МЕТОД МЕЧЕНЫХ
АТОМОВ
Искусственно получаемые радиоактивные элементы нашли широкое применение в науке и технике. Одним из методов, позволяющих на практике использовать свойства радиоактивных элементов, является так называемый метод меченых атомов. Этот метод использует тот факт, что по химическим и многим физическим свойствам радиоактивный изотоп неотличим от устойчивых изотопов того же элемента. В то же время радиоактивный изотоп легко может быть опознан по своему излучению (с помощью, например, газоразрядного счетчика). Добавляя к исследуемому элементу радиоактивный изотоп и улавливая в дальнейшем его излучение, мы можем проследить путь этого элемента в организме, в химической реакции, при плавке металла и т. д.
Меченые атомы, как
правило, представляют собой радиоактивные (реже стабильные) нуклиды, которые
используются в составе простых или сложных веществ для изучения химического,
биологического и других процессов с помощью специальных методов (напр., масс-
спектрометрия, радиометрия). Масс- спектрометрия (масс- спектроскопия)- это
метод исследования вещества путем определения спектра масс частиц, содержащихся
в веществе, и их относительного содержания (распространенности). Данный универсальный
аналитический метод, широко применяется в физике, химии, биологии и медицине.
Радиометрический анализ заключается в определении качественного и количественного
состава вещества, основанный на использовании радионуклидов, обычно вводимых в
реагенты или образующихся в анализируемом веществе под действием ядерных частиц
или жестких g - лучей. Результаты
радиометрического анализа получают по данным измерений радиоактивности
продуктов реакции с помощью радиометрических приборов. Для регистрации
радиационной активности применяют счетчик Гейгера (назван по имени Х. Гейгера),
представляющий собой газонаполненный диод (обычно цилиндрический) с тонкой
нитью в качестве анода. Действие основано на возникновении в газе в результате
его ионизации (при пролете частицы) электрического разряда (коронного). В
последнее время более распространены в силу своих высоких технических характеристик
полупроводниковые детекторы, устройство которого показано ниже.
Детектор. Схематическое
изображение полупроводникового детектора (штриховкой выделена чувствительная
область): n - полупроводник с электронной проводимостью; p - полупроводник с
дырочной проводимостью; Ge - германий, имеющий собственную проводимость(i); V -
напряжение постоянного источника.
Метод
меченых атомов нашел весьма широкое применение в медицине. Значительный вклад в
разработку методов ранней диагностики заболеваний с помощью введения в организм
меченых атомов внесли наши ученые. Так, Г. Е. Владимиров (1901- 60), известный
биохимик, одним из первых применил
радиоактивные изотопы (меченые соединения) для изучения обменных процессов в
нервной и мышечной тканях. Первые опыты по практическому применению данного
метода были осуществлены биологами В. М. Клечковским и В. И. Спицыным. В
настоящее время широко используется метод сканирования - метод радиоизотопной
диагностики с применением сканеров, или подвижных детекторов излучения, дающих
изображение (в виде “штрихов”) распределенных в организме радиоактивных
изотопов посредством “построчного” обследования всего тела или его части. В
качестве радиоактивного изотопа чаще всего применяют изотоп 99mТс ,
который используют в диагностике опухолей головного мозга, при исследовании
центральной и периферической гемодинамики. В частных случаях также используют
изотопы золота 198Au
(для исследования раковых опухолей в критических ситуациях), йода (диагностика
заболеваний щитовидной железы).
С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1. Ландсберг Г. С.
Элементарный учебник физики. Том III. – М.: Наука, 1986
2. Селезнев Ю. А.
Основы элементарной физики. – М.: Наука, 1964.
3. CD ROM “Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия”,
1997.