|
 Мало је чак и најистакнутијих стручњака у области атомске физике тог јутра 1942. године знало да је човек коначно савладао тајну контролу нуклеарне ланчане реакције. Али три године касније, 1945. године, свет је потресла трагедија јапанских градова - Хирошиме и Нагасакија.
Изнад ових градова по први пут су се винуле отровне печурке атомских експлозија. И тада је човечанство научило - горко и опипљиво - о разорној снази атомског језгра.
Међутим, проучавање феномена радиоактивности и утицаја зрачења на жива ткива започело је много раније - 1896. године. Тада се млади француски физичар Хенри Бецкуерел заинтересовао за соли које садрже хемијски елемент уранијум.
Чињеница је да многе соли уранијума имају способност фосфорисања када су озрачене сунчевом светлошћу. Бецкуерел је одлучио детаљније проучити ово имање. Соли уранијума изложио је сунчевој светлости, а затим их ставио на фотографску плочу умотану у црни папир. Испоставило се да зраци фосфоресценције уранијумових соли прилично лако пролазе кроз непрозирни папир остављајући на плочи црну мрљу након његовог развоја. Бецкуерел је први дошао до овог закључка. Али убрзо је постало јасно да фосфоресцентни зраци немају никакве везе са тим. Уранијумове соли, чак припремљене и чуване у мраку, и даље су деловале на фотографску плочу неколико месеци, и то не само преко папира, већ чак и кроз дрво, метале итд. На основу ових експеримената откривена је радиоактивност. А две године касније, два нова радиоактивна елемента, полонијум и радијум, открили су познати научници, супружници Марија и Пјер Кири. Од тада је започело интензивно проучавање радиоактивности. Али шта је радиоактивност?
Од детињства смо навикли да неживи предмети обично постоје вековима. У сваком случају, ако не сами предмети, онда материјали од којих су направљени. Просудите сами: чак и ако смо разбили порцеланску шољу и она је престала да испуњава предвиђену улогу, њене крхотине могу лежати миленијумима и у принципу им се ништа неће догодити. Напокон, археолози проналазе остатке посуђа и украса које су људи носили пре много миленијума!
Читава ствар овде лежи у изванредној снази молекула неорганских једињења и честица које их чине - атома. Заиста, појединачни атоми могу постојати веома дуго, а да нису претрпели значајне промене. Заправо, да бисте уништили или „прерадили“ атом, потребно је да промените његово језгро, а ово је претежак задатак.
Али у природи, испоставило се, постоје и атоми чија се језгра мењају спонтано, спонтано, како кажу физичари. Управо су та језгра названа радиоактивним, јер пролазећи кроз трансформацију емитују зраке. Дакле, радиоактивност је физички феномен у коме се дешава једно или друго преуређивање атомских језгара. То су обично три врсте зрака. Названи су словима грчке абецеде: алфа, бета и гама. Алфа и бета зраци су токови честица. Конкретно, алфа честице су атоми елемента хелиј, лишени својих електрона. Бета честице су струја електрона, док су гама зраци електромагнетни таласи, донекле слични својствима Кс-зрацима. Дакле, атом радиоактивног елемента, избацујући алфа или бета честицу из језгра, претвара се у атом другог елемента. Тако се, на пример, атом радијума, емитујући алфа честицу, претвара у атом елемента који се назива радон.
Проучавајући радиоактивне елементе (којих, иначе, није било тако мало), научници су приметили две веома занимљиве особине. Један од њих састојао се у чињеници да је стопа распадања (или, тачније, трансформација) радиоактивних атома исте врсте строго константна и на њу практично не утичу никакви спољни фактори. Зависи само од количине доступног радиоактивног елемента. Тако, на пример, ако имамо један грам радијума, тада ће се половина свих расположивих атома распасти за тачно 1620 година. Преосталих пола грама распадат ће се за пола (тј. Њихов број ће се смањити за пола) такође након 1620 година итд. Штавише, стопа распадања за сваку врсту атома је строго константна, и док две различите врсте радиоактивних атома не је пронађено да би имало исти период полураспада (тада је то временски период током којег половина свих атома пролази кроз трансформацију).
Друга карактеристика је била да су, како се испоставило, радиоактивни зраци способни да делују на жива ткива. А први који га је открио био је откривач радиоактивности, Хенри Бецкуерел. Да би демонстрирао сјај соли радијуса у мраку, носио је са собом у џепу на прсима стаклену ампулу која је садржала ову сол. После неког времена, на свом телу, на месту насупрот ампули, пронашао је благо црвенило, налик на благу опекотину, која се затим претворила у малу рану. Научник је сасвим исправно приписао овај феномен деловању радиоактивних зрака. Иначе, чир је зарастао врло споро и потпуно зарастао тек после много месеци. Тада су, скоро педесет година пре Хирошиме и Нагасакија, радиоактивни атоми упозорили људе на њихову опасност.
Од чега се састоји?
Испоставило се да главну опасност не представљају саме супстанце, већ зрачење које емитују у процесу радиоактивне трансформације. Све три врсте зрака у једном или другом степену могу да комуницирају са различитим супстанцама неорганске и органске природе, укључујући „материјал“ од којег су изграђене ћелије живог организма. И премда се све три врсте зрачења међусобно значајно разликују, у првом приближавању њихов утицај на жива ткива може се донекле сматрати истим.
Али овде, наравно, постоје неке посебности. Будући да је алфа зрачење ток прилично тешких (у поређењу са бета честицама) језгара атома хелијума, ова језгра, пролазећи кроз супстанцу, производе највеће поремећаје у молекулима који се нађу на њиховом путу. У том смислу, гама зраци су најсигурнији - они најмање делују са супстанцом кроз коју пролазе. Бета честице у овом погледу заузимају средњи положај. Дакле, алфа зраци су најопаснији. Али постоји и друга страна питања. Чињеница је да, због своје масивности и јаке интеракције са материјом, алфа честице имају врло мали такозвани „домет“, односно пут који пролазе у одређеном материјалу. Чак и танак комад папира за њих је непремостива препрека. Нарочито је утврђено да алфа-зраци продиру у људску кожу до дубине од само неколико микрона. Природно, они не могу довести до дубоких лезија унутрашњих органа током спољног зрачења. У исто време, гама зраци, иако много мање интерагују са материјом, али њихова проницава способност је толико велика да им људско тело практично не може представљати опипљиву препреку. Нису ни за шта нуклеарни реактори окружени дебелим бетонским зидовима - пре свега, ово су својеврсне „замке“ за гама зраке које се појављују током рада реактора.Будући да је пут гама зрака у људском телу хиљадама пута дужи од пута алфа честица, природно је да они могу довести до уништавања многих хемијских и биолошких структура „нађене на том путу“. Због тога се, када су изложени спољним радиоактивним супстанцама, сматра да гама зраци представљају највећу опасност. Истина, слика се значајно мења ако радиоактивна супстанца уђе у тело. Тада су најопаснији алфа зраци, који ће интензивно комуницирати са ћелијама унутрашњих ткива.
Главна опасност, као што је горе наведено, састоји се у уништавању одређених молекула тела приликом интеракције са зрачењем. Тако, на пример, молекули воде пролазе кроз појачану дисоцијацију на наелектрисане водоник и хидроксилне јоне. Али, можда је много горе када се, уместо дисоцијације, молекул „подели“ на две неутралне групе (тзв. Радикале), које, иако изузетно кратко постоје у слободном облику, имају врло високу реактивност.
Такве трансформације могу, наравно, претрпети не само молекули воде, већ и друга хемијска једињења која чине живи организам. Једно време се чак веровало да су штету на телу услед зрачења изазвали управо ови фрагменти, од којих су неки врло опасни. Међутим, ова хипотеза је убрзо напуштена, јер јој је противречила изузетно ниска концентрација супстанци које су могле да настану. Заправо, чак и уз интензивно зрачење тела, садржај таквих фрагмената не би требало да пређе једну десет милијардитих делова грама. Сада научници сматрају да вероватно првобитно настали јони и радикали ступају у даљу интеракцију са још не уништеним молекулима. Производи таквих „секундарних“ реакција, пак, ступају у интеракцију са новим молекулима, тако да се број молекула који су претрпели уништавање повећава попут лавине, односно у овом случају се примећује такозвана ланчана реакција. Као резултат, састав различитих супстанци (нарочито витамина-ензима) који регулишу активност људског тела, као и промене у низу физиолошких функција и биохемијских процеса (хематопоетска функција коштане сржи, респираторна функција крв итд.) у великој мери се мењају. И као последица, у зависности од интензитета зрачења, јавља се један или други облик зрачења. И премда су сада ефикасне методе његовог лечења развијене уз помоћ лекова који прекидају ланчану лавину трансформација, такозваних инхибитора, забрана не само употребе, већ и испитивање атомског и термонуклеарног оружја је од пресудне важности у превенцији болести зрачења.
Употреба радиоактивних лекова за превенцију и лечење низа болести је изузетно препоручљива. Чак су и пионири проучавања радиоактивности - Пјер и Марија Кири користили приправке радијума као неку врсту лековитих препарата. Тренутно се радиоактивни изотопи широко користе у лечењу различитих врста малигних тумора. Али, можда је најпознатија употреба радиоактивних супстанци за одржавање виталности човека, спречавајући бројне болести, употреба такозваних радонских купки.
Чињеница је да се радијум током радиоактивног распада претвара у радиоактивни гасовити елемент радон. Вода засићена таквим радиоактивним гасом је радонско купатило. И мада се тренутно у великом броју клиника припремају вештачке радонске купке, најпознатије природно „лежиште“ радонских вода у нашем Совјетском Савезу су кавкаски извори у близини Чалтуба. Терапеути их већ дуго проучавају.Утврђено је да је ефекат радонских купки у великој мери последица присуства радона, посебно алфа зрачења, које се појављује током радиоактивног распада радона. Управо дејство занемарљивих доза зрачења алфа честицама објашњава лековита својства радонских купки.
Као што се испоставило, у процесу узимања радонских купки, тело је изложено зрачењу не само споља, већ и изнутра. Будући да је радон гасовит, лако продире у људско тело, као и кроз кожу директно у крв. Дакле, приликом узимања радонских купки долази до равномерног и широко распрострањеног малог зрачења тела алфа честицама. Истовремено се испоставило да само око један одсто радона раствореног у води има лековито дејство. Штавише, ова акција је временски врло ограничена. Пошто је радон гасовит, у року од 1-2 сата се готово потпуно уклања из тела након купања. За то време само око пола процента радона има времена да пропадне. Стога, као што видите, излагање тела током купања није само врло кратко, већ и безначајно. Међутим, управо су ове минималне дозе зрачења лековите. Утврђено је да узимање радонских купки безначајно утиче на вазоконстрикцију коже и контракције срца. Истовремено, долази до благог смањења крвног притиска, као и повећања брзине метаболизма. Поред тога, повећавају се функције крвотворних органа. Радонске купке доводе до повећања оксидативних процеса у телу, који доприносе његовој виталној активности. Радонске купке имају посебно изражен ефекат на нервни систем. Конкретно, побољшани су инхибиторни процеси мождане коре, што заузврат помаже у побољшању сна. Такође је примећено да радонске купке имају (иако мале) аналгетичке и противупалне ефекте. Утврђено је да у неким случајевима такве купке уклањају хроничне запаљенске процесе у одређеним органима људског тела (зглобовима и костима).
Недавно су такозвани обележени атоми постали широко распрострањени у медицинској и биохемијској пракси. То су атоми обичних хемијских елемената, само радиоактивни. (Хемичари их често називају радиоактивним изотопима.)
Велике могућности пружали су радиоактивни изотопи научницима током истраживања о проучавању метаболизма (како у биљним тако и у животињским организмима). Тако је, на пример, утврђено да се протеин пилећег јајета формира (синтетише) из хране која је храњена пилићима око месец дана пре полагања јаја. Истовремено, калцијум храњен експерименталној птици дан раније користи се за стварање љуске јајета. Метода радиоактивних индикатора (или означени атоми) омогућила је научницима да открију чињеницу врло високе стопе проласка метаболизма између живог организма и околине. Тако се, на пример, раније сматрало општеприхваћеним да се ткива обнављају након прилично дугих временских периода, рачунатих у годинама. Међутим, у стварности се испоставило да скоро комплетна замена свих старих телесних масти новим у људском телу траје само две недеље. Употреба означеног водоника (атоми трицијума) недвосмислено је показала да су животињски организми способни да апсорбују сода не само кроз гастроинтестинални тракт, већ и директно кроз кожу.
Занимљиве резултате научници су добили користећи радиоактивне изотопе гвожђа. Тако је, на пример, било могуће пратити понашање у телу „сопствене“ и трансфундиране (донаторске) крви, на основу чега су значајно побољшане методе њеног чувања и чувања.
Познато је да састав црвених крвних зрнаца (еритроцита) крви укључује хемоглобин - сложену супстанцу која садржи гвожђе. Испоставило се да ако се животињи убризга храна са радиоактивним изотопом гвожђа, она не само да не улази у крв, већ се уопште не апсорбује.Чак и ако се број еритроцита у крви животиње некако смањи у крви, у првој фази се апсорпција гвожђа још увек не дешава. И тек када број еритроцита, због старих залиха гвожђа, достигне норму, долази до повећане асимилације радиоактивног гвожђа. Гвожђе се у телу одлаже „у резерви“ у облику сложеног једињења феритина, које настаје у интеракцији са протеинима. И само из овог „складишта“ тело црпи гвожђе за синтезу хемоглобин.
Бројни радиоактивни изотопи коришћени су за рану дијагнозу болести. Тако је, на пример, утврђено да у случају квара штитна жлезда количина јода у њему нагло опада. Због тога се јод, који се уводи у тело у једном или другом облику, прилично брзо акумулира. Међутим, није могуће анализирати јод штитне жлезде живе особе. Овде су поново дошли у помоћ означени атоми, посебно радиоактивни изотоп јода. Уводећи се у тело, а затим посматрајући путеве његовог проласка и места акумулације, лекари су развили метод за одређивање почетних стадијума Гравесове болести.
Власов Л.Г. - Природа лечи
|
