekście brak odniesień do ilustracji;

· W sekcji „Literatura” nie wskazano witryn zasobów internetowych.

Ogólnie rzecz biorąc, pomimo drobnych niedociągnięć w kompilacji i projekcie, można powiedzieć, że abstrakcyjne „Zjawisko radioaktywności. Jego znaczenie w nauce, technice, medycynie "zasługuje na" dobrą" ocenę.

Nauczyciel fizyki MOU „Pobedinskaya Secondary School”: ___________ / L.A. Gagarin /

Obecnie substancje te znalazły szerokie zastosowanie, w szczególności w różnych dziedzinach zastosowań. Służą zarówno do leczenia, jak i diagnozowania chorób.

Na przykład radioaktywny jod-131 jest stosowany w leczeniu choroby tarczycy Basedowa. W takim przypadku zaleca się wstrzykiwanie dużych dawek tego pierwiastka, ponieważ przyczyniają się one do niszczenia nieprawidłowych tkanek, w wyniku czego przywracana jest struktura narządu, a wraz z nią funkcja. Jod jest również szeroko stosowany do diagnozowania stanu tarczycy. Po wprowadzeniu do organizmu szybkość odkładania się w komórkach ocenia się na ekranie monitora, na podstawie którego stawia się diagnozę.

W diagnostyce zaburzeń krążenia ważną rolę odgrywają izotopy sodu.

Izotopy kobaltu, w szczególności kobalt-60, stosowane są najczęściej w życiu codziennym w leczeniu chorób nowotworowych. Znalazła zastosowanie w radiochirurgii przy tworzeniu „pistoletów kobaltowych, w dezynfekcji do sterylizacji narzędzi i materiałów medycznych.

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie metody badania narządów wewnętrznych za pomocą takich elementów są zwykle nazywane radioizotopem. Izotopy można również wykorzystać do produkcji pożytecznych mikroorganizmów. A one są podstawą syntezy środków przeciwbakteryjnych.

Zastosowanie przemysłowe i rolnicze

Izotopy promieniotwórcze mają również duże znaczenie w innych sferach działalności człowieka. W przemyśle inżynieryjnym służą do określania stopnia zużycia różnych części w silnikach.

Mogą służyć do określania szybkości dyfuzji metali w wielkich piecach.

Ważnym obszarem są badania nieniszczące. Za pomocą takich pierwiastków chemicznych możesz zbadać strukturę części, w tym metalowych.

Za pomocą izotopów promieniotwórczych powstają nowe odmiany roślin rolniczych. Ponadto zostało naukowo udowodnione, że promieniowanie gamma zwiększa plon plonów, zwiększa ich odporność na niekorzystne czynniki. Substancje te są szeroko stosowane w hodowli. Przy nawożeniu roślin stosuje się metodę, w której znakuje się je radioaktywnym fosforem i ocenia skuteczność nawozów. Ze wszystkiego można wywnioskować, że izotopy promieniotwórcze są wykorzystywane w wielu obszarach działalności. Mają właściwości, których nie mają te same pierwiastki o normalnej masie atomowej.

Aby lepiej zrozumieć, czym są izotopy, możesz się pobawić. Wyobraź sobie duże przezroczyste kulki. Czasami można je zobaczyć w parku. Każda kula jest jądrem atomu.

Każde jądro składa się z protonów i neutronów. Protony to dodatnio naładowane cząstki. Zamiast protonów masz króliczki na baterie. A zamiast neutronów - króliczki bez baterii, bo nie niosą żadnego ładunku. Włóż 8 króliczków z bateriami do obu kulek. Oznacza to, że w każdym jądrze kulkowym znajduje się 8 dodatnio naładowanych protonów. A teraz, co zrobić z zającami bez baterii - neutronami. Umieść 8 zajęcy neutronowych w jednej kulce i 7 zajęcy neutronowych w drugiej.

Liczba masowa to suma protonów i neutronów. Policz zające w każdej kuli i sprawdź liczbę masową. W jednej kuli liczba masowa wynosi 16, w drugiej 17. Widzisz dwie identyczne kule jąder z tą samą liczbą protonów. Ich liczba neutronów jest różna. Kulki działały jak izotopy. Czy wiesz? Bo izotopy to warianty tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów. Okazuje się, że te kule to w rzeczywistości nie tylko jądra atomów, ale najbardziej realne pierwiastki chemiczne w układzie okresowym. Pamiętasz, który ma ładunek +8? Oczywiście to tlen. Teraz jest jasne, że tlen ma kilka izotopów i wszystkie różnią się między sobą liczbą neutronów. Izotop tlenu o liczbie masowej 16 ma 8 neutronów, a izotop tlenu o liczbie masowej 17 ma 9 neutronów. Numer masowy jest wskazany w lewym górnym rogu symbolu chemicznego pierwiastka.

Wyobraź sobie balony z zające, a łatwiej to zrozumieć

Izotopy promieniotwórcze i promieniowanie jonizujące do diagnostyki i leczenia są szeroko stosowane w medycynie, ale w weterynarii nie znalazły szerokiego zastosowania praktycznego.

Izotopy promieniotwórcze stosowane w diagnostyce muszą spełniać następujące wymagania: mieć krótki okres półtrwania, niską radiotoksyczność, zdolność rejestracji swojego promieniowania, a także kumulować się w tkankach badanego narządu. Na przykład 67 Ga (gal) służy do diagnozowania stanów patologicznych tkanki kostnej, izotopy strontu (85 Sr i 87 Sr) są wykorzystywane do diagnozowania pierwotnych i wtórnych guzów szkieletu, a 99 Tc i 113 In (technet i ind) do diagnostyki wątroby - 131 I (jod) i tarczycy 24 Na (sód) i 131 I (jod), śledziona - 53 Fe (żelazo) i 52 Cr (chrom).

Izotopy promieniotwórcze służą do określenia stanu funkcjonalnego układu sercowo-naczyniowego na podstawie prędkości przepływu krwi i objętości krwi krążącej. Metoda opiera się na rejestracji ruchu krwi znakowanej promieniowaniem gamma w sercu i różnych częściach naczyń. Metody radioizotopowe umożliwiają określenie minimalnej objętości krwi w sercu oraz objętości krwi krążącej w naczyniach, w tkankach narządów. Za pomocą gazów radioaktywnych, z których częściej stosuje się radioizotop ksenonu (133 Xe), określa się funkcjonalny stan oddychania zewnętrznego - wentylację, dyfuzję w krwiobiegu płucnego.

Metoda izotopowa jest bardzo skuteczna w badaniu metabolizmu wody, zarówno w warunkach normalnych, jak i w zaburzeniach metabolicznych, patologiach zakaźnych i niezakaźnych. Metoda polega na wprowadzeniu jego radioaktywnego izotopu trytu (3 H) do składu cząsteczki wodoru (1 H). Znakowana woda w postaci zastrzyków jest wstrzykiwana do krwi, z którą tryt szybko rozprzestrzenia się po całym organizmie i przenika do przestrzeni pozakomórkowej i komórek, gdzie wchodzi w reakcje wymiany z cząsteczkami biochemicznymi. Jednocześnie śledząc ścieżkę i szybkość reakcji wymiany trytu, określ dynamikę wymiany wody.

W niektórych chorobach krwi konieczne staje się badanie funkcji śledziony, do tych celów stosuje się radioizotop żelaza (59 Fe). Żelazo radioaktywne wstrzykuje się do krwi jako znacznik w składzie erytrocytów lub osocza, z którego jest wchłaniane przez śledzionę, proporcjonalnie do zaburzenia czynnościowego narządu. Stężenie 59Fe w śledzionie określa się rejestrując promieniowanie gamma towarzyszące rozpadowi radioaktywnemu jąder 59Fe za pomocą sondy gamma przykładanej do obszaru śledziony.

Jest szeroko stosowany w praktyce klinicznej. skanowanie badanych narządów- wątroba, nerka, śledziona, trzustka itp. Za pomocą tej metody bada się rozkład radioizotopu w badanym narządzie i stan funkcjonalny narządu. Skanowanie daje wizualną reprezentację lokalizacji narządu, jego wielkości i kształtu. Rozproszona dystrybucja substancji promieniotwórczej umożliwia wykrycie w narządach obszarów intensywnej akumulacji (ogniska „gorące”) lub niskiego stężenia izotopu (strefy „zimne”).

Terapeutyczne zastosowanie radioizotopów i promieniowania jonizującego opiera się na ich działaniu biologicznym. Wiadomo, że najbardziej wrażliwymi na promieniowanie komórkami są młode, intensywnie dzielące się komórki, do których należą również komórki nowotworowe, dlatego radioterapia okazała się skuteczna w leczeniu nowotworów złośliwych i chorób narządów krwiotwórczych. W zależności od lokalizacji guza zewnętrzne promieniowanie gamma wykonuje się za pomocą urządzeń gamma-terapeutycznych; nałożyć aplikatory z radioaktywnym kalifornem (252 Cf) na skórę w celu kontaktu; koloidalne roztwory preparatów radioaktywnych lub wydrążone igły wypełnione radioizotopami są wstrzykiwane bezpośrednio do guza; dożylnie wstrzykuje się krótko żyjące radionuklidy, które selektywnie gromadzą się w tkankach guza.

Celem radioterapii nowotworów jest: tłumienie zdolności komórek nowotworowych do nieograniczonego namnażania... Przy niewielkich rozmiarach ogniska guza problem ten rozwiązuje się przez napromieniowanie guza dawką, która może bardzo szybko stłumić aktywność klonogenną wszystkich komórek nowotworowych. Jednak w większości przypadków podczas radioterapii w strefie napromieniania nieuchronnie pojawi się nie tylko guz, ale także otaczające zdrowe tkanki. Część normalnej tkanki jest specjalnie napromieniana w celu zahamowania wzrostu komórek nowotworowych, które atakują prawidłową tkankę.

W radioterapii konieczna jest poprawa sprzętu i źródeł promieniowania, które mogą zapewnić lepszy przestrzenny rozkład dawki między guzem a otaczającymi go tkankami. Na początkowym etapie rozwoju radioterapii głównym zadaniem było zwiększenie energii prześwietlenie , co umożliwiło przejście z leczenia nowotworów położonych powierzchownie na nowotwory głęboko zlokalizowane w tkankach. Zastosowanie urządzeń kobaltowych gamma pozwala poprawić stosunek dawek głębinowych i powierzchniowych. W takim przypadku maksymalna pochłonięta dawka zostanie rozłożona nie na powierzchni guza, jak w przypadku naświetlania promieniami rentgenowskimi, ale na głębokości 3-4 mm. Zastosowanie liniowych akceleratorów elektronów umożliwia napromieniowanie guza wiązką elektronów o wysokiej energii. Najbardziej zaawansowane instalacje wyposażone są obecnie w kolimator płatkowy, który pozwala na wytworzenie pola napromieniowania odpowiadającego kształtowi guza. Dokładniejszy przestrzenny rozkład pochłoniętej dawki między guzem a otaczającymi go tkankami prawidłowymi uzyskuje się za pomocą ciężkich naładowanych cząstek, do których należą protony, jony helu, jony pierwiastków ciężkich i mezony π. Oprócz postępu technicznego radioterapii równie ważne jest zwiększanie biologicznej skuteczności leczenia, co wiąże się z prowadzeniem badań nad procesami zachodzącymi w różnych tkankach podczas napromieniania. Przy ograniczonej częstości występowania procesu nowotworowego napromienianie guza jest skuteczną metodą leczenia. Jednak sama radioterapia nowotworów jest mniej skuteczna. Większość pacjentów leczy się metodami chirurgicznymi, lekowymi i kombinowanymi w połączeniu z radioterapią. Poprawa skuteczności metod leczenia radiacyjnego poprzez proste zwiększanie dawek promieniowania powoduje gwałtowny wzrost częstości i nasilenia powikłań popromiennych w zdrowych tkankach. Proces ten można przezwyciężyć, po pierwsze, poprzez dogłębne badanie procesów zachodzących w tkankach w warunkach napromieniania frakcjonowanego, a po drugie, poprzez badanie czynników wpływających na radiowrażliwość komórek nowotworowych i normalnych tkanek, z uwzględnieniem indywidualnych cech pacjentów . Okoliczności te wymagają opracowania nowych metod zwiększania skuteczności radioterapii, w szczególności poprzez zastosowanie radiomodyfikatorów i nowych sposobów frakcjonowania dawek. Ogromny wpływ na skuteczność radioterapii ma wyjściowa radiooporność komórek nowotworowych, która istotnie zmienia się zarówno wśród guzów różnego pochodzenia, jak iw obrębie tego samego guza. Zwykle jako nowotwory promienioczułe zalicza się chłoniaki, szpiczaki, nasieniaki, guzy głowy i szyi. Nowotwory o pośredniej promieniowrażliwości obejmują guzy piersi, rak płuc i rak pęcherza moczowego. Najbardziej oporne na promieniowanie nowotwory obejmują nowotwory pochodzenia neurogennego, kostniakomięsaki, włókniakomięsaki i rak nerki. Nowotwory słabo zróżnicowane są bardziej wrażliwe na promieniowanie niż wysoce zróżnicowane. Obecnie dostępne są dane o dużej zmienności radiowrażliwości linii komórkowych uzyskanych z tego samego nowotworu. Przyczyny dużej zmienności radiowrażliwości komórek nowotworowych na promieniowanie pozostają do dziś niejasne.

Ważne zadanie terapia nowotworowa to rozwój metod selektywnej (selektywnej) kontroli nadwrażliwości tkanek na promieniowanie, mających na celu zwiększenie wrażliwości na promieniowanie komórek nowotworowych i zwiększenie odporności na promieniowanie zdrowych komórek tkankowych. Czynnikiem, który znacząco zwiększa odporność komórek nowotworowych na promieniowanie jest niedotlenienie wynikające z braku równowagi w szybkości namnażania się komórek i wzrostu sieci naczyniowej, która odżywia te komórki. Udowodniono to na podstawie, że radiooporność napromieniowanych komórek znacząco wzrasta wraz z niedoborem tlenu lub hipoksją, a także na podstawie tego, że rozwój hipoksji jest logiczną konsekwencją niekontrolowanego wzrostu nowotworów złośliwych. Komórki nowotworowe rosną szybciej, zasilająca je sieć naczyniowa, a zatem unaczynienie komórek nowotworowych, w porównaniu z unaczynieniem normalnych komórek, jest fizjologicznie wadliwe. Gęstość sieci naczyń włosowatych jest nierównomiernie rozłożona w objętości guza. Dzielące się komórki znajdujące się w pobliżu naczyń odpychają naczynia włosowate, aw odległości 150-200 mikronów od nich znajdują się strefy przewlekłego niedotlenienia, do których nie dociera tlen. Ponadto niekontrolowany podział komórek prowadzi do okresowego wzrostu ciśnienia wewnątrzguzowego, w wyniku czego dochodzi do chwilowego ucisku poszczególnych naczyń włosowatych i ustania w nich mikrokrążenia krwi, a ciśnienie tlenu (pO2) może spaść do wartości zerowych, a dlatego obserwuje się stan ostrej hipoksji. W takich warunkach niektóre z najbardziej wrażliwych na promieniowanie komórek nowotworowych umierają, podczas gdy komórki oporne na promieniowanie pozostają i nadal się dzielą. Te komórki nazywają się niedotlenione komórki nowotworowe.

Metody kontrolowania wrażliwości na promieniowanie tkanek podczas radioterapii opierają się na różnicach w dopływie krwi i reżimach tlenowych, metabolizmie i szybkości podziału komórek w nowotworach i normalnych tkankach. Aby zwiększyć promieniowrażliwość niedotlenionych komórek nowotworowych tlen jest używany jako uczulacz... W 1950 roku brytyjscy naukowcy opracowali metodę radioterapia oxybarem, w którym podczas sesji radioterapii pacjent umieszczany jest w komorze ciśnieniowej, w której znajduje się tlen pod ciśnieniem trzech atmosfer. W tym przypadku hemoglobina jest nasycona tlenem, a napięcie tlenu rozpuszczonego w osoczu krwi znacznie wzrasta. Zastosowanie tej metody znacząco usprawniło leczenie kilku typów nowotworów, przede wszystkim raka szyjki macicy oraz nowotworów głowy i szyi. Obecnie stosuje się inną metodę nasycania komórek tlenem - oddychanie węglem, mieszaniną tlenu i 3-5% dwutlenku węgla, który poprawia wentylację płuc poprzez stymulację ośrodka oddechowego. Recepta na nikotynamid, lek rozszerzający naczynia krwionośne, przyczynia się do poprawy efektu terapeutycznego. Dużo uwagi poświęca się opracowaniu związków chemicznych o właściwościach akceptujących elektrony, które podobnie jak tlen posiadają niesparowany elektron, dzięki czemu zapewniona jest wysoka reaktywność. W przeciwieństwie do tlenu, sensybilizatory elektrono-akceptorów nie są wykorzystywane przez komórkę w procesie metabolizmu energetycznego, dzięki czemu są bardziej efektywne.

Oprócz niedotlenienia stosuje się radioterapię onkologiczną hipertermia tzn. krótkotrwałe, w ciągu 1 godziny, miejscowe nagrzanie określonych części ciała (hipertermia miejscowa) lub nagrzanie całego ciała, z wyjątkiem mózgu, do temperatury 40–43,5°C (hipertermia ogólna). Temperatura ta powoduje śmierć niektórych komórek, która wzrasta w warunkach obniżonej prężności tlenu, charakterystycznej dla stref niedotlenienia nowotworów złośliwych. Hipertermię stosuje się w leczeniu tylko niektórych nowotworów złośliwych i łagodnych (głównie gruczolaka prostaty). Aby osiągnąć wyższe efekty leczenia, hipertermię stosuje się w połączeniu z radioterapią i chemioterapią, natomiast hipertermię przeprowadza się przed lub po napromienianiu. Sesje hipertermii przeprowadzane są 2-3 razy w tygodniu, natomiast ogrzewanie guza po sesji naświetlania jest częściej stosowane w celu zapewnienia wyższej temperatury w guzie niż w normalnych tkankach. W wysokich temperaturach w komórkach nowotworowych syntetyzowane są specjalne białka (białka szoku cieplnego), które biorą udział w odzyskiwaniu komórek przez promieniowanie, dlatego część uszkodzeń napromieniowanych komórek nowotworowych zostaje przywrócona, a powtarzane napromienianie powoduje śmierć tych przywróconych komórek i nowo utworzone komórki. Ustalono, że jednym z czynników wzmacniających działanie promieniowania za pomocą hipertermii jest tłumienie zdolności naprawczych komórki rakowej.

Udowodniono eksperymentalnie, że po napromieniowaniu komórek podgrzanych do temperatury 42°C niszczący efekt zależy od pH pożywki komórkowej, przy czym najmniejszą śmierć komórek zaobserwowano przy pH=7,6, a największą przy pH=7,0 lub mniej. Aby zwiększyć skuteczność leczenia nowotworu, do organizmu wstrzykuje się dużą ilość glukozy, którą nowotwór łapczywie wchłania i zamienia w kwas mlekowy, dzięki czemu pH w komórkach nowotworowych spada do 6 i 5,5. Wprowadzenie zwiększonej ilości glukozy do organizmu powoduje również 3-4-krotne zwiększenie zawartości cukru we krwi, w związku z czym pH znacznie spada i wzrasta działanie przeciwnowotworowe hipertermii, co objawia się śmiercią komórek masy.

Podczas opracowywania metod napromieniania powstają guzy problem ochrony przed promieniowaniem zdrowych tkanek Dlatego konieczne jest opracowanie metod zwiększających odporność na promieniowanie normalnych tkanek, co z kolei zwiększy dawki promieniowania nowotworów i zwiększy skuteczność leczenia. Obecnie udowodniono, że w warunkach niedotlenienia uszkodzenie radiacyjne komórek nowotworowych jest znacznie zwiększone w porównaniu z napromieniowaniem w powietrzu. Daje to podstawy do stosowania metod napromieniania guzów w warunkach niedotlenienia gazowego (tlenu) do selektywnej ochrony prawidłowej tkanki. Obecnie trwają poszukiwania chemicznych radioprotektorów, które miałyby selektywne działanie ochronne tylko na normalne tkanki, a jednocześnie nie chroniłyby komórek nowotworowych przed uszkodzeniem.

W leczeniu wielu chorób onkologicznych stosuje się terapię złożoną, czyli łączne stosowanie leków naświetlanych i chemioterapeutycznych o działaniu radiomodyfikującym. Promieniowanie służy do hamowania wzrostu guza, a do zwalczania przerzutów stosuje się terapię lekową.

Ciężkie cząstki jądrowe są szeroko stosowane w radioterapii - protony, ciężkie jony, π-mezony i neutrony o różnych energiach... Wiązki ciężko naładowanych cząstek powstają na akceleratorach i mają niewielkie rozpraszanie boczne, co umożliwia tworzenie pól dawki o wyraźnym konturze wzdłuż granicy guza. Wszystkie cząstki mają tę samą energię i odpowiednio tę samą głębokość wnikania w tkankę, co pozwala na mniejsze napromienianie normalnych tkanek znajdujących się wzdłuż wiązki poza guzem. W silnie naładowanych cząstkach liniowe straty energii zwiększają się pod koniec przebiegu, dlatego też dawka fizyczna, jaką tworzą w tkankach, nie zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości penetracji, jak w przypadku napromieniania rzadko promieniowaniem jonizującym, lecz wzrasta. Wzrost dawki promieniowania pochłoniętego w tkankach pod koniec przebiegu nazywany jest szczytem Bragga. Możliwe jest rozszerzenie piku Bragga do wielkości guza za pomocą tak zwanych filtrów grzebieniowych na drodze cząstek. Na rycinie 6 przedstawiono wyniki oceny rozkładu głębokościowego dawki generowanej przez różne rodzaje promieniowania w przypadku napromieniania guza o średnicy 4 cm, znajdującego się w ciele na głębokości 8–12 cm.

Ryż. 6. Rozkład przestrzenny pochłoniętej dawki promieniowania różnych rodzajów promieniowania

Jeżeli względna dawka promieniowania równa jedności przypada na środek guza, tj. 10 cm od powierzchni ciała, to przy napromienianiu gamma i neutronami dawka przy wejściu wiązki (tj. w normalnych tkankach) jest dwukrotnością dawki w centrum guza. guz. W tym przypadku napromienianie zdrowych tkanek następuje również po przejściu wiązki promieniowania przez nowotwór złośliwy. Odmienny obraz obserwuje się przy użyciu ciężkich naładowanych cząstek (akcelerowanych protonów i mezonów π), które przekazują główną energię bezpośrednio do guzów, a nie do normalnych tkanek. Dawka zaabsorbowana w guzie jest wyższa niż dawka zaabsorbowana w normalnych tkankach zlokalizowanych wzdłuż belki, zarówno przed wejściem do guza, jak i po wyjściu z guza.

Terapia korpuskularna(napromienianie przyspieszonymi protonami, jonami helu i wodoru) służy do naświetlania guzów zlokalizowanych w pobliżu narządów krytycznych. Na przykład, jeśli guz jest zlokalizowany w pobliżu rdzenia kręgowego, tkanki mózgowej, w pobliżu promienioczułych narządów miednicy małej, w gałce ocznej.

Terapia neutronowa okazał się najskuteczniejszy w leczeniu kilku typów wolno rosnących guzów (rak prostaty, mięsaki tkanek miękkich, nowotwory gruczołów ślinowych). Do napromieniania wykorzystywane są szybkie neutrony o energii do 14 MeV. W ostatnich latach zainteresowanie terapia wychwytywania neutronów, dla których wykorzystuje się neutrony termiczne o niskiej energii 0,25–10 keV, które powstają w reaktorach jądrowych i są usuwane oddzielnymi kanałami do pomieszczeń proceduralnych znajdujących się w pobliżu reaktora. Do wychwytywania neutronów wykorzystywane są atomy boru-10 i gadolinu-157. Kiedy neutron zostaje wychwycony przez 10 atomów boru, rozpada się on na atomy litu i cząstki alfa, których droga w tkankach jest równa kilku średnicom komórek, dlatego strefę intensywnego narażenia na promieniowanie mogą ograniczać tylko komórki, w których będzie wysoka zawartość boru. Wychwytywanie neutronów przez gadolin-157 prowadzi również do rozpadu jego jąder, któremu towarzyszy promieniowanie gamma i powstawanie dwóch rodzajów elektronów - elektronów Augera i elektronów konwersji. Elektrony Augera mają bardzo krótki zasięg, dlatego aby spowodować uszkodzenie komórki, gadolin musi znajdować się w samej komórce, ale gadolin nie wnika do wnętrza komórki, dlatego główny efekt uszkadzający jest spowodowany konwersją elektronów powstających z rozpadu gadolinu w przestrzeni międzykomórkowej. W przypadku terapii wychwytem neutronów konieczne jest zapewnienie dostarczania boru i gadolinu bezpośrednio do komórek nowotworowych lub przynajmniej do przestrzeni międzykomórkowej. Niezbędnym warunkiem tego jest zapewnienie, że te elementy przedostaną się tylko do tkanek nowotworowych, z wykluczeniem możliwości ich przedostania się do komórek normalnych tkanek. Do spełnienia tego warunku niezbędne jest użycie syntetycznych nośników boru i gadolinu.

Różne typy guzów różnią się znacznie tempem wzrostu. Tempo wzrostu guza zależy nie tylko od czasu trwania cyklu komórkowego, ale także od proporcji komórek, które trwale obumierają i są usuwane z guza. W normalnych tkankach znajdujących się w strefie napromieniania znajdują się również komórki na różnych etapach cyklu, a stosunek między komórkami dzielącymi się i pozostającymi w spoczynku nie jest taki sam na początku i na końcu napromieniania. Głębokość uszkodzenia komórek nowotworowych i zdrowych tkanek po jednokrotnym napromieniowaniu jest określana przez ich początkową radiowrażliwość, a przy napromienianiu frakcyjnym - dodatkowo przez skuteczność odzyskiwania komórek ze zmian subletalnych. Jeżeli przerwa do drugiej frakcji naświetlania wynosi 6 lub więcej godzin, to możliwa jest prawie całkowita naprawa uszkodzeń tego typu komórek, dzięki czemu komórki te nie umierają. Jednocześnie z wyzdrowieniem w niektórych typach komórek odnotowuje się śmierć. Na przykład komórki pochodzenia limfoidalnego zaczynają umierać już pierwszego dnia po napromieniowaniu. Śmierć śmiertelnie dotkniętych komórek innego pochodzenia (tj. nielimfoidalnych), zarówno nowotworowych, jak i zdrowych tkanek, rozciąga się przez kilka dni i następuje zarówno podczas następnego podziału, jak i kilka godzin po nim. Komórki nowotworowe poza cyklem, jak również komórki spoczynkowe normalnych tkanek, mogą przez pewien czas nie wykazywać oznak śmiertelnego uszkodzenia. Bezpośrednio po napromieniowaniu większość guzów nadal rośnie nawet po napromieniowaniu wysokimi dawkami, co z kolei prowadzi do śmierci znacznej części komórek. Wynika to z podziału komórek, które zachowały swoją żywotność, a także z kilku podziałów śmiertelnie dotkniętych komórek.

Bezpośrednio po ekspozycji na promieniowanie w guzie wzrasta odsetek komórek stosunkowo opornych na promieniowanie, które w momencie narażenia znajdują się w stanie niedotlenienia i komórek, które są w najbardziej opornych na promieniowanie fazach cyklu komórkowego. Po otrzymaniu standardowego przebiegu radioterapii, gdy frakcje są przeprowadzane w odstępach 24 godzin, do czasu następnego napromieniania komórki przechodzą następujące procesy. Z jednej strony, dzięki wyzdrowieniu z potencjalnie śmiertelnych i subletalnych zmian, zwiększa się odporność na promieniowanie komórek nowotworowych i prawidłowych. Z drugiej strony, jednoczesne wznowienie podziału i przejście komórek z najbardziej odpornych na promieniowanie etapów do bardziej wrażliwych, prowadzi do wzrostu radioczułości. Procesy te są odtwarzane po każdej frakcji napromieniania, dlatego po pewnym czasie od rozpoczęcia napromieniania liczba martwych komórek zaczyna przekraczać liczbę nowo powstałych komórek, więc guz zmniejsza swoją objętość. W miarę postępu napromieniania następuje moment przyspieszonego podziału komórek guza i normalnych tkanek, co prowadzi do repopulacje te tkanki (lub samoleczenie). Ponowna populacja odbywa się dzięki zachowanym komórkom nowotworowym zdolnym do podziału, które jednocześnie otrzymują wystarczającą ilość składników odżywczych i tlenu, dzięki czemu wzrost guza zostaje wznowiony. W przypadku napromieniania frakcyjnego konieczne jest poznanie tempa odbudowy guza, ponieważ przy frakcjonowaniu dawki niewielki wzrost odstępu między frakcjami może prowadzić do dynamicznej równowagi, w której stopień zahamowania wzrostu guza na jednostkę dawki będzie jesień.

Obecnie najszerzej stosowany kurs terapii terapeutycznej polega na codziennym napromienianiu guza dawką 2 Gy, przy czym całkowita dawka całkowita wynosi 60 Gy, a całkowity czas trwania kursu to 6 tygodni. W celu zwiększenia skuteczności radioterapii stosuje się nowe sposoby frakcjonowania dawki - multifrakcjonowanie - codzienne podawanie 2-3 frakcji zamiast jednej, co pomaga zmniejszyć ciężkość odległych urazów popromiennych. W przypadku radioterapii większości nowotworów złośliwych 100% wyleczenie pacjentów z rakiem nie jest jeszcze możliwe.

WNIOSEK

Zatem znajomość prawidłowości biologicznego działania promieniowania jonizującego na poziomie komórek, mikroorganizmów, a także organizmu roślin i zwierząt pozwala na szerokie zastosowanie promieniowania jonizującego w różnych technologiach radiacyjnych i biologicznych.

Literatura

1. Grodziński D.M. Radiobiologia roślin / D.М. Grodziński, Kijów: Navukova Dumka, 1989, s. 384.

(2) Gulyaev, G.V. Genetics. - wyd. 3, ks. i dodaj. / G.V. Gulajew. Moskwa: Kolos, 1984.351 s.

3. Ivanovskii, Yu A. Efekt stymulacji radiacyjnej pod działaniem dużych i małych dawek promieniowania jonizującego / Streszczenie pracy na stopień doktora nauk biologicznych. Władywostok. 2006 - 46 s.

4. Kauszański D.A., Kuzin A.M. Technologia radiologiczna / D.A. Kaushansky, AM Kuzina. M.: Energoatomizdat. 1984.152 S.

5. Kuzin, AM, Kaushansky, D.A. Radiobiologia stosowana: (podstawy teoretyczne i techniczne) / A.M. Kuzin, D.A. Kauszański. M.: Energoatomizdat. 1981,224 s.

6. R i około b i około log i I / A.D. Biełow, W.A. Kirszyn, N.P. Łysenko, W.W. Pak i inni / Wyd. Biełowa. M.: Kołos, 1999. 384C.

7.Samsonova, N.E. Promieniowanie jonizujące i produkcja rolna. 2007

8. Yarmonenko, SP Radiobiologia człowieka i zwierząt: Podręcznik. Instrukcja / S.P. Yarmonenko. - M.: Wyższe. Szkoła., 2004.- 549 s.

9.Zastosowanie radionuklidów i promieniowania jonizującego w ochronie roślin (zbiór prac naukowych) / Ałma-Ata, Oddział Wschodni VASKhNIL, 1980. 132 ust.

10. Andreev, S. V., Evlakhova, A. A. Izotopy promieniotwórcze w ochronie roślin / S.V. Andreev, AA Evlakhova, Leningrad, „Kolos”, 1980. 71 s.

11. Przetwarzanie radiacyjne żywności / pod redakcją VI Rogaczowa. Moskwa, Atomizdat, 1971. 241 ust.

PODANIE

Wstęp …………………………………………………………………………………… ..3

1. TECHNOLOGIA PROMIENIOWANIA-BIOLOGICZNA W ROLNICTWIE

1.1. Obszary zastosowań radiacyjnej technologii biologicznej ……………………… .4

1.2. Mutageneza radiacyjna jako podstawa pozyskiwania nowych odmian roślin rolniczych, mikroorganizmów ………………………………………………………………… ..6

1.3 Wykorzystanie stymulującego działania promieniowania jonizującego w gałęziach rolnictwa ………………………………………………………………………… ..12

1.4 Zastosowanie promieniowania jonizującego w produkcji pasz i dodatków paszowych dla zwierząt gospodarskich ……………………………………………… ..19

1.5 Zastosowanie promieniowania jonizującego do sterylizacji radiacyjnej ………… .20 artykuły weterynaryjne, preparaty bakteryjne i do otrzymywania szczepionek radiowych

1.6 Sterylizacja radiacyjna zwierząt i szkodników owadzich …………………… 27

1.7. Wykorzystanie radioaktywnych izotopów jako wskaźników

w hodowli zwierząt ………………………………………………………………………… ..29

1.8. Wykorzystanie radioaktywnych izotopów jako wskaźników

w produkcji roślinnej ………………………………………………………………………… .31

1.9. Radiacyjna dezynfekcja obornika i obornika spływającego z gospodarstw hodowlanych. Dezynfekcja surowców pochodzenia zwierzęcego w przypadku chorób zakaźnych …… ..31

2. PROMIENIOWANIE I TECHNOLOGIA BIOLOGICZNA W PRZEMYŚLE PRZETWÓRCZYM ………………………………………………………………………………… 32

2.1. Zastosowanie promieniowania jonizującego w przemyśle spożywczym do przedłużenia trwałości produktów zwierzęcych, roślinnych, warzywnych i rybnych ……………………………………………………………………… ………………… 32

2.2 .. Zmiana jakości surowców w celu poprawy ich obróbki technologicznej ... ..39

2.3 Przyspieszenie procesów wolnoobrotowych w technologii żywności …………………… .41

3. TECHNOLOGIA RADIACYJNO-BIOLOGICZNA W MEDYCYNIE …………….42

3.1 Zastosowanie promieniowania jonizującego w przemyśle medycznym do diagnozowania i leczenia chorób u ludzi i zwierząt ........................... ................................... 42

3.2 Zastosowanie izotopów promieniotwórczych i promieniowania jonizującego w diagnostyce i leczeniu chorób ………………………………………………………………….44

WNIOSEK ………………………………………………………………………………… .54

Załączniki ……………………………………………………………………………………… ..56

Sterylizacja radiacyjna pożywek hodowlanych do hodowli drobnoustrojów i wirusów poprawia właściwości odżywcze niektórych rodzajów mikroorganizmów. Na przykład dla bakterii brodawkowych wiążących azot. Najlepszą pożywką jest azotyn torfowy poddany sterylizacji radiacyjnej. Przy sterylizacji radiacyjnej podłoża zawartość ciał drobnoustrojowych w gotowym produkcie wzrasta, a zanieczyszczenie obcej mikroflory maleje w porównaniu ze sterylizacją termiczną.

Izotopy, zwłaszcza radioaktywne, mają wiele zastosowań. Tabela 1.13 zawiera wybrane przykłady niektórych przemysłowych zastosowań izotopów. Każda technika wymieniona w tej tabeli jest stosowana również w innych branżach. Na przykład stosuje się metodę określania wycieku substancji za pomocą radioizotopów: w przemyśle napojów do określania wycieku ze zbiorników magazynowych i rurociągów; w budowie obiektów inżynierskich dla

Tabela 1.13. Niektóre zastosowania radioizotopów

określanie wycieków z rurociągów wód podziemnych; w energetyce do wykrywania wycieków z wymienników ciepła w elektrowniach; w przemyśle naftowym do wykrywania wycieków z podziemnych rurociągów naftowych; w służbie kontroli ścieków i wód ściekowych w celu określenia wycieków z kolektorów głównych.

Izotopy są również szeroko stosowane w badaniach naukowych. W szczególności służą do określenia mechanizmów reakcji chemicznych. Jako przykład wskażmy zastosowanie wody znakowanej stabilnym izotopem tlenu 180 do badania hydrolizy estrów, takich jak octan etylu (patrz również Rozdział 19.3). Stosując spektrometrię mas do wykrywania izotopu 180, stwierdzono, że podczas hydrolizy atom tlenu z cząsteczki wody przechodzi do kwasu octowego, a nie do etanolu.

Radioizotopy są szeroko stosowane jako znakowane atomy w badaniach biologicznych. W celu prześledzenia szlaków metabolicznych w żywych układach stosuje się radioizotopy węgla-14, trytu, fosforu-32 i siarki-35. Na przykład wchłanianie fosforu przez rośliny z nawożonej gleby można monitorować za pomocą nawozów zawierających domieszkę fosforu-32.

Radioterapia.

Promieniowanie jonizujące jest w stanie zniszczyć żywą tkankę. Złośliwe tkanki nowotworowe są bardziej wrażliwe na promieniowanie niż zdrowe tkanki. Umożliwia to leczenie nowotworów promieniami γ emitowanymi ze źródła wykorzystującego radioaktywny izotop kobaltu-60. Promieniowanie kierowane jest na obszar ciała pacjenta dotknięty guzem; sesja zabiegowa trwa kilka minut i jest powtarzana codziennie przez 2-6 tygodni. Podczas sesji wszystkie inne części ciała pacjenta muszą być starannie pokryte materiałem nieprzepuszczającym promieniowania, aby zapobiec zniszczeniu zdrowych tkanek.

Oznaczanie wieku próbek za pomocą radiowęgla.

Niewielka część dwutlenku węgla w atmosferze zawiera radioaktywny izotop. Rośliny absorbują ten izotop podczas fotosyntezy. Dlatego tkaniny wszystkich

rośliny i zwierzęta również zawierają ten izotop. Żywe tkanki mają stały poziom radioaktywności, ponieważ jego spadek w wyniku rozpadu radioaktywnego jest kompensowany przez stały dopływ radiowęgla z atmosfery. Jednak gdy tylko nastąpi śmierć rośliny lub zwierzęcia, dopływ radiowęgla do jego tkanek ustaje. Prowadzi to do stopniowego spadku poziomu radioaktywności w martwej tkance.

Radioaktywność izotopu wynika z rozpadu

Metoda radiowęglowa geochronologii została opracowana w 1946 roku przez W.F. Libby, która otrzymała za nią Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1960 roku. Ta metoda jest dziś szeroko stosowana przez archeologów, antropologów i geologów do datowania próbek liczących do 35 000 lat. Dokładność tej metody wynosi około 300 lat. Najlepsze wyniki uzyskuje się przy określaniu wieku wełny, nasion, łusek i kości. Aby określić wiek próbki, mierzy się aktywność promieniowania p (liczbę rozpadów na minutę) na 1 g zawartego w niej węgla. Pozwala to na ustalenie wieku próbki za pomocą krzywej rozpadu promieniotwórczego dla izotopu.

Okres półtrwania to 5700 lat. Żywa tkanka w aktywnym kontakcie z atmosferą ma aktywność 15,3 d / min na 1 g węgla. Zgodnie z tymi danymi konieczne jest:

a) wyznacz stałą zaniku dla

b) wykreśl krzywą zaniku dla

c) obliczyć wiek Jeziora Kraterowego w stanie Oregon w USA), które ma pochodzenie wulkaniczne. Stwierdzono, że drzewo przewróciło się podczas

erupcja, w wyniku której pojawiło się jezioro, ma aktywność 6,5 dec/min na 1 g węgla.

a) Stałą zaniku można znaleźć z równania

b) Krzywa zaniku jest wykresem aktywności w funkcji czasu. Dane potrzebne do skonstruowania tej krzywej można obliczyć znając okres półtrwania i początkową aktywność próbki (aktywność żywej tkanki); dane te podano w tabeli. 1.14. Krzywa zaniku jest pokazana na ryc. 1.32.

c) Wiek jeziora można określić za pomocą krzywej zaniku (patrz linie przerywane na ryc. 1.32). Ten wiek to 7000 lat.

Tabela 1.14. Dane do wykreślenia krzywej rozpadu węgla wykorzystywanej do określania wieku próbek

Ryż. 1.32. Krzywa rozpadu promieniotwórczego izotopu

Wiele skał na Ziemi i Księżycu zawiera radioizotopy o okresie połowicznego rozpadu rzędu lat. Mierząc i porównując względną zawartość tych radioizotopów ze względną zawartością ich produktów rozpadu w próbkach takich porów skalnych, można ustalić ich wiek. Trzy najważniejsze metody geochronologii opierają się na określeniu względnej obfitości izotopów (okres półtrwania lat). (okres półtrwania w latach) i (okres półtrwania w latach).

Metoda datowania potasem i argonem.

Minerały, takie jak mika i niektóre rodzaje skalenia, zawierają niewielkie ilości radioizotopu potasu-40. Rozpada się, ulegając wychwytywaniu elektronów i zamieniając się w argon-40:

Wiek próbki określa się na podstawie obliczeń wykorzystujących dane dotyczące względnej zawartości potasu-40 w próbce w porównaniu z argonem-40.

Metoda datowania rubidem i strontem.

Niektóre z najstarszych skał na ziemi, takie jak granity z zachodniego wybrzeża Grenlandii, zawierają rubid. Około jedna trzecia wszystkich atomów rubidu to radioaktywny rubid-87. Ten radioizotop rozpada się, tworząc stabilny izotop strontu-87. Obliczenia oparte na wykorzystaniu danych o względnej liczebności izotopów rubidu i strontu w próbkach pozwalają na określenie wieku takich skał.

Metoda datowania uranu i ołowiu.

Izotopy uranu rozpadają się na izotopy ołowiu. Wiek minerałów, takich jak apatyt, które zawierają zanieczyszczenia uranu, można określić porównując zawartość niektórych izotopów uranu i ołowiu w ich próbkach.

Wszystkie trzy opisane metody zostały wykorzystane do datowania skał ziemskich. Uzyskane dane wskazują, że Ziemia ma lata. Metody te zostały również wykorzystane do określenia wieku skał księżycowych dostarczanych na Ziemię z ekspedycji kosmicznych. Wiek tych ras waha się od 3,2 do lat.

Produkcja i zastosowanie izotopów promieniotwórczych Student grupy 1 BC Galtsova Vlada

IZOTOPY to odmiany tego samego pierwiastka chemicznego, które są podobne pod względem właściwości fizykochemicznych, ale mają różne masy atomowe. Atom dowolnego pierwiastka chemicznego składa się z dodatnio naładowanego jądra i otaczającej go chmury ujemnie naładowanych elektronów (patrz też Jądro atomów). Pozycja pierwiastka chemicznego w układzie okresowym Mendelejewa (jego numer seryjny) jest określona przez ładunek jądra jego atomów. Dlatego izotopy nazywane są odmianami tego samego pierwiastka chemicznego, których atomy mają ten sam ładunek jądrowy (a zatem praktycznie te same powłoki elektronowe), ale różnią się wartościami masy jądrowej. Zgodnie z figuratywnym wyrażeniem F. Soddy'ego atomy izotopów są takie same „na zewnątrz”, ale inne „wewnątrz”.

Historia odkrycia izotopów Pierwszy dowód na to, że substancje o tym samym zachowaniu chemicznym mogą mieć różne właściwości fizyczne, uzyskano w badaniu przemian promieniotwórczych atomów pierwiastków ciężkich. W latach 1906-07 okazało się, że produkt rozpadu promieniotwórczego uranu - jonu i produkt rozpadu promieniotwórczego toru - radiatora mają takie same właściwości chemiczne jak tor, ale różnią się od niego masą atomową i charakterystyką rozpadu promieniotwórczego. W 1932 roku odkryto neutron, cząstkę bez ładunku, o masie zbliżonej do masy jądra atomu wodoru, protonu i stworzono protonowo-neutronowy model jądra. W rezultacie nauka ustaliła ostateczną współczesną definicję pojęcia izotopów

Produkcja izotopów promieniotwórczych Izotopy promieniotwórcze są produkowane w reaktorach jądrowych i akceleratorach cząstek

Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w biologii medycynie archeologia rolnicza przemysł

Izotopy promieniotwórcze w biologii. Jednym z najwybitniejszych badań przeprowadzonych za pomocą „oznaczonych atomów” było badanie metabolizmu w organizmach.

Izotopy promieniotwórcze w medycynie Do celów diagnostycznych i terapeutycznych. Do badania krążenia krwi stosuje się radioaktywny sód. Jod jest intensywnie odkładany w tarczycy, zwłaszcza w chorobie Gravesa-Basedowa.

Izotopy promieniotwórcze w gospodarstwie Napromienianie nasion roślin (bawełna, kapusta, rzodkiewka). Promieniowanie powoduje mutacje w roślinach i mikroorganizmach.

Izotopy promieniotwórcze w archeologii Ciekawa aplikacja do określania wieku starożytnych obiektów pochodzenia organicznego (drewno, węgiel drzewny). Metoda ta służy do określania wieku mumii egipskich, pozostałości po prehistorycznych pożarach.

Izotopy promieniotwórcze w przemyśle Metoda monitorowania zużycia pierścieni tłokowych w silnikach spalinowych. Pozwala ocenić dyfuzję metali, procesy w wielkich piecach

Lodołamacz jądrowy „Lenin” Utworzony w 1959 roku. Sprawdzenie mocy dawki promieniowania na jego terenie.

Praca z substancjami promieniotwórczymi za pomocą manipulatora

„Eter” – konwerter radioizotopowy do zasilania urządzeń w kosmosie i morzu

Badanie szwów spawanych za pomocą promieniowania γ. Napromienianie produktów rolnych w celu zwiększenia ich wydajności

Rozkład radioaktywnego fosforu dodawanego do nawozów w liściach pomidora Schowek do pracy z substancjami radioaktywnymi

Aparat do terapii gamma. Badanie tarczycy za pomocą radioaktywnego jodu