Исследование биологических макромолекул электрофокусированием иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами - Остерман Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Последствия «К-захвата» электрона не исчерпываются '['-излучением из ядра. Ближайшая к ядру К-орбита электронов не может оставаться незаполненной. На нее падает электрон- с одной из более удаленных от ядра орбит, на освободившееся место может перейти электрон с еще более удаленной орбиты и т. д. Каждый такой электронный переход приводит к испусканию рентгеновского излучения (X), тем более «жесткого», чем больше разница энергий электронов на двух орбитах, между которыми происходит переход. Но и это не все. Часть энергии рентгеновского или ^-излучения может быть передана одному из слабо связанных с ядром электронов наружной орбиты атома. Такой электрон, оторвавшись от атома, будет испущен в окружающую среду; возникнет «мягкое» fi-из лучение. По имени своего исследователя оно получило название «эффекта Оже» (Auger), а участвующие в нем р-частицы, в отличие от ядерных, нередко называют электронами Оже. Их энергия невелика —
порядка нескольких килоэлектронвольт, т. е. близка к энергии fi-частиц трития.
Таким образом, уравнение радиоактивного превращения |251 можно записать более полно:
Поскольку и здесь энергия выделяется, это превращение можно тоже именовать радиоактивным распадом.
Мы рассмотрели самые простые случаи радиоактивного распада. Как правило, картина оказывается более сложной. Например, в практически интересном случае радиоактивного распада изотопа 1311 процесс может пойти по одному из вариантов:
В круглых скобках указаны энергии соответствующих излучений в килоэлектронвольтах. Справа приведено процентное соотношение разных путей радиоактивного распада ш1. Заметим, что распад здесь идет по первому из рассмотренных вариантов. 1311 имеет четыре «лишних» нейтрона; трансмутация идет «вправо», с образованием иона элемента, следующего за иодом в периодической таблице (ксенона). Поэтому значки рГ-* здесь обозначают ^-электроны ядерного происхождения. Однако, в отличие от рассмотренных выше более простых случаев, эти электроны могут иметь четыре значения энергии — от 250 до 810 КэВ. Остальной избыток ядерной энергии после трансмутаций уносит ¦у-излучение. Легко заметить, что сумма энергий (S-- и ¦у-излуче-ний при любом из путей радиоактивного распада Ш1 - равна 970 КэВ; это и есть избыток энергии ядра при трансмутации.
Важно подчеркнуть, что, в отличие от описанных ранее «^-излучателей», 13Ч не имеет непрерывного энергетического спектра ^-излучения. Его «спектр»—линейчатый. Он образован всего четырьмя линиями возможных энергий р-частиц: 250, 330, 610 и 810 КэВ; третья из них (610 КэВ) является доминирующей. 7-излучения тоже образуют дискретный набор, состоящий из шести возможных энергий в диапазоне от 80 до 720 КэВ.
Сопоставим характер радиоактивности двух используемых в биохимии изотопов иода: 1251 — мягкое v-излучение (35 КэВ) электроны Оже с малой энергией и рентгеновское излучение; lS,I— шесть типов довольно жесткого у-излучения (80—720 КэВ) и четыре типа р-частиц значительной энергии (250—810 КэВ), из которых почти 7ю обладают энергией в 610 КэВ, что примерно совпадает с наиболее вероятной энергией [1-частиц радиоактивного фосфора (заР).
“Si —“Te + v + X-!hp-.
РГ (250)+ 7,(720) 2,8%
РГ (330; + (640) 9,3%
131
53
87,2%
Скорость радиоактивного распада
Выше было сказано, что рано или поздно каждый атом радиоактивного изотопа обречен на катастрофическую перестройку своего неустойчивого ядра, т. е. на радиоактивный распад. Но что значит «рано или поздно»? В следующую секунду или через тысячелетие? Радиоактивный распад происходит спонтанно. Длительность существования неустойчивого ядра каждого отдельного атома любого изотопа — величина неопределенная. Это существование действительно может окончиться через секунду, а может продлиться и тысячелетие. Вопрос в том, какова вероятность той или иной продолжительности ожидания радиоактивного распада для данного атома.
Эта вероятность зависит от природы изотопа. Для атома 32Р весьма вероятно, что его распад произойдет в течение ближайшей недели, а распад ядра атома 14С, скорее всего, действительно случится через 1000 лет, если не позднее. Однако эта характерная для вероятностных явлений неопределенность единичного события становится строгой закономерностью, когда в дело вступает статистика огромного числа аналогичных событий. Закономерность радиоактивного распада имеет характер экспоненциального уменьшения числа радиоактивных атомов во времени и, соответственно, числа распадов в минуту. Ее удобнее всего представлять интервалом времени, в течение которого распадается половина исходного числа атомов данного изотопа. Это — вполне определенная величина. Ее называют «периодом полураспада» и обозначают Туг. Она сильно варьирует от изотопа к изотопу. Так, для радиоактивного фосфора Т% составляет лишь 2 недели, для трития — более 12 лет, а для радиоактивного углерода — без малого 6000 лет. Легко понять, что учет периода полураспада может оказаться очень существенным как при хранении, так и при использовании данного радиоактивного изотопа.
