|
 מעטים אפילו המומחים הבולטים בתחום הפיזיקה האטומית ידעו באותו בוקר בבוקר כי האדם סוף סוף שולט בשליטה הסודית בתגובת שרשרת גרעינית. אבל שלוש שנים אחר כך, בשנת 1945, העולם היה המום מהטרגדיה של הערים היפניות - הירושימה ונגסאקי.
על פני הערים הללו זינקו לראשונה פטריות רעילות של פיצוצים אטומיים. ואז האנושות למדה - במרירות ומשמעותית - על כוחו ההרסני של גרעין האטום.
עם זאת, המחקר על תופעת הרדיואקטיביות והשפעת הקרינה על רקמות חיות החל הרבה יותר מוקדם - בשנת 1896. באותה תקופה הפיזיקאי הצרפתי הצעיר הנרי בקרל התעניין במלחים המכילים את היסוד הכימי אורניום.
העובדה היא שלמלחי אורניום רבים יש את היכולת להזרחן כאשר הם מוקרנים באור שמש. בקרל החליט ללמוד נכס זה ביתר פירוט. הוא חשף מלחי אורניום לאור השמש ואז הניח אותם על לוח צילום עטוף בנייר שחור. התברר שקרני הזרחן של מלחי אורניום עוברות דרך הנייר האטום די בקלות, ומשאירות כתם שחור על הצלחת לאחר התפתחותה. בקרל היה הראשון שהגיע למסקנה זו. אך עד מהרה התברר כי לקרני הזרחן אין קשר לכך. מלחי אורניום, אפילו שהוכנו ונשמרו בחושך, פעלו עדיין על לוח הצילום במשך מספר חודשים, ולא רק באמצעות נייר, אלא אפילו באמצעות עץ, מתכות וכו '. על בסיס ניסויים אלה התגלתה רדיואקטיביות. וכעבור שנתיים התגלו שני יסודות רדיואקטיביים חדשים, פולוניום ורדיום, על ידי מדענים מפורסמים, בני הזוג מריה ופייר קירי. מרגע זה החל מחקר אינטנסיבי על רדיואקטיביות. אבל מהי רדיואקטיביות?
אנו רגילים מילדות שחפצים דוממים קיימים בדרך כלל מאות שנים. בכל מקרה, אם לא החפצים עצמם, אז החומרים מהם הם עשויים. שפט בעצמך: גם אם נשבר את כוס החרסינה והיא תפסיק למלא את תפקידה המיועד, הרי שהרסיסים שלה יכולים לשקר במשך אלפי שנים ובעיקרון לא יקרה להם כלום. אחרי הכל, ארכיאולוגים מוצאים את שרידי הכלים והקישוטים שאנשים לבשו לפני אלפי שנים!
כל העניין כאן טמון בעוצמה יוצאת הדופן של מולקולות התרכובות האורגניות והחלקיקים המרכיבים אותן - אטומים. ואכן, אטומים בודדים יכולים להתקיים לאורך זמן רב מבלי לעבור שינויים משמעותיים. ואכן, על מנת להשמיד או "לעשות מחדש" אטום, עליכם לשנות את הגרעין שלו, וזו משימה קשה מדי.
אבל בטבע, מתברר, ישנם גם אטומים שהגרעינים שלהם משתנים מאליהם, באופן ספונטני, כמו שאומרים הפיזיקאים. הגרעינים האלה נקראו רדיואקטיביים, מכיוון שהם עוברים קרניים תוך כדי שינויים. לפיכך, רדיואקטיביות היא תופעה פיזיקלית בה מתרחש סידור מחדש כזה או אחר של גרעיני האטום. אלה בדרך כלל שלושה סוגים של קרניים. הם נקראו באותיות האלף-בית היווני: אלפא, בטא וגמא. קרני אלפא ובטא הם זרמי חלקיקים. בפרט, חלקיקי אלפא הם אטומים של יסוד הליום, נטולי אלקטרונים שלהם. חלקיקי בטא הם זרם אלקטרונים וקרני הגמא הן תנודות אלקטרומגנטיות, דומות במקצת לתכונותיהן לקרני רנטגן. לפיכך, אטום של יסוד רדיואקטיבי, המוציא חלקיק אלפא או בטא מהגרעין, הופך לאטום של יסוד אחר. כך, למשל, אטום רדיום, הפולט חלקיק אלפא, הופך לאטום של יסוד הנקרא ראדון.
בחקר יסודות רדיואקטיביים (שאגב, לא היו מעטים כל כך), הבחינו המדענים בשני מאפיינים מעניינים מאוד. אחד מהם היה מורכב מכך שקצב הריקבון (או ליתר דיוק - טרנספורמציה) של אטומים רדיואקטיביים מאותו סוג הוא קבוע לחלוטין ואינו מושפע כמעט מכל גורם חיצוני. זה תלוי רק בכמות האלמנטים הרדיואקטיביים הזמינים. כך, למשל, אם יש לנו גרם אחד של רדיום, אז מחצית מכל האטומים הזמינים יתפוררו בעוד 1620 שנה. חצי הגרם הנותר יתפורר בחצי (כלומר, מספרם יופחת בחצי) גם לאחר 1620 שנה וכו '. יתר על כן, שיעור הריקבון של כל סוג אטום הוא קבוע לחלוטין ועד ששני סוגים שונים של אטומים רדיואקטיביים לא היו נמצא שיהיה לו מחצית חיים זהה (אז פרק הזמן הזה שבמהלכו חצי מכל האטומים עוברים טרנספורמציה).
מאפיין נוסף היה שכפי שהתברר, קרניים רדיואקטיביות מסוגלות לפעול על רקמות חיות. והראשון שגילה זאת היה מגלה הרדיואקטיביות, אנרי בקרל. כדי להדגים את זוהר מלחי הרדיום בחושך, הוא נשא איתו בכיס החזה אמפולה מזכוכית המכילה את המלח הזה. לאחר זמן מה, על גופו, במקום שממול לאמפולה, הוא מצא אדמומיות קלה, הדומה לכוויה קלה, שהפכה אז לפצע קטן. המדען ייחס די בצדק את התופעה לפעולה של קרניים רדיואקטיביות. אגב, הכיב נרפא לאט מאוד והחלים לחלוטין רק אחרי חודשים רבים. זה היה, כמעט חמישים שנה לפני הירושימה ונגאסאקי, שהאטומים הרדיואקטיביים הזהירו אנשים מפני הסכנה שלהם.
ממה זה מורכב?
התברר כי הסכנה העיקרית היא לא החומרים עצמם, אלא הקרינה שהם פולטים בתהליך טרנספורמציה רדיואקטיבית. כל שלושת סוגי הקרניים במידה זו או אחרת יכולים לקיים אינטראקציה עם חומרים שונים בעלי אופי אורגני ואורגני, כולל "החומר" ממנו בנויים תאי אורגניזם חי. ולמרות שכל שלושת סוגי הקרינה נבדלים זה מזה באופן מובהק, בקירוב ראשון השפעה שלהם על רקמות חיות יכולה להיחשב במידה זהה.
אבל כאן, כמובן, יש כמה מוזרויות. מכיוון שקרינת אלפא היא זרם של גרעיני כבד למדי (בהשוואה לחלקיקי בטא) של אטום ההליום, גרעינים אלה, כאשר הם עוברים דרך החומר, מייצרים את ההפרעות הגדולות ביותר במולקולות שנתקלו בדרכם. במובן זה, קרני הגמא הן הבטוחות ביותר - הן מתקשרות פחות מכל עם החומר דרכן הן עוברות. חלקיקי בטא תופסים עמדת ביניים מבחינה זו. לפיכך, קרני האלפא הן המסוכנות ביותר. אבל יש צד אחר בנושא. העובדה היא שבשל המאסיביות שלהם ואינטראקציה חזקה עם החומר, יש לחלקיקי אלפא מה שמכונה "טווח" קטן מאוד, כלומר הדרך שהם עוברים בחומר מסוים. אפילו פיסת נייר דקה מהווה עבורם מחסום בלתי עביר. במיוחד נמצא כי קרני אלפא חודרות לעור האדם לעומק של מיקרונים בודדים בלבד. מטבע הדברים, הם אינם יכולים להוביל לנגעים עמוקים של איברים פנימיים במהלך הקרנה חיצונית. יחד עם זאת, קרני הגמא אומנם מתקשרות פחות עם החומר, אך יכולתן החודרת כה גדולה עד כי גוף האדם אינו יכול להוות מחסום מוחשי עבורם. לא בכדי כורים גרעיניים מוקפים בקירות בטון עבים - ראשית כל אלה סוג של "מלכודות" לקרני גמא המופיעות במהלך הפעלת הכור.מכיוון שדרך קרני הגמא בגוף האדם ארוכה פי אלפי פעמים מנתיבם של חלקיקי האלפא, טבעי שהם יכולים להוביל להרס של מבנים כימיים וביולוגיים רבים "שנתקלים" בדרך. לכן, כאשר נחשפים לחומרים רדיואקטיביים חיצוניים, הוא נחשב שקרני הגמא מהוות את הסכנה הגדולה ביותר. נכון, התמונה משתנה משמעותית אם חומר רדיואקטיבי נכנס לגוף. ואז המסוכנות ביותר הן קרני אלפא, אשר יתקיימו באינטראקציה אינטנסיבית עם תאי הרקמות הפנימיות.
הסכנה העיקרית, כאמור לעיל, מורכבת בהשמדת מולקולות מסוימות של האורגניזם בעת אינטראקציה עם קרינה. כך, למשל, מולקולות מים עוברות דיסוציאציה משופרת ליוני מימן והידרוקסיל טעונים. אבל, אולי, זה הרבה יותר גרוע כאשר, במקום דיסוציאציה, המולקולה "מתפצלת" לשתי קבוצות ניטרליות (מה שנקרא רדיקלים), שלמרות שהם קיימים בצורה חופשית לזמן קצר ביותר, יש להם גבוה מאוד תגובתיות.
טרנספורמציות כאלה יכולות לעבור כמובן לא רק מולקולות מים, אלא גם תרכובות כימיות אחרות המרכיבות אורגניזם חי. בתקופה מסוימת אף האמינו כי הנזק לגוף עקב קרינה נגרם בדיוק על ידי שברים אלה, חלקם מסוכנים מאוד. עם זאת, השערה זו ננטשה במהרה, מכיוון שהיא סותרה על ידי הריכוז הנמוך ביותר של חומרים שהיו יכולים להיווצר. ואכן, גם עם הקרנה עזה של הגוף, התוכן של שברים כאלה לא היה צריך לעלות על עשרה מיליארד גרם. כעת מדענים סבורים כי ככל הנראה היונים והרדיקלים שנוצרו בתחילה נכנסים לאינטראקציה נוספת עם מולקולות שטרם נהרסו. התוצרים של תגובות "משניות" כאלה, בתורם, מתקשרים עם מולקולות חדשות, כך שמספר המולקולות שעברו הרס גדל כמו מפולת שלגים, כלומר במקרה זה, נצפית מה שמכונה תגובת שרשרת. כתוצאה מכך הרכב חומרים שונים (בפרט ויטמינים-אנזימים) המווסתים את פעילות גוף האדם, כמו גם שינויים במספר פונקציות פיזיולוגיות ותהליכים ביוכימיים (תפקוד המטופויטי של מוח העצם, תפקוד נשימתי של דם וכו ') משתנים מאוד. וכתוצאה מכך, תלוי בעוצמת הקרינה, מתרחשת צורה כזו או אחרת של מחלת קרינה. ולמרות שפותחו כעת שיטות יעילות לטיפול בו בעזרת תרופות המפריעות את מפולת השלשלאות בשרשרת הטרנספורמציות, מה שמכונה מעכבים, יש חשיבות מכרעת לאיסור לא רק לשימוש, אלא גם לבדיקת נשק אטומי ותרמו-גרעיני. במניעת מחלות קרינה.
השימוש בתרופות רדיואקטיביות למניעה וטיפול במספר מחלות הוא יעיל ביותר. אפילו חלוצי מחקר הרדיואקטיביות - פייר ומארי קירי השתמשו בתכשירי רדיום כסוג של תכשירים רפואיים. נכון להיום נעשה שימוש נרחב באיזוטופים רדיואקטיביים בטיפול בסוגים שונים של גידולים ממאירים. אבל, אולי, השימוש המוכר ביותר בחומרים רדיואקטיביים לשמירה על חיוניותו של האדם, מניעת מספר מחלות הוא השימוש במה שמכונה אמבטיות ראדון.
העובדה היא שבמהלך ריקבון רדיואקטיבי רדיום הופך לראדון גזי רדיואקטיבי. מים רוויים בגז רדיואקטיבי כזה הם אמבט ראדון. ולמרות שמכינים כיום מספר מרפאות אמבטיות ראדון מלאכותיות, ה"פיקדון "הטבעי המפורסם ביותר של מי ראדון בברית המועצות שלנו הוא המעיינות הקווקזיים ליד טשקאלטובו. הרבה זמן מטפלים לומדים אותם.נמצא כי ההשפעה של אמבטיות ראדון נובעת במידה רבה מנוכחות ראדון, ובמיוחד קרינת אלפא, המופיעה במהלך ריקבון הרדיואקטיבי של הראדון. זוהי פעולה של מינונים זניחים של הקרנה עם חלקיקי אלפא המסבירה את תכונות הריפוי של אמבטיות ראדון.
כפי שהתברר, בתהליך של אמבטיות ראדון, הגוף חשוף לקרינה לא רק מבחוץ, אלא גם מבפנים. מכיוון שהראדון הוא גזי, הוא חודר בקלות לגוף האדם, כמו גם דרך העור ישירות לדם. לפיכך, כאשר לוקחים אמבטיות ראדון, קיימת הקרנה קטנה אחידה ונרחבת של הגוף עם חלקיקי אלפא. במקביל התברר שרק לאחוז אחד מהראדון המומס במים יש השפעה מרפאת. יתר על כן, פעולה זו מוגבלת מאוד בזמן. מכיוון שהראדון הוא גזי, תוך 1-2 שעות הוא מוסר כמעט לחלוטין מהגוף לאחר הרחצה. במהלך תקופה זו, רק לחצי אחוז מהרדון יש זמן להתפורר. לפיכך, כפי שאתה יכול לראות, חשיפת הגוף בזמן הרחצה היא לא רק קצרה מאוד, אלא גם לא משמעותית. עם זאת, דווקא מינונים מינימליים של קרינה הם מרפא. נמצא כי נטילת אמבטיות ראדון משפיעה באופן לא מבוטל על התכווצות כלי הדם בעור ועל התכווצויות הלב. יחד עם זאת, יש ירידה קלה בלחץ הדם, כמו גם עלייה בקצב חילוף החומרים. בנוסף, תפקידי האיברים ההמטופויאטים גוברים. אמבטיות הראדון מובילות לעלייה בתהליכי החמצון בגוף, התורמים לפעילותו החיונית. לאמבטיות הראדון השפעה בולטת במיוחד על מערכת העצבים. בפרט משפרים את התהליכים המעכבים של קליפת המוח, מה שמסייע בתורו לשיפור השינה. עוד צוין כי לאמבטיות הראדון יש (אם כי קטנים) משככי כאבים ואנטי דלקתיים. נמצא כי בחלק מהמקרים אמבטיות כאלה מסלקות תהליכים דלקתיים כרוניים באיברים מסוימים בגוף האדם (מפרקים ועצמות).
לאחרונה, מה שמכונה אטומים שכותרתו נפוצים בתרגול הרפואי והביוכימי. אלה אטומים של יסודות כימיים רגילים, רק רדיואקטיביים. (כימאים מכנים אותם לעתים קרובות איזוטופים רדיואקטיביים).
הזדמנויות גדולות ניתנו על ידי איזוטופים רדיואקטיביים למדענים במהלך מחקר על חקר חילוף החומרים (הן ביצורים של צמחים והן של בעלי חיים). כך, למשל, נמצא כי החלבון של ביצת תרנגולת נוצר (מסונתז) ממזון שהוזן לתרנגולות כחודש לפני הטלת הביצים. במקביל משתמשים בסידן שהוזן לציפור הניסוי יום קודם לכן ליצירת קליפת הביצה. שיטת האינדיקטורים הרדיואקטיביים (או אטומים שכותרתו) אפשרה למדענים לגלות את העובדה שקצב מעבר גבוה מאוד של חילוף החומרים בין אורגניזם חי לסביבה. כך, למשל, בעבר נחשב מקובל כי רקמות מתחדשות במרווחים ארוכים למדי, מחושבים בשנים. עם זאת, במציאות התברר כי החלפה כמעט מלאה של כל שומני הגוף הישנים בחדשים בגוף האדם אורכת שבועיים בלבד. השימוש במימן שכותרתו (אטומי טריטיום) הראה באופן חד משמעי כי אורגניזמים מן החי מסוגלים לספוג סודה לא רק דרך מערכת העיכול, אלא גם ישירות דרך העור.
תוצאות מעניינות התקבלו על ידי מדענים המשתמשים באיזוטופים רדיואקטיביים של ברזל. כך, למשל, ניתן היה להתחקות אחר ההתנהגות בגופו של דם "תורם" ועובר דם (תורם), שעל בסיסו שופרו באופן משמעותי דרכי האחסון והשימור שלו.
ידוע כי הרכב תאי הדם האדומים (אריתרוציטים) של הדם כולל המוגלובין - חומר מורכב המכיל ברזל. התברר שאם מזריקים למזון מזון עם איזוטופ רדיואקטיבי של ברזל, אז זה לא רק שלא נכנס לדם, אלא לא נספג בכלל.גם אם מספר האריתרוציטים בדם של בעל חיים באופן כזה או אחר מצטמצם, בשלב הראשון הברזל עדיין לא נספג. ורק כאשר מספר אריתרוציטים, בשל מאגרי ברזל ישנים, מגיע לנורמה, ישנה הטמעה מוגברת של ברזל רדיואקטיבי. ברזל מופקד בגוף "במילואים" בצורה של תרכובת פריטין מורכבת, שנוצרת כשהוא מתקשר עם חלבון. ורק מ"מחסן "זה הגוף שואב ברזל לסינתזה הֵמוֹגלוֹבִּין.
מספר איזוטופים רדיואקטיביים שימשו לאבחון מוקדם של מחלות. כך, למשל, נמצא כי במקרה של תקלות בלוטת התריס כמות היוד בו פוחתת בחדות. לכן, יוד, המוחדר לגוף בצורה כזו או אחרת, מצטבר די מהר על ידו. עם זאת, לא ניתן לנתח את יוד בלוטת התריס של אדם חי. כאן שוב נחלצו אטומים שכותרתו, ובמיוחד האיזוטופ הרדיואקטיבי של יוד. על ידי הכניסה לגוף ותצפית אחר מסלולי מעברו ומקומות הצטברותם, רופאים פיתחו שיטה לקביעת השלבים הראשוניים של מחלת גרייבס.
Vlasov L.G - הטבע מרפא
|
