|
 Pocs dels experts més destacats en el camp de la física atòmica sabien aquell matí de 1942 que finalment l’home havia dominat el control secret d’una reacció en cadena nuclear. Però tres anys més tard, el 1945, el món es va veure sacsejat per la tragèdia de les ciutats japoneses: Hiroshima i Nagasaki.
Va ser sobre aquestes ciutats que els bolets verinosos d'explosions atòmiques es van disparar per primera vegada. I va ser llavors quan la humanitat va aprendre -amargament i palpablement- sobre el poder destructiu del nucli atòmic.
Tanmateix, l’estudi del fenomen de la radioactivitat i l’efecte de la radiació sobre els teixits vius va començar molt abans - el 1896. En aquell moment, el jove físic francès Henri Becquerel es va interessar per les sals que contenien l’element químic urani.
El fet és que moltes sals d’urani tenen la capacitat de fosforar quan s’irradien amb la llum solar. Becquerel va decidir estudiar aquesta propietat amb més detall. Va exposar les sals d’urani a la llum solar i les va posar en una placa fotogràfica embolicada amb paper negre. Va resultar que els rajos de fosforescència de les sals d’urani passen pel paper opac amb força facilitat, deixant una taca negra a la placa després del seu desenvolupament. Becquerel va ser el primer a arribar a aquesta conclusió. Però aviat va quedar clar que els raigs de fosforescència no hi tenien res a veure. Les sals d'urani, fins i tot preparades i conservades a la foscor, encara van actuar sobre la placa fotogràfica durant diversos mesos, i no només a través del paper, sinó fins i tot a través de la fusta, els metalls, etc. A partir d'aquests experiments, es va descobrir la radioactivitat. I dos anys més tard, dos nous elements radioactius, poloni i radi, van ser descoberts per científics famosos, els esposos Maria i Pierre Curie. Va ser a partir d’aquest moment quan es va iniciar un estudi intensiu de la radioactivitat. Però, què és la radioactivitat?
Estem acostumats des de la infància que els objectes inanimats solen existir durant segles. En qualsevol cas, si no els propis objectes, els materials dels quals estan fets. Jutgeu-vos vosaltres mateixos: fins i tot si hem trencat una tassa de porcellana i ha deixat de complir el seu paper previst, els fragments poden quedar durant mil·lennis i, en principi, no els passarà res. Al cap i a la fi, els arqueòlegs troben restes de plats i ornaments que la gent portava fa molts mil·lennis!
La qüestió aquí resideix en la força extraordinària de les molècules dels compostos inorgànics i de les partícules que els formen, els àtoms. De fet, els àtoms individuals poden existir durant molt de temps sense experimentar canvis significatius. De fet, per destruir o "refer" un àtom, cal canviar-ne el nucli, i això és una tasca massa difícil.
Però, a la natura, resulta que també hi ha àtoms els nuclis dels quals canvien espontàniament, espontàniament, com diuen els físics. Foren aquests nuclis els que s’anomenaren radioactius, ja que, en transformacions, emeten rajos. Així, la radioactivitat és un fenomen físic en què es produeix una o altra reordenació dels nuclis atòmics. Normalment es tracta de tres tipus de raigs. Es van anomenar les lletres de l’alfabet grec: alfa, beta i gamma. Els raigs alfa i beta són corrents de partícules. En particular, les partícules alfa són àtoms de l'element heli, desproveïts dels seus electrons. Les partícules beta són un flux d’electrons, mentre que els rajos gamma són oscil·lacions electromagnètiques, de propietats una mica similars als rajos X. Així, un àtom d’un element radioactiu, que expulsa una partícula alfa o beta del nucli, es converteix en un àtom d’un altre element. Així, per exemple, un àtom de radi, que emet una partícula alfa, es converteix en un àtom d’un element anomenat radó.
Estudiant els elements radioactius (per cert, per cert, no n’hi havia tan pocs), els científics van notar dues característiques molt interessants. Un d’ells consistia en el fet que la taxa de desintegració (o, més exactament, de transformació) dels àtoms radioactius del mateix tipus és estrictament constant i pràcticament no està influenciada per cap factor extern. Depèn només de la quantitat d'elements radioactius disponibles. Així, per exemple, si tenim un gram de radi, la meitat de tots els àtoms disponibles decauran exactament en 1620 anys. La meitat de gram restant decaurà a la meitat (és a dir, el seu nombre es reduirà a la meitat) també després de 1620 anys, etc. A més, la taxa de desintegració de cada tipus d’àtom és estrictament constant i fins que s’han trobat dos tipus diferents d’àtoms radioactius que tindrien la mateixa vida mitjana (llavors és aquell període de temps durant el qual la meitat de tots els àtoms es transformen).
Una altra característica era que, segons va resultar, els raigs radioactius són capaços d’actuar sobre els teixits vius. I el primer a descobrir-lo va ser el descobridor de la radioactivitat, Henri Becquerel. Per demostrar la resplendor de les sals de radi a la foscor, portava a la butxaca del pit una ampolla de vidre que contenia aquesta sal. Al cap d'una estona, al seu cos, al lloc oposat a l'ampolla, va trobar una lleugera vermellor, semblant a una lleu cremada, que es va convertir en una petita nafra. El científic va atribuir amb èxit aquest fenomen a l’acció dels raigs radioactius. Per cert, l’úlcera es va curar molt lentament i completament després de molts mesos. Va ser llavors, quasi cinquanta anys abans que Hiroshima i Nagasaki, que els àtoms radioactius advertissin la gent del seu perill.
En què consisteix?
Va resultar que el principal perill no són les substàncies en si, sinó la radiació que emeten en el procés de transformació radioactiva. Els tres tipus de raigs, en un grau o altre, poden interactuar amb diverses substàncies tant de naturalesa inorgànica com orgànica, inclòs el "material" del qual estan construïdes les cèl·lules d'un organisme viu. I tot i que els tres tipus de radiació difereixen significativament els uns dels altres, en la primera aproximació el seu efecte sobre els teixits vius es pot considerar fins a cert punt el mateix.
Però aquí, és clar, hi ha algunes peculiaritats. Com que la radiació alfa és un flux de nuclis força pesats (en comparació amb les partícules beta) de l'àtom d'heli, aquests nuclis, quan passen per la substància, produeixen les molèsties més grans en les molècules que es troben al seu pas. En aquest sentit, els raigs gamma són els més segurs, ja que interactuen menys amb la substància per la qual passen. Les partícules beta ocupen una posició intermèdia en aquest sentit. Per tant, els raigs alfa són els més perillosos. Però hi ha una altra part del problema. El fet és que, a causa de la seva massivitat i la seva forta interacció amb la matèria, les partícules alfa tenen un anomenat "rang" molt petit, és a dir, el camí que passen en un material concret. Fins i tot un tros prim de paper és una barrera insalvable per a ells. En particular, es va trobar que els rajos alfa penetren a la pell humana fins a una profunditat de només unes poques micres. Naturalment, no poden provocar lesions profundes d’òrgans interns durant la irradiació externa. Al mateix temps, els raigs gamma, tot i que interactuen molt menys amb la matèria, però la seva capacitat penetrant és tan gran que el cos humà pràcticament no pot constituir una barrera tangible per a ells. No en va els reactors nuclears estan envoltats de gruixudes parets de formigó; en primer lloc, són una mena de "trampes" per als raigs gamma que apareixen durant el funcionament del reactor.Atès que el recorregut dels raigs gamma al cos humà és milers de vegades més llarg que el recorregut de les partícules alfa, és natural que puguin conduir a la destrucció de moltes estructures químiques i biològiques "trobades" al llarg del camí. És per això que, quan s’exposa a substàncies radioactives externes, es creu que els raigs gamma són el perill més gran. És cert que la imatge canvia significativament si una substància radioactiva entra al cos. Aleshores, els més perillosos són els rajos alfa, que interactuaran intensament amb les cèl·lules dels teixits interns.
El principal perill, tal com s’ha assenyalat anteriorment, consisteix en la destrucció de certes molècules del cos quan interactuen amb la radiació. Així, per exemple, les molècules d’aigua experimenten una dissociació millorada en ions hidrogen i hidroxil carregats. Però, potser, és molt pitjor quan, en lloc de dissociar-se, la molècula "es divideix" en dos grups neutres (els anomenats radicals), que, tot i que existeixen en forma lliure durant un temps extremadament curt, tenen una reactivitat molt alta.
Aquestes transformacions poden sofrir, per descomptat, no només molècules d’aigua, sinó també altres compostos químics que formen un organisme viu. En algun moment, fins i tot es va creure que el dany al cos a causa de la radiació va ser causat precisament per aquests fragments, alguns dels quals són molt perillosos. Tanmateix, aquesta hipòtesi es va abandonar ben aviat, ja que es va contradir amb la concentració extremadament baixa de substàncies que es podrien haver format. De fet, fins i tot amb una intensa irradiació del cos, el contingut d’aquests fragments no hauria d’haver superat la dècima mil·lèsima part del gram. Ara els científics opinen que, probablement, els ions i els radicals formats inicialment entren en interacció amb molècules encara no destruïdes. Els productes d’aquestes reaccions “secundàries”, al seu torn, interactuen amb molècules noves, de manera que el nombre de molècules que han patit destrucció augmenta com una allau, és a dir, en aquest cas, s’observa l’anomenada reacció en cadena. Com a resultat, la composició de diverses substàncies (en particular, vitamines-enzims) que regulen l’activitat del cos humà, així com canvis en diverses funcions fisiològiques i processos bioquímics (funció hematopoètica de la medul·la òssia, funció respiratòria de la sang, etc.) canvien molt. I com a conseqüència, segons la intensitat de la radiació, es produeix una o altra forma de malaltia per radiació. I, tot i que ara s’han desenvolupat mètodes eficaços de tractament amb l’ajut de medicaments que interrompen l’allau de transformacions en cadena, els anomenats inhibidors, la prohibició no només de l’ús, sinó també de la prova d’armes atòmiques i termonuclears, té una importància decisiva en la prevenció de malalties per radiació.
És molt aconsellable l’ús de medicaments radioactius per a la prevenció i el tractament de diverses malalties. Fins i tot els pioners de la investigació sobre la radioactivitat: Pierre i Marie Curie van utilitzar preparats de radi com una mena de preparats medicinals. Actualment, els isòtops radioactius s’utilitzen àmpliament en el tractament de diversos tipus de tumors malignes. Però, potser, l’ús més conegut de substàncies radioactives per mantenir la vitalitat d’una persona i prevenir diverses malalties és l’ús dels anomenats banys de radó.
El fet és que el radi, durant la desintegració radioactiva, es converteix en un element radiós gasós radó. L’aigua saturada d’aquest gas radioactiu és un bany de radó. I tot i que actualment en diverses clíniques s’estan preparant banys de radó artificial, el “dipòsit” natural més famós d’aigües de radó a la nostra Unió Soviètica són les fonts del Caucas a prop de Tskhaltubo. Els terapeutes els estudien des de fa molt de temps.Es va comprovar que l’efecte dels banys de radó es deu principalment a la presència de radó, en particular la radiació alfa, que apareix durant la desintegració radioactiva del radó. L’acció de dosis insignificants d’irradiació amb partícules alfa explica les propietats curatives dels banys de radó.
Com va resultar, en el procés de prendre banys de radó, el cos s’exposa a la radiació no només des de l’exterior, sinó també des de l’interior. Com que el radó és gasós, penetra fàcilment al cos humà, així com a través de la pell directament a la sang. Així, quan es prenen banys de radó, hi ha una petita irradiació uniforme i generalitzada del cos amb partícules alfa. Va resultar que només aproximadament un per cent del radó dissolt a l’aigua té un efecte curatiu. A més, aquesta acció és molt limitada en el temps. Com que el radó és gasós, en 1 o 2 hores es retira gairebé completament del cos després de prendre un bany. Durant aquest temps, només aproximadament mig percentatge de radó té temps per decaure. Així, com podeu veure, l’exposició del cos mentre es pren un bany no només és molt curta, sinó que també és insignificant. No obstant això, són precisament aquestes dosis mínimes de radiació les que són curatives. Es va trobar que prendre banys de radó afecta de manera insignificant la vasoconstricció de la pell i les contraccions cardíaques. Al mateix temps, hi ha una lleugera disminució de la pressió arterial, així com un augment de la taxa metabòlica. A més, augmenten les funcions dels òrgans hematopoètics. Els banys de radó condueixen a un augment dels processos oxidatius al cos, que contribueixen a la seva activitat vital. Els banys de radó tenen un efecte especialment pronunciat sobre el sistema nerviós. En particular, es milloren els processos inhibidors de l’escorça cerebral, cosa que al seu torn ajuda a millorar el son. També es va assenyalar que els banys de radó tenen efectes analgèsics i antiinflamatoris (encara que petits). Es va trobar que, en alguns casos, aquests banys eliminen els processos inflamatoris crònics en determinats òrgans del cos humà (articulacions i ossos).
Darrerament, els anomenats àtoms marcats s’han estès a la pràctica mèdica i bioquímica. Es tracta d’àtoms d’elements químics ordinaris, només radioactius. (Els químics solen anomenar-los isòtops radioactius).
Els isòtops radioactius van proporcionar grans oportunitats als científics a l’hora de realitzar investigacions sobre l’estudi del metabolisme (tant en organismes vegetals com animals). Així, per exemple, es va comprovar que la proteïna d’un ou de gallina es forma (sintetitza) a partir d’aliments que s’alimentaven a les gallines aproximadament un mes abans de la posta d’ous. Al mateix temps, el calci, que va ser alimentat a l’ocell experimental el dia anterior, s’utilitza per crear la closca d’ou. El mètode dels indicadors radioactius (o àtoms marcats) va permetre als científics descobrir el fet que hi ha una taxa de pas del metabolisme molt elevada entre un organisme viu i el medi ambient. Així, per exemple, abans es considerava generalment acceptat que els teixits es renoven a intervals força llargs, calculats en anys. Tanmateix, en realitat, va resultar que la substitució gairebé completa de tots els greixos corporals antics per altres greixos del cos humà dura només dues setmanes. L’ús d’hidrogen marcat (àtoms de triti) ha demostrat inequívocament que els organismes animals són capaços d’absorbir sosa no només a través del tracte gastrointestinal, sinó també directament a través de la pell.
Els científics van obtenir resultats interessants amb isòtops de ferro radioactius. Així, per exemple, es va poder rastrejar el comportament del cos de sang "pròpia" i transfosa (donant), sobre la base de la qual es van millorar significativament els seus mètodes d'emmagatzematge i conservació.
Se sap que la composició dels glòbuls vermells (eritròcits) de la sang inclou l’hemoglobina, una substància complexa que conté ferro. Va resultar que si a un animal se li injecta menjar amb un isòtop radioactiu de ferro, no només no entra al torrent sanguini, sinó que no s’absorbeix en absolut.Fins i tot si el nombre d'eritròcits a la sang d'un animal es redueix d'alguna manera a la sang, en la primera fase l'absorció de ferro encara no es produeix. I només quan el nombre d’eritròcits a costa dels dipòsits de ferro vells arriba a la norma, es produeix una augmentada assimilació del ferro radioactiu. El ferro es diposita al cos "en reserva" en forma d'un compost complex de ferritina, que es forma quan interactua amb la proteïna. I només d’aquest “magatzem” el cos treu ferro per a la síntesi hemoglobina.
S'han utilitzat diversos isòtops radioactius per al diagnòstic precoç de malalties. Així, per exemple, es va comprovar que en cas de mal funcionament glàndula tiroide la quantitat de iode que hi ha disminueix dràsticament. Per tant, el iode, introduït al cos d’una forma o altra, s’acumula força ràpidament. Tot i això, no és possible analitzar el iode de la glàndula tiroide d’una persona viva. Aquí, de nou, van venir al rescat àtoms marcats, en particular l’isòtop radioactiu del iode. Al introduir-se al cos i observar els camins del seu pas i els llocs d’acumulació, els metges han desenvolupat un mètode per determinar les etapes inicials de la malaltia de Graves.
Vlasov L.G. - La natura es cura
|
