Гамма-лучи

Источником гамма-лучей, применяемых в работах с биологическими объектами, служат радиоактивные элементы, такие как радий, радон, радиоактивный кобальт-60 и радиоактивный цезий-137. Гамма-лучи являются электромагнитным излучением, подобным рентгеновским лучам, но с более короткой длиной волны. Они обладают большей, по сравнению с рентгеновскими лучами, проникающей способностью. Поскольку природа гамма-лучей близка природе рентгеновских лучей, их дозу принято также измерять в рентгенах.

При больших объемах работ создают гамма-поля (рис. по Гужов, Фукс, Валичек). Это участки, как правило, в форме круга. В центре участка устанавливается специальный металлический цилиндр, в котором размещают источник гамма-лучей – радиоктивный изотоп кобальта-60 или цезия-137. Такие устройства получили название «кобальтовая пушка». При включении установки источник облучения поднимается вверх, после отключения – опускается глубоко под землю. Интенсивность излучения чаще всего регулируется изменением расстояния от источника до обрабатываемого растения. Растения размещаются по окружностям заданного радиуса. Подобные установки можно размещать на специальных питомниках древесных и кустарниковых пород.

Корпускулярные излучения

Поток нейтронов

Одним из эффективных средств получения мутаций служат потоки нейтронов. В соответствие с энергией, которой они обладают и скоростью их движения различают быстрые и тепловые или замедленные нейтроны. Источником потока быстрых нейтронов, обладающих особенно высокой проникающей способностью, являются ядерные реакторы и циклотроны. Вполне объяснимо, что работы по облучению биологических объектов потоками нейтронов стали возможны только после того, как было создано достаточное число ядерных реакторов (на атомных электростанциях и пр.) и циклотронов. Быстрые нейтроны можно замедлять графитовыми экранами до такой степени, что их скорость становится равной скорости теплового движения. Такие замедленные нейтроны называют тепловыми нейтронами. Для индуцирования мутаций применяют как потоки быстрых нейтронов, так и потоки тепловых нейтронов.

Определение дозы нейтронного облучения достаточно сложно. Чаще всего дозу нейтронного облучения измеряют в физических эквивалентах рентгена. В этом случае энергию, затрачиваемую на ионизацию, считают эквивалентной энергии, поглощенной 1 г воды при облучении рентгеновскими лучами в дозе 1 рентген.

Применение радиоактивных изотопов в качестве источников бета- и альфа-лучей

Источником альфа- и бета-частиц служат радиоактивные изотопы ряда химических элементов (фосфор-32, сера-35). Так как энергия этих частиц рассеивается достаточно быстро (поток электронов может быть остановлен листом писчей бумаги), то их применение должно предусматривать схемы, когда источники такого излучения приближаются непосредственно к делящимся клеткам. Это может быть достигнуто в случаях, когда радиоактивные изотопы химических элементов будут участвовать в жизненных циклах, происходящих в клетках растений (сера, фосфор). Подаются радиоактивные изотопы в организм растения различными способами (инъекции, всасывание растворов корневыми системами поглощение листьями) и затем с транспирационным током разносятся по всем тканям. Перемещаются изотопы в форме своих ионов. Будучи неустойчивыми, они, распадаясь, превращаются в новые элементы (фосфор-32 - в серу, сера-35 – в хлор). При этом испускаются альфа- и бетта-частицы. Если ионы радиоактивных изотопов достигают участков растения с делящимися клетками и распадаются в них, то частицы вызывают ионизацию. Ионизация служит причиной возникновения мутаций.