2.Радиоуглерод в биосфере.

Является основной составляющей биологических организмов. В земной атмосфере присутствует в виде стабильных изотопов ¹²С, ¹³С и рад. ¹⁴С, который постоянно образуется в атм. под действием радиации по реакции ¹⁴N+¹n→¹⁴С+¹р.Т_1/2=5820лет.Ежегодно в атм. должно образ. 10кг ¹⁴С, т.е сейчас его было бы 8∙10⁵кг, но его 950 кг. Поскольку все живые организмы постоянно участвуют в углеродном обмене, а также участвуют в биохимических процессах. С гибелью углеродный обмен прекращается после этого ¹⁴С испытывает βраспад и его содержание в останках уменьшается. Радиоуглеродный метод определения возраста минералов заключается в выделении ¹⁴С из фрагмента (сжиганием)→измеряют радиоактивность, на основании этого определяют соотношение изотопов, которое и показывает возраст образца. Предельный возраст определения этим методом 60000лет (его содержание уменьшится в 1000раз). Расчет: N=N₀е^-λt(N₀ –то что сейчас). В естественных условиях радиоуглерод образуется в основном при взаимодействии вторичных нейтронов космического излучения с ядрами азота в верхних слоях атмосферы по реакции ¹⁴N→(n,p)→¹⁴C. Участвуя в обменных процессах вместе со стабильным углеродом, ¹⁴С проникает во все органы, ткани и молекулярные структуры живых организмов. Воздействие радиоуглерода на ДНК и РНК биологических объектов связано с действием бета-частиц и ядер отдачи азота, возникающих в результате распада по схеме ¹⁴С→¹⁴N. Явление радиоактивной отдачи связано с тем, что, выбрасывая альфа-частицу, сам атом отскакивает в обратном направлении, сталкиваясь с встречающимися на пути молекулами и выбивая из них электроны. Подобное имеет место (хотя и в несравненно в более слабой степени) также при выбросе бета-частиц при распаде ¹⁴С. Кроме того, повреждающее действие связано с изменением химического состава молекул за счет превращения атома углерода в атом азота. Подобные превращения в генетических структурах клетки принято называть трансмутациями, а вызванные ими генетические эффекты –трансмутационными. Количественное сравнение эффектов, установленных в разных опытах, часто бывает затруднено или вообще невозможно, что связано с различиями в методическом подходе к исследованию. Но, несмотря на это, тенденция очевидна – повышение уровня инкорпорированного в генетически значимые структуры организма ¹⁴С относительно его естественного содержания в биосфере приводит не только к образованию дополнительных трансмутационных дефектов в процессе метаболизма растений, но и к снижению продолжительности жизни животных. В организме человека ежегодно происходит около 4 миллиардов трансмутационны эффектов, связанных с ¹⁴С, или сотни ежесекундно. При этом считается, что подобные повреждения ДНК с трудом или вовсе не восстанавливаются системой клеточной репарации и являются, таким образом, необратимыми. В таком случае повреждения ДНК, вызванные ядерными превращениями ¹⁴С→¹⁴N, могут инициировать потерю генетической информации со скоростью ядерного распада радиоуглерода, являясь ничем иным, как ядерно-биологическими часами, отмеряющими продолжительность жизни.

Билет 13.