|
 Få av selv de mest fremtredende ekspertene innen atomfysikk visste den morgenen 1942 at mennesket endelig hadde mestret den hemmelige kontrollen av en kjernefysisk kjedereaksjon. Men tre år senere, i 1945, ble verden rystet av tragedien i de japanske byene - Hiroshima og Nagasaki.
Det var over disse byene at giftige sopp med atomeksplosjoner steg for første gang. Og det var da menneskeheten lærte - bittert og håndgripelig - om atomkjernens ødeleggende kraft.
Studien av fenomenet radioaktivitet og effekten av stråling på levende vev begynte imidlertid mye tidligere - i 1896. På den tiden ble den unge franske fysikeren Henri Becquerel interessert i salter som inneholder det kjemiske elementet uran.
Faktum er at mange uransalter har evnen til å fosforesere når de bestråles med sollys. Becquerel bestemte seg for å studere denne eiendommen nærmere. Han utsatte uransalter for sollys og la dem deretter på en fotografisk plate innpakket i svart papir. Det viste seg at strålene av fosforcens av uransalter ganske enkelt passerer gjennom det ugjennomsiktige papiret, og etterlater en svart flekk på platen etter utviklingen. Becquerel var den første som kom til denne konklusjonen. Men det ble snart klart at fosforescensstrålene ikke hadde noe med det å gjøre. Uraniumsalter, til og med tilberedt og holdt i mørket, virket fremdeles på fotografisk plate i flere måneder, og ikke bare gjennom papir, men til og med gjennom tre, metaller osv. På bakgrunn av disse eksperimentene ble radioaktivitet oppdaget. Og to år senere ble to nye radioaktive elementer, polonium og radium, oppdaget av kjente forskere, ektefellene Maria og Pierre Curie. Det var fra denne tiden at en intensiv studie av radioaktivitet startet. Men hva er radioaktivitet?
Vi er vant fra barndommen til at livløse gjenstander vanligvis eksisterer i århundrer. I alle fall, hvis ikke selve gjenstandene, så materialene de er laget av. Døm selv: selv om vi knuste en porselenskopp og den sluttet å oppfylle sin tiltenkte rolle, kan skjærene ligge i årtusener, og i prinsippet vil ingenting skje med dem. Tross alt finner arkeologene restene av retter og dekorasjoner som folk hadde på seg for mange årtusener siden!
Hele poenget her ligger i den ekstraordinære styrken til molekylene av uorganiske forbindelser og partiklene som utgjør dem - atomer. Faktisk kan individuelle atomer eksistere i veldig lang tid uten å gjennomgå noen vesentlige endringer. For å ødelegge eller "gjøre om" et atom, må du faktisk endre kjernen, og dette er for vanskelig en oppgave.
Men i naturen, viser det seg, er det også atomer hvis kjerner forandrer seg spontant, spontant, som fysikere sier. Det er disse kjernene som ble kalt radioaktive, siden de undergår transformasjon avgir stråler. Dermed er radioaktivitet et fysisk fenomen der en eller annen omorganisering av atomkjerner forekommer. Dette er vanligvis tre typer stråler. De ble kalt bokstavene i det greske alfabetet: alfa, beta og gamma. Alfa- og betastråler er strømmer av partikler. Spesielt er alfapartikler atomer i elementet helium, uten elektronene. Betapartikler er en strøm av elektroner, mens gammastråler er elektromagnetiske svingninger, noe som ligner på røntgenstråler. Dermed blir et atom av et radioaktivt element, som løfter ut en alfa- eller beta-partikkel fra kjernen, til et atom av et annet element. Så for eksempel blir et radiumatom, som sender ut en alfapartikkel, til et atom av et element som kalles radon.
Studerer radioaktive elementer (som forresten ikke var så få), forskere la merke til to veldig interessante trekk. En av dem var at forfallshastigheten (eller, nærmere bestemt, transformasjonen) av radioaktive atomer av samme slag er strengt konstant og praktisk talt upåvirket av eksterne faktorer. Det avhenger bare av mengden tilgjengelig radioaktivt element. Så hvis vi for eksempel har ett gram radium, vil halvparten av alle tilgjengelige atomer forfalle på nøyaktig 1620 år. Det resterende halve gram vil forfalle med halvparten (det vil si at antallet vil reduseres med halvparten) også etter 1620 år osv. Videre er forfallshastigheten for hver type atom strengt konstant, og til to forskjellige typer radioaktive atomer har blitt funnet som ville ha samme halveringstid (da er den tidsperioden der halvparten av alle atomer gjennomgår transformasjon).
En annen funksjon var at, som det viste seg, er radioaktive stråler i stand til å virke på levende vev. Og den første som oppdaget at det var oppdageren av radioaktivitet, Henri Becquerel. For å demonstrere gløden av radiumsalter i mørket, bar han med seg en glassampulle med salt i brystlommen. Etter en stund, på kroppen hans, på stedet overfor ampullen, fant han en lett rødhet, som lignet på en lett brannskade, som deretter ble til et lite sår. Forskeren tilskrev ganske riktig dette fenomenet virkningen av radioaktive stråler. For øvrig helbredet såret veldig sakte og helbredet først etter mange måneder. Det var da, nesten femti år før Hiroshima og Nagasaki, at radioaktive atomer advarte folk om deres fare.
Hva består den av?
Det viste seg at den største faren ikke er stoffene i seg selv, men strålingen de avgir i løpet av radioaktiv transformasjon. Alle tre typer stråler i en eller annen grad kan samhandle med forskjellige stoffer av både uorganisk og organisk natur, inkludert "materialet" som cellene i en levende organisme er bygget av. Og selv om alle tre typer stråling skiller seg betydelig fra hverandre, kan deres virkning på levende vev i en første tilnærming betraktes som den samme.
Men her er det selvfølgelig noen særegenheter. Siden alfastråling er en strøm av ganske tunge (sammenlignet med beta-partikler) kjerner av heliumatomet, produserer disse kjernene de største forstyrrelsene i molekylene som oppstår i deres vei når de passerer gjennom stoffet. I denne forstand er gammastråler de tryggeste - de samhandler minst av alt med stoffet de går gjennom. Betapartikler inntar en mellomposisjon i denne forbindelse. Dermed er alfastråler de farligste. Men det er en annen side av saken. Fakta er at, på grunn av deres massivitet og sterke interaksjon med materie, har alfapartikler et veldig lite såkalt "område", det vil si banen de går i et bestemt materiale. Selv et tynt stykke papir er en uoverstigelig barriere for dem. Spesielt ble det funnet at alfastråler trenger inn i menneskelig hud til en dybde på bare noen få mikron. Naturligvis kan de ikke føre til dype lesjoner i indre organer under ekstern bestråling. Samtidig samvirker gammastråler, selv om det er mye mindre med materie, men deres gjennomtrengende evne er så stor at menneskekroppen praktisk talt ikke kan utgjøre en håndgripelig barriere for dem. Det er ikke for ingenting at atomreaktorer er omgitt av tykke betongvegger - først og fremst er dette slags "feller" for gammastråler som dukker opp under reaktorens drift.Siden banen til gammastråler i menneskekroppen er mange tusen ganger lengre enn banen til alfapartikler, er det naturlig at de kan føre til ødeleggelse av mange kjemiske og biologiske strukturer som "påtreffes" underveis. Når det utsettes for eksterne radioaktive stoffer, anses det at gammastråler utgjør den største faren. Det er sant at bildet endres betydelig hvis et radioaktivt stoff kommer inn i kroppen. Da er de farligste alfastråler, som vil interagere intensivt med cellene i indre vev.
Den største faren, som nevnt ovenfor, består i ødeleggelse av visse molekyler i kroppen når de samhandler med stråling. Dermed gjennomgår for eksempel vannmolekyler forbedret dissosiasjon i ladede hydrogen- og hydroksylioner. Men kanskje er det mye verre når molekylet "deler" seg i to nøytrale grupper (de såkalte radikale) i stedet for dissosiasjon, som, selv om de eksisterer i en fri form i ekstremt kort tid, har en veldig høy reaktivitet.
Slike transformasjoner kan selvfølgelig gjennomgå ikke bare vannmolekyler, men også andre kjemiske forbindelser som utgjør en levende organisme. På et tidspunkt ble det til og med antatt at skaden på kroppen på grunn av stråling var forårsaket av nettopp disse fragmentene, hvorav noen er veldig farlige. Imidlertid ble denne hypotesen snart forlatt, da den ble motsagt av den ekstremt lave konsentrasjonen av stoffer som kunne dannes. Faktisk, selv med intens bestråling av kroppen, skulle innholdet av slike fragmenter ikke ha oversteget en ti milliardedel gram. Nå mener forskere at de opprinnelig dannede ioner og radikaler, sannsynligvis, inngår i ytterligere interaksjon med molekyler som ennå ikke er ødelagt. Produktene av slike "sekundære" reaksjoner samhandler i sin tur med nye molekyler, slik at antall molekyler som har blitt ødelagt øker som et skred, det vil si i dette tilfellet en såkalt kjedereaksjon blir observert. Som et resultat, sammensetningen av forskjellige stoffer (spesielt vitaminer-enzymer) som regulerer aktiviteten til menneskekroppen, samt endringer i en rekke fysiologiske funksjoner og biokjemiske prosesser (hematopoietisk funksjon av benmargen, respirasjonsfunksjon av blod osv.) endres sterkt. Og som et resultat, avhengig av strålingsintensiteten, oppstår en eller annen form for strålingssyke. Og selv om effektive metoder for behandling nå er utviklet ved hjelp av medikamenter som avskjærer kjedeskredet av transformasjoner, er de såkalte inhibitorene, forbudet mot ikke bare bruk, men også testing av atom- og termonukleære våpen er avgjørende betydning i forebygging av strålesykdommer.
Det er sterkt tilrådelig å bruke radioaktive medikamenter for forebygging og behandling av en rekke sykdommer. Selv pionerene for studiet av radioaktivitet - Pierre og Marie Curie brukte radiumpreparater som en slags medisinske preparater. For tiden er radioaktive isotoper mye brukt i behandlingen av forskjellige typer ondartede svulster. Men kanskje den mest kjente bruken av radioaktive stoffer for å opprettholde vitaliteten til en person, forebygge en rekke sykdommer, er bruk av såkalte radonbad.
Faktum er at radium under radioaktivt forfall blir til et radioaktivt gasselement radon. Vann mettet med en slik radioaktiv gass er et radonbad. Og selv om det for tiden i en rekke klinikker forberedes kunstige radonbad, er det mest berømte naturlige "avleiret" av radonvann i vårt Sovjetunionen de kaukasiske kildene i nærheten av Tskhaltubo. Terapeuter har studert dem i lang tid.Det ble funnet at effekten av radonbad i stor grad skyldes tilstedeværelsen av radon, spesielt alfastråling, som dukker opp under det radioaktive forfallet av radon. Det er virkningen av ubetydelige doser av bestråling med alfapartikler som forklarer de helbredende egenskapene til radonbad.
Som det viste seg, utsettes kroppen for stråling ikke bare fra utsiden, men også fra innsiden i løpet av å ta radonbad. Siden radon er gassformig, trenger den lett inn i menneskekroppen, så vel som gjennom huden direkte inn i blodet. Dermed oppstår en jevn og utbredt liten bestråling av kroppen med alfapartikler når man tar radonbad. Samtidig viste det seg at bare omtrent en prosent av radon oppløst i vann har en helbredende effekt. Dessuten er denne handlingen veldig tidsbegrenset. Siden radon er gassformet, fjernes det nesten 1–2 timer fra kroppen etter bading. I løpet av denne tiden har bare omtrent en halv prosent av radon tid til å forfalle. Således, som du kan se, er eksponeringen av kroppen mens du tar et bad ikke bare veldig kort, men også ubetydelig. Imidlertid er det nettopp disse minimumsdosene av stråling som er kurative. Det ble funnet at å ta radonbad påvirker vasokonstriksjonen i hud og hjertesammentrekninger i ubetydelig grad. Samtidig er det en liten reduksjon i blodtrykket, samt en økning i metabolsk hastighet. I tillegg øker funksjonene til de hematopoietiske organene. Radonbad fører til en økning i oksidative prosesser i kroppen, noe som bidrar til dens vitale aktivitet. Radonbad har en særlig uttalt effekt på nervesystemet. Spesielt forbedres de hemmende prosessene i hjernebarken, noe som igjen bidrar til å forbedre søvnen. Det ble også bemerket at radonbad har (om enn små) smertestillende og betennelsesdempende effekter. Det ble funnet at slike bad i noen tilfeller eliminerer kroniske inflammatoriske prosesser i visse organer i menneskekroppen (ledd og bein).
Nylig har såkalte merkede atomer blitt utbredt i medisinsk og biokjemisk praksis. Dette er atomer av vanlige kjemiske elementer, bare radioaktive. (Kjemikere kaller dem ofte radioaktive isotoper.)
Store muligheter ble gitt av radioaktive isotoper til forskere under forskning på studiet av metabolisme (både i plante- og dyreorganismer). Så for eksempel ble det funnet at proteinet fra et kyllingegg dannes (syntetiseres) fra mat som ble matet til kyllinger omtrent en måned før egglegging. Samtidig brukes kalsium matet til eksperimentfuglen dagen før for å lage eggeskallet. Metoden med radioaktive indikatorer (eller merkede atomer) tillot forskere å oppdage det faktum at stoffskiftet passerer veldig høyt mellom en levende organisme og miljøet. Så ble det for eksempel tidligere ansett som allment akseptert at vev fornyes etter ganske lange perioder, beregnet i år. Imidlertid viste det seg at nesten fullstendig erstatning av alt gammelt kroppsfett med nytt i menneskekroppen bare tar to uker. Bruken av merket hydrogen (tritiumatomer) har utvetydig vist at dyreorganismer er i stand til å absorbere brus ikke bare gjennom mage-tarmkanalen, men også direkte gjennom huden.
Interessante resultater ble oppnådd av forskere som brukte radioaktive isotoper av jern. Så for eksempel var det mulig å spore oppførselen i kroppen av "eget" og transfusert (donor) blod, på grunnlag av hvilket dets lagrings- og konserveringsmetoder ble betydelig forbedret.
Det er kjent at sammensetningen av røde blodlegemer (erytrocytter) av blod inkluderer hemoglobin - et komplekst stoff som inneholder jern. Det viste seg at hvis et dyr injiseres med mat med en radioaktiv isotop av jern, så kommer det ikke bare inn i blodet, men absorberes ikke i det hele tatt.Selv om antallet erytrocytter i blodet til et dyr er redusert på en eller annen måte, blir jern fortsatt ikke absorbert i første fase. Og bare når antall erytrocytter på bekostning av gamle jernforretninger når normen, er det en økt assimilering av radioaktivt jern. Jern avsettes i kroppen "i reserve" i form av en kompleks forbindelse av ferritin, som dannes når den samhandler med protein. Og bare fra dette "lageret" trekker kroppen jern for syntese hemoglobin.
En rekke radioaktive isotoper har blitt brukt til tidlig diagnose av sykdommer. Så for eksempel ble det funnet at i tilfelle feil skjoldbruskkjertelen mengden jod i den avtar kraftig. Derfor akkumuleres jod, introdusert i kroppen i en eller annen form, ganske raskt av det. Imidlertid er det ikke mulig å analysere jod i skjoldbruskkjertelen til en levende person. Også her kom merkede atomer til unnsetning, spesielt den radioaktive isotopen av jod. Ved å introdusere i kroppen, og deretter observere banene for dens passering og akkumuleringssteder, har leger utviklet en metode for å bestemme de innledende stadiene av Graves sykdom.
Vlasov L.G. - Naturen helbreder
|
