Тема 4. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ РАДІОБІОЛОГІЇ 7 страница

Функції центру спокою до кінця не з'ясовані. Але дослідники вважають його основою меристеми, з якої походять всі типи клітин кореня. Припускає­ться, що він є місцем синтезу деяких фізіологічно активних речовин і, зокрема, цитокінінів. Крім того, вважається, що клітини ценгру спокою є надзвичайним клітинним резервом меристеми. При пошкодженні меристеми і втраті здатнос­ті до поділу всіх її клітин клітини центру спокою починають ділитися і протя­гом декількох циклів можуть відновити початковий клітинний об'єм.

Існує певний критичний рівень пошкодження меристеми, при якому ін­дукується поділ клітин центру спокою. Тільки при втраті здатності до поділу у певної кількості клітин до процесів репопуляційного відновлення можуть підключатися клітини центру спокою. Очевидно, це є результатом міжклі­тинних взаємодій, що існують між субпопуляціями клітин, які діляться і які перебувають в стані спокою. Можливо, ці взаємодії мають гормональну при­роду, швидше за все цитокінінову, і визначаються кількістю клітин, які зна­ходяться в різних станах.

Після повного відновлення меристеми, коли кількість клітин, що діля­ться, досягає в ній рівня норми, виникає новий центр спокою.

Регенерація органів, які перебувають в стані спокою. Верхівкова мерис- тема пагона вищих рослин, яка активно росте, в значній мірі, а іноді і повністю, придушує поділ клітин в меристемах бокових бруньок. Це явище отримало назву апікального домінування. Видалення верхівки приводить до зняття апікального домінування і посилення проліферативної активності тканин, які перебувають в стані спокою, пробудженню бокових бруньок і навіть процесів дедиференціації деяких тканин. Всі ці явища належать до регенераційних.

Апікальне домінування в основному визначається гормональним типом впливу на точки росту. Це підтверджується чисельними дослідженнями, в яких за допомогою таких рістактивуючих речовин, як кінетин і гетероаук­син, вдавалося знімати апікальне домінування або, навпаки, відновлювати його при видаленій верхівковій меристемі.

Опромінення рослин іонізуючою радіацією веде до більшого пошкод­ження верхівкових меристем, клітини яких активно діляться і ростуть. І якщо у рослини існують органи, які перебувають в стані спокою і мають підвищену радіостійкість, то загибель цих меристем повинна викликати їх регенерацію. Описані в радіобіологічній літературі факти, які свідчать про сильне гілку­вання опромінених рослин, активацію утворення бокових коренів, про підви­щення кущування та інше, пояснюється саме зняттям апікального доміну­вання і посиленням регенераційних процесів.

У рослин є багато різноманітних центрів, відповідальних за процеси регенерації. Так, корені можуть виникати із клітин періциклу, епідермальних клітин, калуса, клітин кори. Часті випадки регенерації клітин листків, які ма­ють ділянки перебуваючих в стані спокою меристем в субепідермальних ша­рах клітин листка, який формується, або ділянок меристем, які зберігаються в пластинці дорослого листка вздовж жилок, епідермальних клітин і паренхімних тканин в черешкові листка або стебла. Навіть клітини мезофілу можуть бути місцем закладання твірних тканин.

Таким чином, в основі регенерації різних частин рослин лежить актива­ція проліферації тканин і органів, які перебувають в стані спокою і до певно­го моменту знаходяться в неактивному стані. Регенерація починається тоді, коли клітини цих тканин у відповідь на гальмування і припинення проліфе­рації в активній (звичайно апікальній) зоні вступають у фазу поділу.

Найбільш часто апікальне домінування проявляється у рослин з моноподіальним і симподіальним типами гілкування, які властиві практично для всіх видів сільськогосподарських рослин. Найкраще воно вивчене у бобових, які мають чітке апікальне домінування як в пагонах, так і коренях. Бокові бруньки у бобових розміщені в пазухах листків і тому називаються пазушни­ми. За нормальних умов росту і розвитку вони знаходяться в стані спокою протягом всього онтогенезу. Але при знятті апікального домінування, напри­клад, шляхом механічного видалення верхівкової бруньки (декапітація), одна (іноді дві) бокова брунька вступає в ріст і розвивається в пагін, який повністю повторює організацію головного пагона і формує в подальшому всю рослину.

Аналогічна ситуація виникає при опроміненні рослин, як і при пошкод­женні апікальної бруньки хімічними агентами, її усиханні, відмерзанні і дії інших чинників. Існує мінімальне порогове значення дози опромінення, при якій апікальне домінування повністю знімається. Воно залежить від видової і індивідуальної радіочутливості рослини і визначається тим рівнем дози, який веде до припинення поділу у певної критичної кількості клітин і інгібу­вання синтезу фітогормонів, що пригнічують ріст пазушних бруньок. Саме тоді клітини меристем пазушних бруньок приступають до проліферації.

Хід появи пагонів з пазушних бруньок при опроміненні суттєво не від­різняється від того, який спостерігається при знятті апікального домінування іншими способами. Але якщо при мінімальних значеннях доз нові пагони практично не несуть якихось ознак радіаційного ураження, то при близьких до максимальних вони відростають більш повільно, а листя набуває харак­терних морфологічних змін: скручується, зморщується, змінює форму, колір.

Регенераційне відновлення дійсно слід віднести до найпотужнішої сис­теми відновлення вищих рослин, котрі не мають можливості захищатися від пошкоджень за допомогою інших засобів. В його основі лежать неспецифіч­ні пристосувальні реакції, які розширюють межі зміни умов життя рослин, і механізм регенераційного відновлення ефективний при дії будь-якого пош­коджуючого агента.

Компенсаторне відновлення. Цей тип післярадіаційного відновлення є найменш вивченим в радіобіології, хоча компенсаторне посилення окремих функції у опромінених іонізуючими випроміненнями організмів, в тому чис­лі і рослин, доводиться спостерігати нерідко. Серед них можна виділити два основних тини компенсаторних реакцій. Перший з них зв'язаний з виконан­ням непошкодженими внаслідок опромінення клітинами, тканинами, органами не властивих їм функцій. Другий — з посиленням функцій, коли непошкоджені клітини, тканини, органи посилюють власне навантаження з метою надолуження функції інших, які втратили їх внаслідок опромінення.

Дедиференціація спеціалізованих клітин і тканин. У перебігу розвитку організму в ньому відбувається формування спеціалізованих клітин, тканин і органів за рахунок виникнення протягом морфогенезу відмінностей між од­норідними клітинами і тканинами — процес диференціації. Так, меристематична клітина після здійснення декількох (п'яти-семи) поділів переходить до розтягнення, в процесі якого змінюється її форма і збільшуються розміри, потім до диференціації, при якій зовнішньо однакові клітини набувають різних властивостей та формують різні типи тканин, і далі до спеціалізації, яка характеризується різними рівнями метаболічної активності і ступенем структурної організації тканин і органів.

Молекулярно-генетичною основою диференціації є активність специфі­чних для кожної тканини генів. І хоча всі соматичні клітини рослини чи будь-якого організму мають однаковий набір генів, в кожній тканині активна лише частина їх, відповідальна за даний етап розвитку. Роль факторів дифе­ренціації зводиться до вибіркової активації одних і пригнічування других генів. Багато з цих факторів не вивчені. Але відомо, що хід диференціації за­лежить від фітогормонів, зокрема ауксинів і цитокінінів. Найбільш пошире­на думка, що диференціація контролюється співвідношенням між окремими фітогормонами і іншими фізіолого-активними речовинами.

Звичайно, диференціація необоротна. Але в умовах пошкодження тка­нин, при злоякісному рості і деяких інших ситуаціях, що ведуть до зміни балансу фізіолого-активних речовин, природний хід руху клітин по життєво­му циклу порушується, і вони можуть набути здатності до диференціації в зворотному напрямі, тобто дедиференціації. Саме такі умови можуть склас­тися при опроміненні рослин, коли, як згадувалося, змінюється баланс фіто­гормонів, і клітини меристеми втрачають здатність до поділу. При цьому дедиференційовані клітини починають ділитися і стають джерелом віднов­лення меристеми або виникнення нових твірних тканин. На інтактних — цілісних рослинах це явище ще не одержало чітких експериментальних дока­зів, хоча вже є непрямі дані, що свідчать про можливість переходу до поділу клітин зони розтягнення кінчика кореня при репродуктивній загибелі клітин меристеми. Але вона показана для клітин і тканин в культурі. В цих умовах вдається за допомогою іонізуючих випромінень індукувати здатність до поділу у різних типів диференційованих тканин: паренхіми, склеренхіми, флоеми, епідермісу, мезофілу та інших. Саме на здатності клітин диферен­ційованих тканин до поділу і знову до диференціації оснований спосіб одер­жання рослин із культури клітин і тканин, клонового розмноження рослин та інші, які лежать в основі найновіших біотехнологій вирощування клітинної біомаси і одержання унікального матеріалу для селекції.

Дедиференціація — один з найяскравіших прикладів компенсаторного від­новлення, коли після опромінення клітини набувають не властивих їм функцій.

До компенсаторного шляху післярадіаційного відновлення слід віднес­ти нерідко констатоване після опроміненні посилення функцій клітин, тканин і органів, які залишились непошкодженими. Так, при опроміненні кущових форм злаків на тлі зменшенні числа стебел доводиться спостерігати, що ті, які вижили, як правило, бувають більш рослими і міцнішими, ніж окремі стебла в неопроміненому контролі. При пошкодженні генеративних органів і змен­шенні кількості зав'язі на рослині сформовані колоски, стручки, плоди вияв­ляються більш продуктивними, ніж в контролі. При зменшенні кількості зе­рен в колосі, суцвітті, коробочці ті, що залишились, за абсолютною масою перевищують контрольні.

Ці факти можна пояснити з позицій зміни характеру перерозподілу но- живних речовин, що надходять з кореневої системи — те, що призначалося для семи, дістається одному. В цьому відношенні не менш ілюстративними, але однозначно трактованими з позицій компенсаторного посилення функ­цій,є дані, одержані на рівні клітин, окремих тканин. Зокрема, вище згадува­лось, що при у-опроміненні рослин в дозах, при яких кількість клітин в меристемах зменшується в 2-3 рази, різко зростає швидкість їх поділу. Вияв­ляється, що клітини, які залишаються непошкодженими або відновлюють здатність до поділу, намагаючись поновити початковий клітинний об'єм ме­ристеми, починають активно розмножуватися (репопуляційне відновлення). В цей період після короткочасного гальмування швидкість поділу клітин суттєво зростала — майже на чверть скорочувалась тривалість їх клітинного циклу. Потім, по мірі досягнення меристемою норми, вона поступово збіль­шувалась і досягала початкового рівня.

Таке, навіть короткочасне, але досить суттєве посилення швидкості по­ділу клітин є характерним прикладом прояву компенсаторних явищ на рівні клітинної популяції.

Свідченням компенсаторного типу відновлення може бути тимчасове посилення синтезу нуклеїнових кислот, білків, фітогормонів. ферментів, макроергічних та інших біологічно активних сполук організму після опромі­нення у пошкоджуючих дозах. Саме наслідком всіх цих процесів і є посилен­ня поділу клітин, яке можна вважати їх інтегральним показником.

В цілому, розуміючі під терміном «відновлення» сукупність процесів, що забезпечують збереження рослини від пошкодження або загибелі при дії іонізуючої радіації як організму, якому притаманне виконання певних функцій, варто уважно вивчати особливості прояву різних його реакцій, спрямованих на відновлення саме втрачених функцій. Управляючи цими процесами, мож­на сприяти більш або менш значному відновленню опромінених рослин у післярадіаційний період.

Управління процесами післярадіаційного відновлення. До 60-х рр. була поширена думка, що наслідки радіаційного ураження не піддаються мо­дифікації у післярадіаційний період. І хоча часто описувались зміни реакцій опромінених рослин і тварин протягом часу, їх залежність від різних факто­рів, це пояснювали звичайно дією на організм умов навколишнього середо­вища, які не мають безпосереднього відношення до процесів формування радіобіологічних ефектів.

Так, було встановлено, що післярадіаційне прогрівання насіння, спор, вегетуючих рослин або вирощування опромінених рослин при підвищених температурах веде до зниження ступеня радіаційного ураження. Зберігання опроміненого насіння при температурах, нижчих за оптимальні, також змен­шує його. Пошкодження насіння зменшується із збільшенням його вологості у післярадіаційний період. Зниження вмісту в атмосфері кисню також сприяє зменшенню ступеня пошкодження. Зміна інтенсивності освітлення, спектра­льного складу світла, дія магнітних і електричних полів не тільки до, під час, але й після опромінення також може змінювати ступінь прояву реакції рос­лин на опромінення.

Є не мало даних і про те, до багато хімічних речовин — ті ж сульфгід­рильні сполуки та інші відновники, солі різних металів і елементи живлення, гормони, ферменти, макроергічні сполуки та інші фізіологічно-активні речо­вини, інгібітори окремих процесів метаболізму здатні суттєво впливати на хід розвитку радіаційного пошкодження при введенні їх в поживне середо­вище у післярадіаційний період.

Механізми дії більшості модифікаторів радіаційного ураження як фізич­ної, так і хімічної природи пов'язують з їх впливом не на віддалені етапи роз­витку радіаційного ураження, а саме на первинні. Так, дія підвищених темпе­ратур, вологості, газового складу, хімічних відновників пояснюється збільшен­ням швидкості рекомбінації вільних радикалів — фактором пошкодження, що реалізується в близькому післярадіаційному періоді. З відновлювальними ефектами на рівні репарації молекул ДНК і хромосом часто зв'язується дія ни­зьких температур, ультрафіолетової радіації, високочастотного опромінення та деяких інших чинників. З інгібуванням метаболізму і блокуванням поділу клі­тин, які створюють сприятливі умови для репараційних процесів, нерідко пояс­нюється дія ряду факторів, здатних індукувати зупинку клітинного циклу.

Дія деяких чинників хімічної природи, які застосовують перед опромі­ненням, може тривати і після нього, впливаючи на відновлювальні процеси. Так, безпосередньою участю в процесах післярадіаційного відновлення поясню­ється протирадіаційна дія препаратів ДНК, окремих нуклеотидів, ферментів, гормонів та інших.

З інгібуванням процесів репараційного відновлення пов'язана радіосенсибілізуюча дія ряду хімічних речовин. Таку властивість, зокрема, мають специфічні інгібітори репарації ДНК кофеїн, акрифлавін, аміноптерін.

Ефективність репопуляційного та регенераційного відновлення визна­чається, головням чином, темпами розмноження клітин, які зберегли здат­ність до поділу після опромінення. Тому, діючи на швидкість їх поділу, мож­на управляти цими шляхами післярадіаційного відновлення. Так, створюючи оптимальні умови для вирощування рослин за допомогою регулювання тем­пературного і газового режиму, освітленості, забезпечення елементами міне­рального живлення можна сприяти ходу цих процесів. Додавання в поживне середовище фітогормонів-активаторів росту, і в першу чергу цитокінінів або некоренева обробка ними рослин прискорюють поділ клітин, зумовлюючи підвищення темнів репопуляційного та регенераційного відновлення.

Таким чином, можливі різні шляхи післярадіаційного відновлення орга­нізму і різні способи управління ними.

При аварійних ситуаціях на підприємствах ядерного паливного циклу і деяких інших гострому зовнішньому опроміненню і тривалому радіонуклід­ному забрудненню можуть бути піддані живі організми на досить значних територіях, що приводить до суттєвого радіаційного ураження біоценозу. Заходи, спрямовані на прискорення його післярадіаційного відновлення, повинні носити комплексний характер і по відношенню до рослинного ком­поненту визначатися двома основними прийомами:

• створенням для опромінених рослин в післярадіаційний період опти­мальних умов для росту і розвитку;

• застосування фізіологічно-активних сполук, які прискорюють хід всіх типів післярадіаційного відновлення і головним чином розмноження клітин, проліферацію тканин і органів, що зберегли ці функції. Це може значно знизити наслідки радіаційного ураження рослин фі­тоценозів, в тому числі і лісових угруповань, в умовах господарювання на забруднених радіоактивними речовинами територіях.

Тема 6. РАДІОЕКОЛОГІЯ

Радіоекологія — це розділ радіобіології, що вивчає концентрації та міг­рацію радіоактивних речовин в біосфері та вплив їх іонізуючого випромінення на живі організми та їх угруповання. Сільськогосподарська радіоекологія — аналогічно в об'єктах сільськогосподарського виробництва і вплив їх на сільськогосподарські рослини і тварин.

Особливо важливим є розв'язання наступних проблем у галузі радіое­кології: міграція радіонуклідів у харчових ланцюжках організмів і насампе­ред у ланцюжку грунт — сільськогосподарські рослини — сільськогосподар­ські тварини — людина; припинення чи послаблення екологічних зв'язків на будь-якій ділянці цього шляху як наслідок дезактивації сільськогосподарсь­ких угідь, водойм, забруднених радіонуклідами, або створення спеціальних засобів запобігання та зниження надходження їх у тваринні і людські органі­зми; виявлення територій суші й акваторій, забруднених радіоактивними ре­човинами.

Головні завдання сільськогосподарської радіоекології — вивчення міграції радіоактивних речовин в об'єктах навколишнього середовища і сільськогосподарського виробництва, шляхів, якими радіоактивні речови­ни потрапляють в організми сільськогосподарських рослин і тварин і наг­ромаджуються в них; дії іонізуючого випромінення інкорпорованих (що потрапили в організм) радіоактивних речовин на сільськогосподарські рослини і тварин; розробка заходів щодо запобігання надходженню та на­громадженню радіоактивних речовин у продукції сільськогосподарського виробництва.

6.1. Джерела радіоактивного забруднення об'єктів навколишнього середовища

На живі організми в навколишньому середовищі можуть водночас дія- кілька джерел іонізуючого випромінення, серед яких основними є:

1. природне випромінення;

2. випромінення внаслідок використання штучних радіонуклідів;

3. випромінення від джерел, що застосовуються в медицині і побуті;

4. професійне опромінення. Перші дві групи джерел стосуються опромі­нення всього живого, в тому числі і об'єктів сільськогосподарського виробництва, дві останні — лише людини.

6.1.1. Природні джерела

Природне випромінення є складовою частиною біосфери, екологічним фактором, який впливає на всі живі організми і створює таким чином природ­ний радіаційний фон. Воно утворюється за рахунок трьох джерел: 1) космічного випромінення, 2) випромінення зовнішніх земних джерел і 3) випромінення внутрішніх джерел.

У космічному випромінені виділяють галактичне випромінення, яке яв­ляє собою потік частинок високої енергії, переважно протонів — первинне випромінення, а також створене ними в атмосфері Землі внаслідок взаємодії з атомними ядрами її компонентів — вторинне випромінення, в якому зуст­річаються нейтрони, протони, електрони, мезони, мюони та ін. Більшість ча­стинок первинного космічного випромінення має енергію понад 10⁹еВ (1 ГеВ), а енергія окремих з них досягає 10²°-10²¹ еВ і більше. Для порівнян­ня, енергія рентгенівського випромінення становить 0,12 • 10³ еВ.

Сонячне космічне випромінення, яке порівняно з галактичним має низьку енергію (близько 4 · 10¹⁰еВ), не спричинює помітного збільшення до­зи випромінення на поверхні Землі, значною мірою затримуючись і розсіюю­чись в атмосфері. Внаслідок цього, звичайно, інтенсивність космічного вип­ромінення залежить від географічного розташування об'єкта і збільшується відповідно до висоти морського рівня.

В результаті взаємодії космічного випромінення з ядрами атомів кисню, азоту, аргону атмосфери утворюються космогенні радіонукліди, що потім надходять на земну поверхню з атмосферними опадами. Ця група предс­тавлена радіонуклідами з періодами напіврозпаду від 32 хвилин до 7.4 • 10⁵ років (таблиця 27).

Таблиця 27. Характеристика радіонуклідів, індукованих космічним випроміненням Радіонуклід Швидкість утворення, ат/см2 -с Період піврозпаду Енергія випромінень, Ев, кеВ 3Н 0.20 124 року 18.6 7Ве 8.1·10-2 53 дні 3.3 16Ве 4.5·10-2 2.5·105 років 14С 2.5 5730 років 22Nа 8.6·10-5 2.6 року 545 (β+) 24Ка 3.0·10-5 15 год 28Mg 1.7·10-4 21.2 год 26А1 1.7·10-4 7.4-105 років 1170 (β+) 31Si 4.4·10-4 2.6 год 32Sі 1.6·10-4 700 років 32Р 8.1·10-4 14.3 дні 33Р 6.8·10-4 25 днів 35S 1.4·10-3 87 днів 38S 4.9·10-5 2.87 год 34Cl 2.0·10-4 32 хвилини 2480 (β+) 36Cl 1.1·10-3 3.1·105 років 38Cl 2.0·10-3 37.3 хвилини 39С1 1.4·10-3 55.5 хвилини 39Аг 5.6·10-3 270 років

Найбільш значущі в радіоекологічному відношенні радіонукліди — ³Н,⁷Ве,¹⁴С,²⁴Ка,²²Nа.

Випромінення зовнішніх земних джерел визначається радіоактивністю земної кори, води й атмосфери за рахунок природних радіоактивних елементів, передусім таких, як ²³⁵и,²³²ТЬ, ²²²Кп і ²²⁰Кп, ^2,0Ро, ⁴⁰К, ⁴⁸Са, ⁸⁷КЬ, ^МС, ³Н, ⁷Ве та інші.

Вміст природних радіонуклідів у різних місцях Землі варіює в широко­му діапазоні. Відповідно значно змінюється і природний радіаційний фон. Осадові породи, як правило, мають невисоку радіоактивність. Вивержені породи (граніт, базальт) містять велику кількість радіоактивних елементів. Дуже багаті на торій і радій так звані монацитові піски, основою яких є міне­рал монацит — фосфат рідкоземельних елементів переважно групи церію. Відомі також високорадіоактивні водні джерела. В регіонах, де вони є, радіа­ційний фон може набагато перевищувати природний. Якщо, наприклад, потужність дози природного фону в різних частинах нашої планети варіює у межах 1,5-15 мкР/год, то у деяких регіонах Франції, Швеції, США — 30- 50 мкР/год, а в Індії, Бразилії, Ірані є провінції, де потужність дози природ­ного радіаційного фону досягає сотень мікрорентген на годину.

Внутрішніми джерелами випромінення є радіонукліди, що потрапля­ють у рослини, а також в організми тварин та людей разом з повітрям, во­дою, їжею. Найбільше внутрішнє опромінення спричинюють Ял і ²²⁰Кп, ⁴⁰К,^мС,⁸⁷ЯЬ, ²²⁶Яа,²¹⁰Ро.

Отже, живі організми постійно відчувають вплив іонізуючого випромінен­ня з трьох зазначених вище джерел, які становлять природний радіаційний фон. Він є одним з головних факторів природного мутагенезу, який відіграє важливу роль у процесі еволюції живих організмів. Це радіаційне середовище є також од­нією з причин виникнення злоякісних новоутворень і спадкових захворювань.

Починаючи з минулого століття природний радіаційний фон поступово зрос­тає. Це є наслідком діяльності людини й індустріалізації господарства, які спричи­нили видобуток з надр Землі та надходження у навколишнє середовище великої кількості радіонуклідів разом з такими корисними копалинами, як кам'яне вугіл­ля, нафта, газ, металеві руди, солі, що становлять основу мінеральних добрив.

6.1.2. Джерела штучних радіонуклідів

Штучні радіонукліди утворюються в процесі ядерних реакцій, які від­буваються під впливом опромінення (бомбардування) звичайних елементів або їх природних ізотопів частинками високих енергій (від кількох мільйонів до десятків мільярдів електрон-вольт). Досі одержано 1880 радіоактивних ізотопів більш як 80 хімічних елементів.

Велика кількість радіоактивних речовин утворюється під час вибуху атомної бомби, основою якого є саморозвиваюча ланцюгова реакція поділу ²³⁵1і або ²³⁹Ри. Після вибуху в атмосфері атомної бомби середньої потужності (10-15 Мт) близько половини утворених радіоактивних продуктів випадає в районі вибуху на земну і водну поверхні в радіусі 100 км, а інші потрапля­ють в тропосферу й стратосферу. З тропосфери частинки протягом місяця випадають на Землю в зоні, що визначається вже радіусом 250-450 км від місця вибуху (залежно від сили і напрямів вітру). Радіонукліди, які потрап­ляють в стратосферу, поширюються навколо всієї земної кулі і випадають на поверхню Землі значно пізніше, хоч початок випадання їх можна виявити че­рез 2-3 тижні, а повне випадання відбувається протягом 1,5-2 років. За цей час короткоживучі радіонукліди розпадаються, і в опадах переважають довгоживучі радіонукліди ⁹⁰Sr (стронцій) та ¹³⁷Сs (цезій) з періодами піврозпаду відповідно 29 і 30 років.

Після підписання в 1963 р. Московського договору про заборону ядер­них випробувань у трьох середовищах — атмосфері, космосі й воді — навко­лишня біосфера стала швидко звільнятися від радіоактивних речовин.

Певну частку у забруднення навколишнього середовища вносять підп­риємства атомної енергетики, робота яких пов'язана з видобутком уранової руди, її переробкою на збагачене ядерне паливо, виробництвом твелів, пере­робкою відпрацьованого палива для наступного використання, переробкою і захороненням радіоактивних відходів. Перелічені виробничі операції станов­лять ядерний паливний цикл (ЯПЦ).

На всіх етапах ЯПЦ можливе потрапляння радіонуклідів у навколишнє середовище. Інтенсивність впливу радіаційного фактора на об'єкти природ­ного середовища в різних його частинах неоднакова. Навіть на перших ета­пах цього циклу (видобуток і переробка уранової сировини й виготовлення твелів), коли не відбуваються ядерні реакції поділу й нейтронної активації і не утворюються штучні (техногенні) радіонукліди, в навколишнє середови­ще викидаються важкі природні радіонукліди і «нормальна» інтенсивність їх кругообігу змінюється. На наступних етапах ЯПЦ — (під час роботи АЕС, переробки відпрацьованого палива, коли утворюється велика кількість штуч­них радіонуклідів, а також під час захоронення радіоактивних відходів) інте­нсивність впливу радіаційного фактора на навколишнє середовище може зростати.

Атомна енергетика, враховуючи небезпеку ядерного випромінення, будується за принципом замкнутого циклу, завдяки чому в навколишнє сере­довище потрапляє лише незначна кількість важких для вловлювання радіо­активних речовин. Так, під час видобутку уранової руди і вилучення урану 99 % породи потрапляє у відвали, спричинюючи лише локальне забруднення середовища ураном, радієм, радоном та деякими іншими радіонуклідами. Під час роботи реакторів у навколишнє середовище можуть потрапити газо­подібні летючі радіонукліди ¹⁴С, ³Н, ⁸⁵Кг та ¹²⁹I. Однак практично їх можна вловлювати за допомогою спеціальних фільтруючих систем. Радіоактивні ві­дходи зберігаються в ізольованих місцях. В результаті проведення цих захо­дів в нормальних безаварійних умовах роботи частка викидів підприємства­ми атомної енергетики у природному радіаційному фоні незначна — не перевищує кількох відсотків.

Ядерні реактори АЕС, що працюють у багатьох країнах світу, є джере­лом незначного забруднення навколишнього середовища радіоактивними відходами навіть безпосередньо біля них.

Слід зазначити, що мешкання поблизу вугільної ТЕС, якщо врахувати викиди в атмосферу не лише радіоактивних, а й хімічних речовин, набагато шкідливіше для здоров'я людини, ніж мешкання поблизу АЕС такої самої потужності. І хоч доза опромінення внаслідок викиду з АЕС зростає щороку внаслідок збільшення їх кількості й потужності, частка випромінення за їх рахунок у загальному радіаційному фоні залишається, як і раніше, не­значною (за даними Міжнародного агентства з атомної енергії, вона не пере­вищує 4 %).

Радіоекологічні проблеми загострюються в умовах порушення техноло­гічних процесів на підприємствах ЯПЦ, що супроводжується аваріями з викидом радіоактивних речовин в навколишнє середовище. Внаслідок цього радіоактивне забруднення може потрапити в природні екосистеми, на сільсь­когосподарські угіддя і призвести до важких радіоекологічних і соціальної- економічних порушень.