|
 Malo je čak i najistaknutijih stručnjaka na polju atomske fizike tog jutra 1942. godine znalo da je čovjek konačno savladao tajnu kontrolu nuklearne lančane reakcije. No, tri godine kasnije, 1945. godine, svijet je bio šokiran tragedijom japanskih gradova - Hirošime i Nagasakija.
Nad tim su se gradovima po prvi put uzletjele otrovne gljive atomskih eksplozija. I tada je čovječanstvo naučilo - gorko i opipljivo - o razornoj snazi atomske jezgre.
Međutim, proučavanje fenomena radioaktivnosti i učinka zračenja na živa tkiva započelo je mnogo ranije - 1896. godine. Tada se mladi francuski fizičar Henri Becquerel zainteresirao za soli koje sadrže kemijski element uran.
Činjenica je da mnoge soli urana imaju sposobnost fosforesciranja kad su ozračene sunčevom svjetlošću. Becquerel je odlučio detaljnije proučiti ovo svojstvo. Izložio je soli urana sunčevoj svjetlosti, a zatim ih stavio na fotografsku ploču umotanu u crni papir. Pokazalo se da zrake fosforescencije uranovih soli prilično lako prolaze kroz neprozirni papir ostavljajući na ploči crnu mrlju nakon njegovog razvoja. Becquerel je prvi došao do ovog zaključka. No, ubrzo je postalo jasno da fosforescentne zrake s tim nemaju nikakve veze. Uranove soli, čak pripremljene i čuvane u mraku, još su nekoliko mjeseci djelovale na fotografsku ploču i to ne samo kroz papir, već čak i kroz drvo, metale itd. Na temelju tih pokusa otkrivena je radioaktivnost. A dvije godine kasnije poznati novi znanstvenici, supružnici Maria i Pierre Curie, otkrili su dva nova radioaktivna elementa, polonij i radij. Od tog je doba započelo intenzivno proučavanje radioaktivnosti. Ali što je radioaktivnost?
Od djetinjstva smo navikli da neživi predmeti obično postoje stoljećima. U svakom slučaju, ako ne sami predmeti, onda materijali od kojih su izrađeni. Prosudite sami: čak i ako smo slomili porculansku čašu i ona je prestala ispunjavati predviđenu ulogu, njeni krhotine mogu ležati tisućljećima i u principu im se ništa neće dogoditi. Napokon, arheolozi pronalaze ostatke posuđa i ukrasa koje su ljudi nosili prije mnogo tisućljeća!
Cijela poanta ovdje leži u izvanrednoj snazi molekula anorganskih spojeva i čestica koje ih čine - atoma. Doista, pojedini atomi mogu postojati vrlo dugo, a da pritom ne prođu značajne promjene. Zapravo, da biste uništili ili "preradili" atom, morate promijeniti njegovu jezgru, a to je pretežak zadatak.
Ali u prirodi, ispada, postoje i atomi čije se jezgre mijenjaju spontano, spontano, kako kažu fizičari. Upravo su te jezgre nazvane radioaktivnim, jer prolazeći kroz transformaciju emitiraju zrake. Dakle, radioaktivnost je fizička pojava u kojoj se događa jedno ili drugo preslagivanje atomskih jezgri. To su obično tri vrste zraka. Nazvani su slovima grčke abecede: alfa, beta i gama. Alfa i beta zrake su struje čestica. Naročito su alfa čestice atomi elementa helij, lišeni svojih elektrona. Beta čestice su struja elektrona, dok su gama zrake elektromagnetski valovi, ponešto slični svojstvima X-zrakama. Dakle, atom radioaktivnog elementa, izbacujući alfa ili beta česticu iz jezgre, pretvara se u atom drugog elementa. Tako se, na primjer, atom radija, emitirajući alfa česticu, pretvara u atom elementa koji se naziva radon.
Proučavajući radioaktivne elemente (kojih se, usput rečeno, pokazalo ne tako malo), znanstvenici su primijetili dvije vrlo zanimljive značajke. Jedan od njih sastojao se u činjenici da je brzina propadanja (ili, točnije, transformacija) radioaktivnih atoma iste vrste strogo konstantna i na nju praktički ne utječu nikakvi vanjski čimbenici. Ovisi samo o količini dostupnog radioaktivnog elementa. Tako, na primjer, ako imamo jedan gram radija, tada će polovica svih raspoloživih atoma propasti za točno 1620 godina. Preostalih pola grama raspadat će se za pola (tj. Njihov će se broj prepoloviti) također nakon 1620 godina itd. Štoviše, stopa raspadanja za svaku vrstu atoma strogo je konstantna, i dok se ne pronađu dvije različite vrste radioaktivnih atoma koji bi imao isti poluživot (tada je to vremensko razdoblje tijekom kojeg polovica svih atoma prolazi kroz transformaciju).
Druga je značajka bila da su, kako se ispostavilo, radioaktivne zrake sposobne djelovati na živa tkiva. A prvi koji ga je otkrio bio je otkrivač radioaktivnosti, Henri Becquerel. Da bi demonstrirao sjaj soli radija u mraku, u prsima je nosio staklenu ampulu koja sadrži tu sol. Nakon nekog vremena, na svom tijelu, na mjestu nasuprot ampuli, pronašao je lagano crvenilo, nalik laganom opeklini, koja se potom pretvorila u malu ranu. Znanstvenik je s pravom pripisao ovaj fenomen djelovanju radioaktivnih zraka. Inače, čir je zarastao vrlo sporo i potpuno zacijelio tek nakon mnogo mjeseci. Tada su, gotovo pedeset godina prije Hirošime i Nagasakija, radioaktivni atomi upozorili ljude na njihovu opasnost.
Od čega se sastoji?
Pokazalo se da glavna opasnost nisu same tvari, već zračenje koje emitiraju u procesu radioaktivne transformacije. Sve tri vrste zraka u jednom ili drugom stupnju mogu komunicirati s raznim tvarima anorganske i organske prirode, uključujući "materijal" od kojeg su izgrađene stanice živog organizma. I premda se sve tri vrste zračenja međusobno značajno razlikuju, u prvom približavanju njihov učinak na živa tkiva može se smatrati donekle jednakim.
Ali ovdje, naravno, postoje neke osobitosti. Budući da je alfa zračenje tok prilično teških (u usporedbi s beta česticama) jezgri atoma helija, te jezgre, prolazeći kroz tvar, stvaraju najveće smetnje u molekulama koje se nađu na njihovom putu. U tom smislu gama zrake su najsigurnije - najmanje komuniciraju sa supstancom kroz koju prolaze. Beta čestice u tom pogledu zauzimaju posredni položaj. Dakle, alfa zrake su najopasnije. No, postoji i druga strana problema. Činjenica je da, zbog svoje masivnosti i jake interakcije s materijom, alfa čestice imaju vrlo mali takozvani "domet", odnosno put koji prolaze u određenom materijalu. Čak i tanki komad papira za njih je nepremostiva prepreka. Posebno je utvrđeno da alfa zrake prodiru u ljudsku kožu do dubine od samo nekoliko mikrona. Prirodno, oni ne mogu dovesti do dubokih lezija unutarnjih organa tijekom vanjskog zračenja. Istodobno, gama zrake, iako mnogo manje ulaze u interakciju s materijom, ali njihova pronicava sposobnost je toliko velika da im ljudsko tijelo praktički ne može predstavljati opipljivu prepreku. Nimalo su nuklearni reaktori okruženi debelim betonskim zidovima - prije svega, ovo su svojevrsne "zamke" za gama zrake koje se pojave tijekom rada reaktora.Budući da je put gama zraka u ljudskom tijelu mnogo tisuća puta duži od puta alfa čestica, prirodno je da one mogu dovesti do uništenja mnogih kemijskih i bioloških struktura "nađene" na tom putu. Zato se, kada su izloženi vanjskim radioaktivnim tvarima, smatra da gama zrake predstavljaju najveću opasnost. Istina, slika se značajno mijenja ako radioaktivna tvar uđe u tijelo. Tada su najopasnije alfa zrake, koje će intenzivno komunicirati sa stanicama unutarnjih tkiva.
Glavna opasnost, kao što je gore spomenuto, sastoji se u uništavanju određenih molekula organizma u interakciji s zračenjem. Tako, na primjer, molekule vode podvrgavaju se pojačanoj disocijaciji na nabijene vodikove i hidroksilne ione. No, možda je puno gore kada se, umjesto disocijacije, molekula "podijeli" u dvije neutralne skupine (tzv. Radikale), koje, iako u slobodnom obliku postoje izuzetno kratko, imaju vrlo visoku reaktivnost.
Takve transformacije mogu, naravno, proći ne samo molekule vode, već i drugi kemijski spojevi koji čine živi organizam. Jedno vrijeme se čak vjerovalo da su štetu na tijelu zbog zračenja uzrokovali upravo ti fragmenti, od kojih su neki vrlo opasni. Međutim, ta je hipoteza ubrzo napuštena, jer joj je proturječila izuzetno niska koncentracija tvari koja se mogla stvoriti. Zapravo, čak i uz intenzivno zračenje tijela, sadržaj takvih fragmenata ne bi smio prelaziti deset milijarditih dijelova grama. Sada znanstvenici smatraju da vjerojatno prvotno stvoreni ioni i radikali stupaju u daljnju interakciju s još nerazorenim molekulama. Produkti takvih "sekundarnih" reakcija, pak, stupaju u interakciju s novim molekulama, tako da se broj molekula koje su podvrgnute razaranju povećava poput lavine, odnosno, u ovom se slučaju uočava takozvana lančana reakcija. Kao rezultat toga, sastav različitih tvari (posebno vitamina-enzima) koji reguliraju aktivnost ljudskog tijela, kao i promjene u nizu fizioloških funkcija i biokemijskih procesa (hematopoetska funkcija koštane srži, respiratorna funkcija krvi itd.) Uvelike se mijenjaju. I kao rezultat toga, ovisno o intenzitetu zračenja, javlja se jedan ili drugi oblik zračenja. I premda su sada učinkovite metode njegovog liječenja razvijene uz pomoć lijekova koji prekidaju lančanu lavinu transformacija, takozvanih inhibitora, zabrana ne samo upotrebe, već i ispitivanja atomskog i termonuklearnog oružja od presudne je važnosti u prevenciji bolesti zračenja.
Upotreba radioaktivnih lijekova za prevenciju i liječenje niza bolesti izuzetno je svrsishodna. Čak su i pioniri istraživanja radioaktivnosti - Pierre i Marie Curie koristili pripravke radija kao svojevrsne ljekovite pripravke. Trenutno se radioaktivni izotopi široko koriste u liječenju različitih vrsta malignih tumora. No, možda je najpoznatija uporaba radioaktivnih tvari za održavanje vitalnosti osobe, sprječavanje niza bolesti, upotreba takozvanih radonskih kupki.
Činjenica je da se radij tijekom radioaktivnog raspada pretvara u radioaktivni plinoviti element radon. Voda zasićena takvim radioaktivnim plinom je radonska kupka. I premda se trenutno u nizu klinika pripremaju umjetne radonske kupke, najpoznatije prirodno "ležište" radonskih voda u našem Sovjetskom Savezu su kavkaski izvori u blizini Tskhaltuba. Terapeuti ih proučavaju već duže vrijeme.Utvrđeno je da je učinak radonskih kupki u velikoj mjeri posljedica prisutnosti radona, posebno alfa zračenja, koje se pojavljuje tijekom radioaktivnog raspada radona. Upravo djelovanje zanemarljivih doza ozračivanja alfa česticama objašnjava ljekovita svojstva radonskih kupki.
Kao što se ispostavilo, u procesu uzimanja radonskih kupki, tijelo je izloženo zračenju ne samo izvana, već i iznutra. Budući da je radon plinovit, lako prodire u ljudsko tijelo, kao i kroz kožu izravno u krv. Dakle, pri kupanju radonskih kupki događa se jednoliko i rašireno malo ozračivanje tijela alfa česticama. Istodobno se pokazalo da samo oko jedan posto radona otopljenog u vodi ima ljekovito djelovanje. Štoviše, ova je radnja vremenski vrlo ograničena. Budući da je radon plinovit, u roku od 1-2 sata gotovo se potpuno uklanja iz tijela nakon kupanja. Za to vrijeme samo oko pola posto radona ima vremena propasti. Stoga, kao što vidite, izlaganje tijela tijekom kupanja nije samo vrlo kratkotrajno, već i beznačajno. Međutim, upravo su te minimalne doze zračenja ljekovite. Utvrđeno je da uzimanje radonskih kupki beznačajno utječe na suženje kože i krčenje srca. Istodobno, dolazi do blagog smanjenja krvnog tlaka, kao i povećanja brzine metabolizma. Uz to se povećavaju funkcije krvotvornih organa. Radonske kupke dovode do povećanja oksidativnih procesa u tijelu, koji doprinose njegovoj vitalnoj aktivnosti. Radonske kupke imaju posebno izražen učinak na živčani sustav. Konkretno, pojačani su inhibicijski procesi moždane kore, što zauzvrat pomaže poboljšanju sna. Također je primijećeno da radonske kupke imaju (iako male) analgetičke i protuupalne učinke. Utvrđeno je da u nekim slučajevima takve kupke uklanjaju kronične upalne procese u određenim organima ljudskog tijela (zglobovima i kostima).
U posljednje vrijeme takozvani označeni atomi postali su rašireni u medicinskoj i biokemijskoj praksi. To su atomi običnih kemijskih elemenata, samo radioaktivni. (Kemičari ih često nazivaju radioaktivnim izotopima.)
Radioaktivni izotopi pružali su velike mogućnosti znanstvenicima tijekom istraživanja proučavanja metabolizma (kako u biljnim tako i u životinjskim organizmima). Primjerice, utvrđeno je da se protein kokošjeg jajeta stvara (sintetizira) iz hrane koja se hranila pilićima otprilike mjesec dana prije nošenja jaja. Istodobno, kalcij, koji je dan prije hranjen pokusnoj ptici, koristi se za stvaranje ljuske jaja. Metoda radioaktivnih pokazatelja (ili označenih atoma) omogućila je znanstvenicima da otkriju činjenicu vrlo visoke stope prolaska metabolizma između živog organizma i okoline. Tako se, na primjer, prije smatralo općeprihvaćenim da se tkiva obnavljaju u prilično dugim intervalima, računato u godinama. Međutim, u stvarnosti se ispostavilo da gotovo potpuna zamjena svih starih tjelesnih masti novima u ljudskom tijelu traje samo dva tjedna. Korištenje označenog vodika (atomi tricija) nedvosmisleno je pokazalo da su životinjski organizmi sposobni apsorbirati sodu ne samo kroz gastrointestinalni trakt, već i izravno kroz kožu.
Zanimljive rezultate dobili su znanstvenici koji su koristili radioaktivne izotope željeza. Tako je, na primjer, bilo moguće pratiti ponašanje u tijelu "vlastite" i transfuzirane (donatorske) krvi, na temelju čega su značajno poboljšane metode njezinog čuvanja i konzerviranja.
Poznato je da sastav crvenih krvnih stanica (eritrocita) krvi uključuje hemoglobin - složenu tvar koja sadrži željezo. Pokazalo se da ako se životinji ubrizga hrana s radioaktivnim izotopom željeza, ona ne samo da ne ulazi u krvotok, već se uopće ne apsorbira.Čak i ako se broj eritrocita u krvi životinje nekako smanji u krvi, u prvoj fazi se apsorpcija željeza još uvijek ne događa. I tek kada broj eritrocita, zbog starih zaliha željeza, dosegne normu, dolazi do povećane asimilacije radioaktivnog željeza. Željezo se u tijelu taloži "u rezervi" u obliku složenog spoja feritina, koji nastaje u interakciji s proteinima. I samo iz ovog "skladišta" tijelo crpi željezo za sintezu hemoglobin.
Brojni radioaktivni izotopi korišteni su za ranu dijagnozu bolesti. Tako je, na primjer, utvrđeno da u slučaju kvara Štitnjača količina joda u njemu naglo se smanjuje. Stoga se jod, koji se uvodi u tijelo u jednom ili drugom obliku, prilično brzo akumulira. Međutim, nije moguće analizirati jod štitnjače žive osobe. Tu su opet priskočili u pomoć označeni atomi, posebno radioaktivni izotop joda. Uvodeći u tijelo, a zatim promatrajući putove njegovog prolaska i mjesta nakupljanja, liječnici su razvili metodu za određivanje početnih stadija Gravesove bolesti.
Vlasov L.G. - Priroda liječi
|
