|
 Harvat edes merkittävimmistä atomifysiikan asiantuntijoista tiesivät sinä aamuna vuonna 1942, että ihminen oli vihdoin hallinnut ydinketjureaktion salaisen hallinnan. Mutta kolme vuotta myöhemmin, vuonna 1945, maailmaa ravisteli japanilaisten kaupunkien - Hiroshiman ja Nagasakin - tragedia.
Näiden kaupunkien yli myrkylliset atomiräjähdyssienet nousivat ensimmäistä kertaa. Silloin ihmiskunta sai tietää - katkerasti ja tuntuvasti - atomituuman tuhoavasta voimasta.
Tutkimus radioaktiivisuudesta ja säteilyn vaikutuksesta eläviin kudoksiin aloitettiin kuitenkin paljon aikaisemmin - vuonna 1896. Tuolloin nuori ranskalainen fyysikko Henri Becquerel kiinnostui uraanin kemiallista alkuaineita sisältävistä suoloista.
Tosiasia on, että monilla uraanisuoloilla on kyky fosforoida, kun niitä säteilytetään auringonvalolla. Becquerel päätti tutkia tätä ominaisuutta tarkemmin. Hän altisti uraanisuolat auringonvalolle ja laittoi ne sitten mustalle paperille kääritylle valokuvalevylle. Kävi ilmi, että uraanisuolojen fosforesenssisäteet kulkevat melko helposti läpinäkymättömän paperin läpi, jättäen levylle mustan täplän sen kehityksen jälkeen. Becquerel tuli ensimmäisenä tähän johtopäätökseen. Mutta pian kävi selväksi, että fosforesenssillä ei ollut mitään tekemistä sen kanssa. Jopa valmistetut ja pimeässä pidetyt uraanisuolat vaikuttivat edelleen valokuvalevyyn useita kuukausia, ei vain paperin, vaan jopa puun, metallien jne. Kautta. Näiden kokeiden perusteella löydettiin radioaktiivisuutta. Ja kaksi vuotta myöhemmin kuuluisat tutkijat, Maria ja Pierre Curie, löysivät kaksi uutta radioaktiivista elementtiä, poloniumia ja radiumia. Siitä lähtien alkoi intensiivinen radioaktiivisuuden tutkimus. Mutta mikä on radioaktiivisuus?
Lapsuudesta lähtien olemme tottuneet siihen, että elottomia esineitä on yleensä vuosisatojen ajan. Joka tapauksessa, elleivät itse esineet, niin materiaalit, joista ne on valmistettu. Tuomari itse: vaikka rikkisimme posliinikupin ja se lakkaisi täyttämästä aiottua rooliaan, sen sirpaleet voivat valehdella vuosituhansien ajan, eikä heille periaatteessa tapahdu mitään. Loppujen lopuksi arkeologit löytävät astioiden ja koristeiden jäännökset, joita ihmiset käyttivät monta vuosituhatta sitten!
Koko asia on tässä epäorgaanisten yhdisteiden molekyylien ja niistä muodostuvien hiukkasten - atomien - poikkeuksellisessa vahvuudessa. Yksittäiset atomit voivat todellakin olla olemassa hyvin kauan ilman, että niissä tapahtuu merkittäviä muutoksia. Itse asiassa atomin tuhoamiseksi tai "uusimiseksi" sinun on muutettava sen ydin, ja tämä on liian vaikea tehtävä.
Mutta luonnossa on käynyt ilmi, että on myös atomeja, joiden ytimet muuttuvat spontaanisti, spontaanisti, kuten fyysikot sanovat. Näitä ytimiä kutsuttiin radioaktiivisiksi, koska muuttuessaan ne lähettävät säteitä. Siten radioaktiivisuus on fyysinen ilmiö, jossa tapahtuu yksi tai toinen atomiytimien uudelleenjärjestely. Nämä ovat yleensä kolmen tyyppisiä säteitä. Ne nimettiin kreikkalaisten aakkosten kirjaimiksi: alfa, beeta ja gamma. Alfa- ja beetasäteet ovat hiukkasten virtoja. Erityisesti alfa-hiukkaset ovat heliumin alkuaineita, joissa ei ole elektroneja. Beeta-hiukkaset ovat elektronivirta, ja gammasäteet ovat sähkömagneettisia värähtelyjä, jotka ovat ominaisuuksiltaan melko samanlaisia kuin röntgensäteet. Siten radioaktiivisen elementin atomi, joka työntää alfa- tai beeta-partikkelin ytimestä, muuttuu toisen elementin atomiksi. Joten esimerkiksi radiumatomi, joka lähettää alfahiukkasen, muuttuu radoniksi kutsutun elementin atomiksi.
Tutkimalla radioaktiivisia elementtejä (joita ei muuten ollut niin vähän) tutkijat huomasivat kaksi erittäin mielenkiintoista ominaisuutta. Yksi niistä koostui siitä, että samantyyppisten radioaktiivisten atomien hajoamisnopeus (tai tarkemmin sanottuna transformaatio) on ehdottomasti vakio ja ulkoiset tekijät eivät käytännössä vaikuta niihin. Se riippuu vain käytettävissä olevan radioaktiivisen elementin määrästä. Joten esimerkiksi jos meillä on yksi gramma radiumia, puolet kaikista käytettävissä olevista atomeista hajoaa tarkalleen 1620 vuodessa. Loput puoli grammaa hajoaa puoleen (ts. Niiden lukumäärä puolittuu) myös 1620 vuoden kuluttua jne. Lisäksi jokaisen atomityypin hajoamisnopeus on ehdottomasti vakio ja kunnes on löydetty kaksi erityyppistä radioaktiivista atomia, joilla olisi sama puoliintumisaika (sitten on se ajanjakso, jonka aikana puolet kaikista atomista muuttuu.
Toinen piirre oli, että kuten kävi ilmi, radioaktiiviset säteet pystyvät vaikuttamaan eläviin kudoksiin. Ensimmäiseksi sen löysi radioaktiivisuuden löytäjä Henri Becquerel. Osoittaakseen radiumsuolojen hehkun pimeässä, hän kuljetti rintataskussaan lasiampullia, joka sisälsi tätä suolaa. Jonkin ajan kuluttua ruumiinsa kohdasta ampullia vastapäätä hän löysi pienen punoituksen, joka muistutti pientä palovammaa, joka muuttui sitten pieneksi haavaksi. Tutkija johti aivan oikein tämän ilmiön radioaktiivisten säteiden toimintaan. Muuten, haava parani hyvin hitaasti ja parani vasta vasta monien kuukausien kuluttua. Silloin, lähes viisikymmentä vuotta ennen Hiroshimaa ja Nagasakia, radioaktiiviset atomit varoittivat ihmisiä heidän vaarastaan.
Mistä se koostuu?
Kävi ilmi, että tärkein vaara ei ole itse aineet, vaan säteily, jonka ne tuottavat radioaktiivisen muutoksen aikana. Kaikki kolmen tyyppiset säteet voivat jossakin määrin olla vuorovaikutuksessa erilaisten epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden kanssa, mukaan lukien "materiaali", josta elävän organismin solut on rakennettu. Ja vaikka kaikki kolme säteilytyyppiä eroavat toisistaan merkittävästi, niiden ensimmäisessä arvioinnissa niiden vaikutusta eläviin kudoksiin voidaan pitää jossain määrin samalla tasolla.
Mutta tässä on tietysti joitain erityispiirteitä. Koska alfasäteily on heliumatomin melko raskaiden (beeta-partikkeleihin verrattuna) ytimien virta, nämä ytimet, kulkiessaan aineen läpi, tuottavat suurimmat häiriöt polullaan kohdatuissa molekyyleissä. Tässä mielessä gammasäteet ovat turvallisimpia - ne ovat vähiten vuorovaikutuksessa aineen kanssa, jonka kautta ne kulkevat. Beetahiukkaset ovat tässä suhteessa väliasennossa. Alfa-säteet ovat siis vaarallisimpia. Mutta kysymyksellä on toinen puoli. Tosiasia on, että alfa-hiukkasilla on niiden massiivisuuden ja vahvan vuorovaikutuksen kanssa aineen kanssa hyvin pieni ns. "Alue", eli polku, jonka ne kulkevat tietyssä materiaalissa. Jopa ohut paperipala on heille ylitsepääsemätön este. Erityisesti havaittiin, että alfasäteet tunkeutuvat ihmisen ihoon vain muutaman mikronin syvyyteen. Luonnollisesti ne eivät voi johtaa sisäelinten syviin vaurioihin ulkoisen säteilytyksen aikana. Samaan aikaan gammasäteet, vaikkakin paljon vähemmän vuorovaikutuksessa aineen kanssa, mutta niiden läpäisykyky on niin suuri, että ihmiskeho ei käytännössä voi muodostaa heille konkreettista estettä. Ei ole mitään, että ydinreaktoreita ympäröivät paksut betoniseinät - ensinnäkin nämä ovat eräänlaisia "ansoja" gammasäteille, jotka ilmestyvät reaktorin käytön aikana.Koska gammasäteiden polku ihmiskehossa on monta tuhatta kertaa pidempi kuin alfahiukkasten polku, on luonnollista, että ne voivat johtaa monien matkan varrella "kohdattujen" kemiallisten ja biologisten rakenteiden tuhoutumiseen. Siksi ulkoisille radioaktiivisille aineille altistumisen katsotaan gammasäteet aiheuttavan suurimman vaaran. Totta, kuva muuttuu merkittävästi, jos radioaktiivinen aine pääsee kehoon. Tällöin vaarallisimmat ovat alfasäteet, jotka ovat intensiivisesti vuorovaikutuksessa sisäisten kudosten solujen kanssa.
Tärkein vaara, kuten edellä todettiin, on tiettyjen organismin molekyylien tuhoutuminen vuorovaikutuksessa säteilyn kanssa. Siten esimerkiksi vesimolekyylit dissosioituvat voimakkaammin varautuneiksi vety- ja hydroksyyli-ioneiksi. Mutta kenties on paljon pahempaa, kun dissosiaation sijasta molekyyli "hajoaa" kahteen neutraaliin ryhmään (ns. Radikaalit), joilla on erittäin korkea reaktiivisuus, vaikka ne ovatkin vapaassa muodossa erittäin lyhyen aikaa.
Tällaiset muunnokset voivat tietysti käydä läpi paitsi vesimolekyylejä myös muita kemiallisia yhdisteitä, joista muodostuu elävä organismi. Kerrallaan jopa uskottiin, että säteilyn aiheuttamat vauriot keholle johtuivat juuri näistä sirpaleista, joista osa on erittäin vaarallisia. Tästä hypoteesista kuitenkin pian luovuttiin, koska muodostuvien aineiden erittäin alhainen pitoisuus kiisti sen. Jopa kehon voimakkaassa säteilytyksessä tällaisten fragmenttien pitoisuuden ei olisi pitänyt olla yli kymmenen miljardin gramman. Nyt tiedemiehet ovat sitä mieltä, että todennäköisesti alun perin muodostuneet ionit ja radikaalit jatkavat vuorovaikutusta vielä tuhoutumattomien molekyylien kanssa. Tällaisten "toissijaisten" reaktioiden tuotteet vuorostaan ovat vuorovaikutuksessa uusien molekyylien kanssa, niin että tuhoutuneiden molekyylien määrä kasvaa lumivyöryn tavoin, eli tässä tapauksessa havaitaan ns. Ketjureaktio. Tämän seurauksena erilaisten aineiden (erityisesti vitamiinien ja entsyymien) koostumus, jotka säätelevät ihmiskehon toimintaa, samoin kuin muutokset useissa fysiologisissa toiminnoissa ja biokemiallisissa prosesseissa (luuytimen hematopoieettinen toiminta, veren hengitystoiminto jne.) Muuttuvat suuresti. Ja seurauksena säteilyn voimakkuudesta riippuen esiintyy yksi tai toinen säteilysairauden muoto. Ja vaikka tehokkaat hoitomenetelmät on nyt kehitetty lääkkeiden avulla, jotka keskeyttävät transformaatioiden ketjun lumivyöryn, niin kutsutut estäjät, atomi- ja lämpöydinaseiden käytön lisäksi myös testaamisen kieltämisellä on ratkaiseva merkitys säteilysairauksien ehkäisyssä.
Radioaktiivisten lääkkeiden käyttö useiden sairauksien ehkäisyyn ja hoitoon on erittäin tarkoituksenmukaista. Jopa radioaktiivisuustutkimuksen edelläkävijät - Pierre ja Marie Curie käyttivät radiumvalmisteita eräänlaisena lääkevalmisteena. Tällä hetkellä radioaktiivisia isotooppeja käytetään laajalti erityyppisten pahanlaatuisten kasvainten hoidossa. Mutta ehkä tunnetuin radioaktiivisten aineiden käyttö henkilön elinvoiman ylläpitämisessä, useiden sairauksien estämisessä on ns. Radonhauteiden käyttö.
Tosiasia on, että radioaktiivisen hajoamisen aikana radium muuttuu radioaktiiviseksi kaasumaiseksi elementiksi radon. Tällaisella radioaktiivisella kaasulla kyllästetty vesi on radonhaude. Ja vaikka tällä hetkellä useissa klinikoissa valmistellaan keinotekoisia radonkylpyjä, Neuvostoliiton tunnetuin luonnollinen radonvesien "kerrostuma" on Kaukasian lähteet Tskhaltubon lähellä. Terapeutit ovat tutkineet niitä pitkään.Todettiin, että radonhauteiden vaikutus johtuu suurelta osin radonin, erityisesti alfa-säteilyn, läsnäolosta, joka ilmestyy radonin radioaktiivisen hajoamisen aikana. Alfahiukkasilla tapahtuvan vähäisen säteilytysannoksen vaikutus selittää radonhauteiden parantavat ominaisuudet.
Kuten kävi ilmi, radonkylpyjen ottamisen aikana keho altistuu säteilylle paitsi ulkopuolelta myös sisäpuolelta. Koska radoni on kaasumaista, se tunkeutuu helposti ihmiskehoon sekä ihon läpi suoraan vereen. Siten kun otetaan radonkylpyjä, kehossa on tasainen ja laajalle levinnyt pieni säteilytys alfa-hiukkasilla. Samalla kävi ilmi, että vain noin yhdellä prosentilla veteen liuotetusta radonista on parantava vaikutus. Lisäksi tämä toiminta on ajallisesti hyvin rajoitettua. Koska radoni on kaasumaista, se poistuu 1-2 tunnissa melkein kokonaan kehosta kylvyn jälkeen. Tänä aikana vain noin puolella prosentilla radonista on aikaa hajota. Siten, kuten näette, kehon altistuminen kylvyn aikana ei ole vain hyvin lyhyt, vaan myös merkityksetön. Kuitenkin juuri nämä vähimmäissäteilyannokset ovat parantavia. Todettiin, että radonhauteiden ottaminen vaikuttaa merkityksettömästi ihon verisuonten supistumiseen ja sydämen supistuksiin. Samanaikaisesti verenpaine laskee hieman ja aineenvaihdunta lisääntyy. Lisäksi hematopoieettisten elinten toiminnot lisääntyvät. Radonkylvyt johtavat kehossa olevien oksidatiivisten prosessien lisääntymiseen, mikä edistää sen elintärkeää toimintaa. Radonkylpyillä on erityisen voimakas vaikutus hermostoon. Erityisesti aivokuoren estoprosessit paranevat, mikä puolestaan auttaa parantamaan unta. Todettiin myös, että radonhauteilla on (vaikkakin pieniä) kipua lievittäviä ja anti-inflammatorisia vaikutuksia. Todettiin, että joissakin tapauksissa tällaiset kylvyt eliminoivat krooniset tulehdusprosessit tietyissä ihmiskehon elimissä (nivelet ja luut).
Viime aikoina niin kutsutut leimatut atomit ovat yleistyneet lääketieteellisessä ja biokemiallisessa käytännössä. Nämä ovat tavallisten kemiallisten alkuaineiden atomeja, vain radioaktiivisia. (Kemistit kutsuvat niitä usein radioaktiivisiksi isotoopeiksi.)
Radioaktiiviset isotoopit tarjosivat tutkijoille suuria mahdollisuuksia aineenvaihdunnan tutkimuksessa (sekä kasvi- että eläinorganismeissa). Joten esimerkiksi havaittiin, että kananmunan proteiini muodostuu (syntetisoidaan) ruoasta, jota syötettiin kanoille noin kuukausi ennen munintaa. Samalla kalsiumia, jota syötettiin koelinnulle edellisenä päivänä, käytetään munankuoren luomiseen. Radioaktiivisten indikaattoreiden (tai leimattujen atomien) menetelmä antoi tutkijoille mahdollisuuden havaita tosiasia, että elävän organismin ja ympäristön välinen aineenvaihdunta kulkee erittäin nopeasti. Joten esimerkiksi aiemmin pidettiin yleisesti hyväksyttynä, että kudoksia uudistetaan melko pitkillä väleillä, laskettuna vuosina. Todellisuudessa kuitenkin kävi ilmi, että kaikkien vanhojen kehorasvojen melkein täydellinen korvaaminen uusilla ihmiskehossa kestää vain kaksi viikkoa. Leimatun vedyn (tritiumatomit) käyttö on yksiselitteisesti osoittanut, että eläinorganismit pystyvät absorboimaan soodaa paitsi maha-suolikanavan kautta myös suoraan ihon läpi.
Tutkijat saivat mielenkiintoisia tuloksia käyttämällä radioaktiivisia raudan isotooppeja. Joten esimerkiksi oli mahdollista jäljittää "oman" ja verensiirron (luovuttajan) veren käyttäytyminen kehossa, minkä perusteella sen varastointi- ja säilytysmenetelmiä parannettiin merkittävästi.
Tiedetään, että veren punasolujen (punasolujen) koostumus sisältää hemoglobiinin - monimutkaisen aineen, joka sisältää rautaa. Kävi ilmi, että jos eläimelle ruiskutetaan ruokaa rautaa sisältävällä radioaktiivisella isotoopilla, se ei vain pääse vereen, vaan ei imeydy lainkaan.Vaikka eläimen veressä erytrosyyttien määrä jotenkin vähenisi veressä, raudan imeytymistä ei ensimmäisessä vaiheessa silti tapahdu. Ja vasta kun erytrosyyttien määrä vanhojen rautavarastojen vuoksi saavuttaa normin, radioaktiivisen raudan assimilaatio lisääntyy. Rauta kerääntyy elimistöön "varaan" kompleksisen ferritiiniyhdisteen muodossa, joka muodostuu, kun se on vuorovaikutuksessa proteiinin kanssa. Ja vain tästä "varastosta" keho vetää rautaa synteesiä varten hemoglobiini.
Useita radioaktiivisia isotooppeja on käytetty sairauksien varhaiseen diagnosointiin. Joten esimerkiksi havaittiin, että toimintahäiriöiden yhteydessä kilpirauhanen jodin määrä siinä vähenee voimakkaasti. Siksi kehoon yhdessä tai toisessa muodossa viety jodi kerääntyy melko nopeasti siihen. Elävän ihmisen kilpirauhasen jodia ei kuitenkaan ole mahdollista analysoida. Tällöin taas leimatut atomit tulivat apuun, erityisesti jodin radioaktiivinen isotooppi. Lääkärit ovat tunkeutuneet kehoon ja tarkkaillut sen kulkemisen polkuja ja kertymispaikkoja kehittäneet menetelmän Gravesin taudin alkuvaiheiden määrittämiseksi.
Vlasov L.G. - Luonto parantaa
Samankaltaisia julkaisuja
|
