Андрей Несмеянов - Радиоактивные изотопы и их применение

Автоматизация перекачки нефтяных продуктов.Представим себе трубопровод, по которому перекачиваются на большое расстояние различные сорта минеральных масел. Как сделать так, чтобы одно масло не могло смешаться с другим в приемнике, если процесс перекачки ведется непрерывно? Радиоактивные изотопы помогают решить и эту задачу. Между двумя сортами масла вливают жидкость, содержащую радиоактивное вещество. Выход из трубы соединяют с клапаном, связанным со счетчиком прибора, который переключает направление движения текущей жидкости в новый приемник, как только прибор начинает реагировать на протекание мимо него радиоактивной жидкости.

Контроль работы фильтров.Многие производства перед спуском отработанных жидкостей в канализационную сеть производят их обезвреживание фильтрованием. Специальные фильтры поглощают ядовитые вещества. Фильтры с течением времени насыщаются и перестают поглощать отравляющие вещества. В таком случае их нужно менять, временно пропуская канализационные воды через запасные фильтры.

Контролировать работу фильтра можно с помощью радиоактивных атомов. Для этого в сточные воды примешивается небольшое количество поглощаемого ядовитого вещества, имеющего в своем составе радиоактивные атомы. Когда отработанную жидкость спускают в канализацию, за фильтром ставят счетчик, который присоединен к прибору, переключающему ток жидкости из одного трубопровода в другой. Если через фильтр начинает проникать ядовитое вещество, счетчик отмечает присутствие радиоактивных атомов в сточной воде и включает прибор автоматического переключения.

О шелковых нитях.Всем знаком искусственный шелк. Многие знают, как его делают, но мало кто знает, что качество шелка во многом зависит от тончайшего покрытия, которое наносится на нить при ее получении; от этого тончайшего покрытия зависит равномерность окраски нити и качество вязки. Если нить покрыта неровным слоем вещества, то краска ложится неровно, и нить при дальнейшей обработке путается. Вещество это называется олеатом натрия и является натриевой солью олеиновой кислоты.

Равномерность покрытия нити олеатом натрия можно контролировать с помощью радиоактивного натрия, который вводится в состав соли. Нить проходит вблизи специально сконструированного счетчика Гейгера-Мюллера. Если слой олеата натрия слишком тонок, радиоактивность будет меньше контрольной величины; если же слой толстый, то и радиоактивность будет больше. Все это регистрирует счетчик. Он соединен с особым автоматическим устройством, которое тотчас же изменяет в нужную сторону толщину наносимого слоя.

Изучение процессов, происходящих в животном и растительном организмах, процессов их роста и питания, обмена веществ и т. п. является предметом биологических наук. Особенно важными являются исследования, проводимые на неповрежденном организме. К этому стремился в своих исследованиях великий русский физиолог И. П. Павлов. Метод меченых атомов позволил осуществить стремления Павлова. Этот метод широко проник во все уголки биологической науки, он позволяет изучить распределение различных веществ в живых объектах, превращение и обмен веществ в организме, роль отдельных элементов в питании животных и растений и многие другие вопросы. Познакомимся на ряде примеров с возможностями и достижениями метода меченых атомов в биологии.

От корней к тканям растения.Одной из самых больших тайн природы, в которую удалось проникнуть с помощью метода меченых атомов, является поведение химических элементов в живом организме.

Фосфор является одним из важнейших элементов, необходимых для жизни растений и животных. Он входит в состав многих тканей, в больших количествах содержится в костях животных, в плодах и семенах растений.

В организм животных фосфор попадает с пищей, а растения всасывают его корнями из почвы в виде солей фосфорной кислоты. Если почву у корней растения полить раствором соли фосфорной кислоты, в состав которой введены атомы радиоактивного фосфора, то легко проследить, как фосфор проникает в корни растения, затем поднимается по его стеблю и распространяется в листьях по их жилкам. Наблюдение за движением фосфора осуществляют следующим образом. Для опыта используют несколько растений, подкормленных радиоактивным фосфором. Одно из них срезают через час, другое через два часа, третье через пять часов после начала опыта и т. д. Затем от различных частей срезанных растений отделяют по грамму ткани; ткань высушивают и сжигают. В оставшейся золе содержится фосфор, который был в отделенной части растения. Теперь с помощью счетчика можно легко подсчитать, в каких тканях растения находится больше радиоактивного фосфора, как влияет время на изменение количества радиоактивного фосфора в листьях, плодах или других частях растения. Вместо описанного способа можно растения, впитавшие в себя радиоактивный фосфор, срезать и приложить в темноте к фотографической пластинке. Контуры тех частей растения, в которых находится радиоактивный фосфор, будут зафиксированы почернением на фотографической пластинке. Почернение оказывается неравномерным, оно тем больше, чем больше радиоактивного фосфора содержится в той или иной части растения. Таким способом легко можно изучить направление движения атомов фосфора и других элементов в растении.