|
 Puțini dintre cei mai proeminenți experți în domeniul fizicii atomice știau în dimineața anului 1942 că omul stăpânea în cele din urmă controlul secret al unei reacții nucleare în lanț. Dar trei ani mai târziu, în 1945, lumea a fost șocată de tragedia orașelor japoneze - Hiroshima și Nagasaki.
Deasupra acestor orașe au crescut pentru prima dată ciupercile otrăvitoare de explozii atomice. Și atunci umanitatea a aflat - amar și palpabil - despre puterea distructivă a nucleului atomic.
Cu toate acestea, studiul fenomenului de radioactivitate și al efectului radiațiilor asupra țesuturilor vii a început mult mai devreme - în 1896. În acel moment, tânărul fizician francez Henri Becquerel a devenit interesat de sărurile care conțin elementul chimic uraniu.
Faptul este că multe săruri de uraniu au capacitatea de a fosforiza atunci când sunt expuse la lumina soarelui. Becquerel a decis să studieze această proprietate mai detaliat. El a expus sărurile de uraniu la lumina soarelui și apoi le-a pus pe o placă fotografică învelită în hârtie neagră. Sa dovedit că razele de fosforescență a sărurilor de uraniu trec destul de ușor prin hârtia opacă, lăsând o pată neagră pe placă după dezvoltarea sa. Becquerel a fost primul care a ajuns la această concluzie. Dar curând a devenit clar că razele de fosforescență nu au nimic de-a face cu ea. Sărurile de uraniu, chiar preparate și păstrate în întuneric, au acționat în continuare pe placa fotografică timp de câteva luni și nu numai prin hârtie, ci chiar prin lemn, metale etc. Pe baza acestor experimente s-a descoperit radioactivitatea. Și doi ani mai târziu, două noi elemente radioactive, poloniul și radiul, au fost descoperite de oamenii de știință celebri, soții Maria și Pierre Curie. Din acest moment a început un studiu intensiv al radioactivității. Dar ce este radioactivitatea?
Suntem obișnuiți încă din copilărie că obiecte neînsuflețite există de obicei de secole. În orice caz, dacă nu obiectele în sine, atunci materialele din care sunt fabricate. Judecați singuri: chiar dacă am rupt o ceașcă de porțelan și a încetat să-și îndeplinească rolul dorit, atunci cioburile sale pot minți de milenii și, în principiu, nu li se va întâmpla nimic. La urma urmei, arheologii găsesc rămășițele de vase și bijuterii pe care oamenii le purtau acum mulți milenii!
Întregul punct aici rezidă în rezistența extraordinară a moleculelor compușilor anorganici și a particulelor care le formează - atomii. Într-adevăr, atomii individuali pot exista o perioadă foarte lungă de timp fără a suferi modificări semnificative. Într-adevăr, pentru a distruge sau „reface” un atom, trebuie să-i schimbi nucleul, iar aceasta este o sarcină prea dificilă.
Dar în natură, se pare, există și atomi ale căror nuclee se schimbă spontan, spontan, așa cum spun fizicienii. Acești nuclei au fost numiți radioactivi, deoarece, în curs de transformare, emit raze. Astfel, radioactivitatea este un fenomen fizic în care apare una sau alta reamenajare a nucleilor atomici. Acestea sunt de obicei trei tipuri de raze. Au fost denumite literele alfabetului grecesc: alfa, beta și gamma. Razele alfa și beta sunt fluxuri de particule. În special, particulele alfa sunt atomi ai elementului heliu, lipsiți de electronii lor. Particulele beta sunt un flux de electroni, iar razele gamma sunt oscilații electromagnetice, oarecum similare în proprietățile lor cu razele X. Astfel, un atom al unui element radioactiv, care scoate o particulă alfa sau beta din nucleu, se transformă într-un atom al unui alt element. Deci, de exemplu, un atom de radiu, care emite o particulă alfa, se transformă într-un atom al unui element numit radon.
Studiind elemente radioactive (care, apropo, s-au dovedit a fi nu atât de puține), oamenii de știință au observat două caracteristici foarte interesante. Una dintre ele a constat în faptul că rata de descompunere (sau, mai precis, transformare) a atomilor radioactivi de același tip este strict constantă și practic nu este influențată de factori externi. Depinde doar de cantitatea de element radioactiv disponibil. De exemplu, dacă avem un gram de radiu, atunci jumătate din toți atomii disponibili se vor descompune în exact 1620 de ani. Restul de jumătate de gram se va descompune la jumătate (adică numărul lor va scădea la jumătate) și după 1620 de ani etc. În plus, rata de descompunere pentru fiecare tip de atom este strict constantă și până când două tipuri diferite de atomi radioactivi au s-a constatat că ar avea același timp de înjumătățire (atunci este acea perioadă de timp în care jumătate din toți atomii suferă transformări).
O altă caracteristică a fost că, după cum sa dovedit, razele radioactive sunt capabile să acționeze asupra țesuturilor vii. Și primul care a descoperit-o a fost descoperitorul radioactivității, Henri Becquerel. Pentru a demonstra strălucirea sărurilor de radiu din întuneric, a purtat cu el în buzunarul de la piept o fiolă de sticlă care conținea această sare. După un timp, pe corpul său, în locul opus fiolei, a descoperit o ușoară roșeață, asemănătoare unei arsuri ușoare, care s-a transformat apoi într-o mică durere. Oamenii de știință au atribuit, pe bună dreptate, acest fenomen acțiunii razelor radioactive. Apropo, ulcerul s-a vindecat foarte încet și complet s-a vindecat abia după multe luni. Atunci, cu aproape cincizeci de ani înainte de Hiroshima și Nagasaki, atomii radioactivi au avertizat oamenii despre pericolul lor.
În ce constă?
S-a dovedit că principalul pericol nu sunt substanțele în sine, ci radiațiile pe care le emit în procesul de transformare radioactivă. Toate cele trei tipuri de raze într-un grad sau altul pot interacționa cu diverse substanțe atât de natură anorganică, cât și organică, inclusiv „materialul” din care sunt construite celulele unui organism viu. Și, deși toate cele trei tipuri de radiații diferă semnificativ între ele, într-o primă aproximare, efectul lor asupra țesuturilor vii poate fi considerat într-o oarecare măsură același.
Dar aici, desigur, există unele particularități. Deoarece radiația alfa este un flux de nuclee destul de grele (în comparație cu particulele beta) ale atomului de heliu, aceste nuclee, atunci când trec prin substanță, produc cele mai mari perturbări ale moleculelor întâlnite în calea lor. În acest sens, razele gamma sunt cele mai sigure - interacționează cel mai puțin cu substanța prin care trec. Particulele beta ocupă o poziție intermediară în acest sens. Astfel, razele alfa sunt cele mai periculoase. Dar există o altă latură a problemei. Faptul este că, datorită masivității și interacțiunii puternice cu materia, particulele alfa au un așa-numit „interval” foarte mic, adică calea pe care o parcurg într-un anumit material. Chiar și o bucată subțire de hârtie este o barieră de netrecut pentru ei. În special, s-a constatat că razele alfa pătrund în pielea umană la o adâncime de doar câțiva microni. În mod natural, acestea nu pot duce la leziuni profunde ale organelor interne în timpul iradierii externe. În același timp, razele gamma, deși mult mai puțin interacționează cu materia, dar capacitatea lor de penetrare este atât de mare, încât corpul uman nu poate constitui practic o barieră tangibilă pentru ei. Nu degeaba reactoarele nucleare sunt înconjurate de pereți groși de beton - în primul rând, acestea sunt un fel de „capcane” pentru razele gamma care apar în timpul funcționării reactorului.Deoarece calea razelor gamma din corpul uman este de multe mii de ori mai lungă decât calea particulelor alfa, este firesc ca acestea să ducă la distrugerea multor structuri chimice și biologice „întâlnite” pe parcurs. De aceea, atunci când este expus la substanțe radioactive externe, se consideră că razele gamma reprezintă cel mai mare pericol. Este adevărat, imaginea se schimbă semnificativ dacă o substanță radioactivă intră în corp. Atunci cele mai periculoase sunt razele alfa, care vor interacționa intens cu celulele țesuturilor interne.
Principalul pericol, așa cum sa menționat mai sus, constă în distrugerea anumitor molecule ale corpului atunci când interacționează cu radiațiile. Astfel, de exemplu, moleculele de apă suferă o disociere sporită în ioni încărcați de hidrogen și hidroxil. Dar, poate, este mult mai rău când, în loc de disociere, molecula „se desparte” în două grupuri neutre (așa-numiții radicali), care, deși există într-o formă liberă pentru un timp extrem de scurt, au o reactivitate.
Astfel de transformări pot suferi, desigur, nu numai molecule de apă, ci și alți compuși chimici care alcătuiesc un organism viu. La un moment dat, se credea chiar că deteriorarea organismului datorată radiațiilor a fost cauzată tocmai de aceste fragmente, dintre care unele sunt foarte periculoase. Cu toate acestea, această ipoteză a fost curând abandonată, deoarece a fost contrazisă de concentrația extrem de scăzută de substanțe care s-ar putea forma. Într-adevăr, chiar și cu iradierea intensă a corpului, conținutul unor astfel de fragmente nu ar fi trebuit să depășească o zece miliarde de gram. Acum oamenii de știință sunt de părere că, probabil, ionii și radicalii formați inițial intră în interacțiune ulterioară cu molecule care nu au fost încă distruse. Produsele unor astfel de reacții „secundare”, la rândul lor, interacționează cu molecule noi, astfel încât numărul moleculelor care au suferit distrugere crește ca o avalanșă, adică, în acest caz, se observă așa-numita reacție în lanț. Ca urmare, compoziția diferitelor substanțe (în special, vitaminele-enzime) care reglează activitatea corpului uman, precum și modificările într-o serie de funcții fiziologice și procese biochimice (funcția hematopoietică a măduvei osoase, funcția respiratorie a sânge etc.) se schimbă foarte mult. Și, în consecință, în funcție de intensitatea radiației, apare una sau alta formă de boală de radiație. Și, deși metodele eficiente de tratament au fost dezvoltate acum cu ajutorul medicamentelor care întrerup avalanșa în lanț a transformărilor, așa-numiții inhibitori, interzicerea nu numai a utilizării, dar și a testării armelor atomice și termonucleare este de o importanță decisivă. în prevenirea bolilor cu radiații.
Utilizarea medicamentelor radioactive pentru prevenirea și tratamentul mai multor boli este extrem de utilă. Chiar și pionierii studiului radioactivității - Pierre și Marie Curie au folosit preparatele cu radiu ca un fel de preparate medicinale. În prezent, izotopii radioactivi sunt folosiți pe scară largă în tratamentul diferitelor tipuri de tumori maligne. Dar, probabil, cea mai cunoscută utilizare a substanțelor radioactive pentru menținerea vitalității unei persoane, prevenirea unui număr de boli este utilizarea așa-numitelor băi de radon.
Faptul este că radiul, în timpul dezintegrării radioactive, se transformă într-un element gazos radioactiv radon. Apa saturată cu un astfel de gaz radioactiv este o baie de radon. Și, deși în prezent, într-o serie de clinici se pregătesc băi de radon artificiale, cel mai faimos „depozit” natural de ape de radon din Uniunea Sovietică este izvoarele caucaziene de lângă Tskhaltubo. Terapeuții le studiază de mult timp.S-a constatat că efectul băilor de radon se datorează în mare măsură prezenței radonului, în special a radiației alfa, care apare în timpul decăderii radioactive a radonului. Acțiunea unor doze neglijabile de iradiere cu particule alfa explică proprietățile vindecătoare ale băilor de radon.
După cum sa dovedit, în procesul de a lua băi de radon, corpul este expus la radiații nu numai din exterior, ci și din interior. Deoarece radonul este gazos, acesta pătrunde cu ușurință în corpul uman, precum și prin piele direct în sânge. Astfel, atunci când se fac băi de radon, există o iradiere mică uniformă și răspândită a corpului cu particule alfa. În același timp, sa dovedit că doar aproximativ un procent din radon dizolvat în apă are un efect de vindecare. Mai mult, această acțiune este foarte limitată în timp. Deoarece radonul este gazos, în decurs de 1-2 ore, acesta este aproape complet îndepărtat din corp după o baie. În acest timp, doar aproximativ jumătate la sută din radon are timp să se descompună. Astfel, după cum puteți vedea, expunerea corpului în timp ce faceți o baie nu este doar foarte scurtă, ci și nesemnificativă. Cu toate acestea, tocmai aceste doze minime de radiații sunt curative. S-a constatat că administrarea băilor de radon afectează nesemnificativ vasoconstricția pielii și contracțiile cardiace. În același timp, există o ușoară scădere a tensiunii arteriale, precum și o creștere a ratei metabolice. În plus, funcțiile organelor hematopoietice cresc. Băile cu radon duc la o creștere a proceselor oxidative în organism, contribuind la activitatea sa vitală. Băile cu radon au un efect deosebit de pronunțat asupra sistemului nervos. În special, procesele inhibitoare ale cortexului cerebral sunt îmbunătățite, ceea ce la rândul său ajută la îmbunătățirea somnului. De asemenea, s-a observat că băile cu radon au efecte analgezice și antiinflamatoare (deși mici). S-a constatat că, în unele cazuri, astfel de băi elimină procesele inflamatorii cronice în anumite organe ale corpului uman (articulații și oase).
Recent, așa-numiții atomi etichetați s-au răspândit în practica medicală și biochimică. Acestea sunt atomi de elemente chimice obișnuite, numai radioactive. (Chimiștii le numesc adesea izotopi radioactivi.)
Oportunități mari au fost oferite de către izotopii radioactivi oamenilor de știință în timpul cercetărilor privind studiul metabolismului (atât în organismele vegetale, cât și în cele animale). Astfel, de exemplu, s-a constatat că proteina unui ou de pui este formată (sintetizată) din alimente care au fost hrănite găinilor cu aproximativ o lună înainte de ouă. În același timp, calciul, care a fost alimentat păsării experimentale cu o zi înainte, este folosit pentru a crea coaja de ou. Metoda indicatorilor radioactivi (sau a atomilor etichetați) le-a permis oamenilor de știință să descopere faptul unei rate foarte mari de trecere a metabolismului între un organism viu și mediu. Astfel, de exemplu, anterior se considera general acceptat faptul că țesuturile sunt reînnoite la intervale destul de lungi, calculate în ani. Cu toate acestea, în realitate, s-a dovedit că înlocuirea aproape completă a tuturor grăsimilor corpului vechi cu altele noi din corpul uman durează doar două săptămâni. Utilizarea hidrogenului marcat (atomi de tritiu) a arătat fără echivoc că organismele animale sunt capabile să absoarbă soda nu numai prin tractul gastro-intestinal, ci și direct prin piele.
Rezultate interesante au fost obținute de oamenii de știință care folosesc izotopi radioactivi ai fierului. Astfel, de exemplu, a fost posibil să se urmărească comportamentul în corpul sângelui „propriu” și transfuzat (donator), pe baza căruia metodele sale de depozitare și conservare au fost semnificativ îmbunătățite.
Se știe că compoziția celulelor roșii din sânge (eritrocite) din sânge include hemoglobina - o substanță complexă care conține fier. S-a dovedit că, dacă unui animal i se injectează hrană cu un izotop radioactiv de fier, atunci nu numai că nu intră în sânge, dar nu este deloc absorbit.Chiar dacă numărul de eritrocite din sângele unui animal într-un fel sau altul este redus, în prima etapă, fierul nu este încă absorbit. Și numai atunci când numărul de eritrocite în detrimentul depozitelor vechi de fier ajunge la normă, există o asimilare crescută a fierului radioactiv. Fierul este depus în organism „în rezervă” sub forma unui compus complex de feritină, care se formează atunci când interacționează cu proteina. Și numai din acest „depozit” corpul extrage fierul pentru sinteză hemoglobină.
Un număr de izotopi radioactivi au fost folosiți pentru diagnosticarea precoce a bolilor. De exemplu, s-a constatat că în caz de încălcare a muncii glanda tiroida cantitatea de iod din acesta scade brusc. Prin urmare, iodul, introdus în organism într-o formă sau alta, se acumulează destul de repede de acesta. Cu toate acestea, nu este posibil să se analizeze iodul glandei tiroide a unei persoane vii. Aici au fost salvați din nou atomi marcați, în special izotopul radioactiv al iodului. Prin introducerea în corp și apoi observarea căilor de trecere a acestuia și a locurilor de acumulare, medicii au dezvoltat o metodă pentru determinarea etapelor inițiale ale bolii Graves.
Vlasov L.G. - Natura se vindecă
|
