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 Poucos dos especialistas mais proeminentes no campo da física atômica sabiam naquela manhã de 1942 que o homem finalmente dominara o controle secreto de uma reação em cadeia nuclear. Mas três anos depois, em 1945, o mundo foi abalado pela tragédia das cidades japonesas - Hiroshima e Nagasaki.
Foi sobre essas cidades que cogumelos venenosos de explosões atômicas dispararam pela primeira vez. E foi então que a humanidade aprendeu - de maneira amarga e palpável - sobre o poder destrutivo do núcleo atômico.
No entanto, o estudo do fenômeno da radioatividade e do efeito da radiação nos tecidos vivos começou muito antes - em 1896. Naquela época, o jovem físico francês Henri Becquerel se interessou por sais contendo o elemento químico urânio.
O fato é que muitos sais de urânio têm a capacidade de fosforescer quando são irradiados com a luz solar. Becquerel decidiu estudar esta propriedade com mais detalhes. Ele expôs os sais de urânio à luz do sol e os colocou em uma chapa fotográfica embrulhada em papel preto. Descobriu-se que os raios de fosforescência dos sais de urânio passam facilmente pelo papel opaco, deixando uma mancha preta na placa após o seu desenvolvimento. Becquerel foi o primeiro a chegar a essa conclusão. Mas logo ficou claro que os raios de fosforescência não tinham nada a ver com isso. Os sais de urânio, mesmo preparados e guardados no escuro, ainda agiram na chapa fotográfica por vários meses, e não apenas através do papel, mas também da madeira, metais, etc. Com base nesses experimentos, foi descoberta a radioatividade. E dois anos depois, dois novos elementos radioativos, polônio e rádio, foram descobertos por cientistas famosos, os cônjuges Maria e Pierre Curie. Foi a partir dessa época que começou um estudo intensivo da radioatividade. Mas o que é radioatividade?
Estamos acostumados, desde a infância, que objetos inanimados geralmente existem há séculos. Em qualquer caso, se não os próprios objetos, então os materiais de que são feitos. Julgue por si mesmo: mesmo se quebrarmos a xícara de porcelana e ela deixar de cumprir sua função pretendida, seus cacos podem permanecer por milênios e, em princípio, nada acontecerá com eles. Afinal, os arqueólogos encontram restos de pratos e decorações que as pessoas usavam há muitos milênios!
O ponto principal aqui está na força extraordinária das moléculas de compostos inorgânicos e nas partículas que os constituem - os átomos. Na verdade, os átomos individuais podem existir por muito tempo sem sofrer nenhuma mudança significativa. Na verdade, para destruir ou "refazer" um átomo, você precisa mudar seu núcleo, e isso é uma tarefa muito difícil.
Mas na natureza, ao que parece, também existem átomos cujos núcleos mudam espontaneamente, espontaneamente, como dizem os físicos. São esses núcleos que foram chamados de radioativos, pois, em transformação, emitem raios. Assim, a radioatividade é um fenômeno físico no qual ocorre um ou outro rearranjo dos núcleos atômicos. Geralmente são três tipos de raios. Eles foram chamados de letras do alfabeto grego: alfa, beta e gama. Os raios alfa e beta são fluxos de partículas. Em particular, as partículas alfa são átomos do elemento hélio, desprovidos de seus elétrons. As partículas beta são um fluxo de elétrons e os raios gama são oscilações eletromagnéticas, algo semelhantes em suas propriedades aos raios-X. Assim, um átomo de um elemento radioativo, ejetando uma partícula alfa ou beta do núcleo, se transforma em um átomo de outro elemento. Assim, por exemplo, um átomo de rádio, emitindo uma partícula alfa, se transforma em um átomo de um elemento chamado radônio.
Estudando elementos radioativos (que, aliás, não eram tão poucos), os cientistas notaram duas características muito interessantes. Um deles consistia no fato de que a taxa de decaimento (ou, mais precisamente, de transformação) dos átomos radioativos do mesmo tipo é estritamente constante e praticamente não influenciada por quaisquer fatores externos. Depende apenas da quantidade de elemento radioativo disponível. Então, por exemplo, se tivermos um grama de rádio, metade de todos os átomos disponíveis decairá em exatamente 1620 anos. O meio grama restante decairá pela metade (ou seja, seu número será reduzido pela metade) também após 1620 anos, etc. Além disso, a taxa de decaimento para cada tipo de átomo é estritamente constante, e até que dois tipos diferentes de átomos radioativos sejam encontrados isso teria a mesma meia-vida (então é o período de tempo durante o qual metade de todos os átomos sofre transformação).
Outra característica foi que, como se viu, os raios radioativos são capazes de atuar nos tecidos vivos. E o primeiro a descobri-lo foi o descobridor da radioatividade, Henri Becquerel. Para demonstrar o brilho dos sais de rádio no escuro, ele carregava consigo no bolso do peito uma ampola de vidro contendo esse sal. Depois de um tempo, em seu corpo, no lugar oposto à ampola, ele encontrou uma leve vermelhidão, lembrando uma leve queimadura, que então se transformou em uma pequena ferida. O cientista, com razão, atribuiu esse fenômeno à ação dos raios radioativos. A propósito, a úlcera cicatrizou muito lentamente e cicatrizou completamente somente depois de muitos meses. Foi então, quase cinquenta anos antes de Hiroshima e Nagasaki, que os átomos radioativos alertaram as pessoas de seu perigo.
Em que consiste?
Descobriu-se que o principal perigo não são as próprias substâncias, mas a radiação que elas emitem no processo de transformação radioativa. Todos os três tipos de raios em um grau ou outro podem interagir com várias substâncias de natureza inorgânica e orgânica, incluindo o "material" do qual as células de um organismo vivo são constituídas. E embora os três tipos de radiação difiram significativamente uns dos outros, em uma primeira aproximação seu efeito sobre os tecidos vivos pode ser considerado o mesmo até certo ponto.
Mas aqui, é claro, existem algumas peculiaridades. Como a radiação alfa é um fluxo de núcleos bastante pesados (em comparação com as partículas beta) do átomo de hélio, esses núcleos, ao passar pela substância, produzem os maiores distúrbios nas moléculas encontradas em seu caminho. Nesse sentido, os raios gama são os mais seguros - eles interagem menos de tudo com a substância por onde passam. As partículas beta ocupam uma posição intermediária a esse respeito. Portanto, os raios alfa são os mais perigosos. Mas há outro lado da questão. O fato é que, devido à sua massividade e forte interação com a matéria, as partículas alfa possuem um chamado "alcance" muito pequeno, ou seja, o caminho que percorrem em um determinado material. Mesmo um pedaço de papel fino é uma barreira intransponível para eles. Em particular, foi descoberto que os raios alfa penetram na pele humana a uma profundidade de apenas alguns mícrons. Naturalmente, eles não podem causar lesões profundas de órgãos internos durante a irradiação externa. Ao mesmo tempo, os raios gama, embora interajam muito menos com a matéria, mas sua capacidade de penetração é tão grande que o corpo humano praticamente não pode constituir uma barreira tangível para eles. Não é à toa que os reatores nucleares são cercados por grossas paredes de concreto - em primeiro lugar, são uma espécie de "armadilha" para os raios gama que aparecem durante o funcionamento do reator.Visto que o caminho dos raios gama no corpo humano é milhares de vezes mais longo do que o caminho das partículas alfa, é natural que eles possam levar à destruição de muitas estruturas químicas e biológicas "encontradas" ao longo do caminho. É por isso que, quando exposto a substâncias radioativas externas, considera-se que os raios gama representam o maior perigo. É verdade que a imagem muda significativamente se uma substância radioativa entrar no corpo. Então, os mais perigosos são os raios alfa, que interagirão intensamente com as células dos tecidos internos.
O principal perigo, como observado acima, consiste na destruição de certas moléculas do corpo ao interagir com a radiação. Assim, por exemplo, as moléculas de água sofrem dissociação intensificada em hidrogênio carregado e íons hidroxila. Mas, talvez, seja muito pior quando, em vez de dissociação, a molécula "se divide" em dois grupos neutros (os chamados radicais), que, embora existam em uma forma livre por um tempo extremamente curto, têm uma alta reatividade.
Essas transformações podem, é claro, sofrer não apenas as moléculas de água, mas também outros compostos químicos que constituem um organismo vivo. Houve um tempo até que se acreditou que os danos ao corpo devido à radiação eram causados precisamente por esses fragmentos, alguns dos quais são muito perigosos. No entanto, essa hipótese foi logo abandonada, pois foi desmentida pela baixíssima concentração de substâncias que poderiam se formar. De fato, mesmo com intensa irradiação do corpo, o conteúdo de tais fragmentos não deveria exceder um décimo bilionésimo de um grama. Agora, os cientistas são da opinião de que, provavelmente, os íons e radicais inicialmente formados entram em maior interação com moléculas ainda não destruídas. Os produtos dessas reações "secundárias", por sua vez, interagem com novas moléculas, de modo que o número de moléculas destruídas aumenta como uma avalanche, ou seja, neste caso, ocorre a chamada reação em cadeia. Como resultado, a composição de várias substâncias (em particular, vitaminas-enzimas) que regulam a atividade do corpo humano, bem como alterações em uma série de funções fisiológicas e processos bioquímicos (função hematopoiética da medula óssea, função respiratória de sangue, etc.) mudam muito. E como conseqüência, dependendo da intensidade da radiação, ocorre uma ou outra forma de doença da radiação. E embora métodos eficazes de seu tratamento já tenham sido desenvolvidos com o auxílio de drogas que interrompem a avalanche em cadeia de transformações, os chamados inibidores, a proibição não só do uso, mas também de testes de armas atômicas e termonucleares é de importância decisiva. na prevenção de doenças causadas pela radiação.
O uso de drogas radioativas para a prevenção e tratamento de uma série de doenças é altamente recomendável. Mesmo os pioneiros no estudo da radioatividade - Pierre e Marie Curie usaram preparações de rádio como uma espécie de preparações medicinais. Atualmente, os isótopos radioativos são amplamente utilizados no tratamento de vários tipos de tumores malignos. Mas, talvez, o uso mais conhecido de substâncias radioativas para manter a vitalidade de uma pessoa, prevenindo uma série de doenças, seja o uso dos chamados banhos de radônio.
O fato é que o rádio, durante o decaimento radioativo, se transforma em um elemento gasoso radioativo radônio. Água saturada com esse gás radioativo é um banho de radônio. E embora atualmente em várias clínicas estejam sendo preparados banhos artificiais de radônio, o mais famoso "depósito" natural de águas de radônio em nossa União Soviética são as nascentes do Cáucaso perto de Tskhaltubo. Os terapeutas os estudam há muito tempo.Verificou-se que o efeito dos banhos de radônio é em grande parte devido à presença de radônio, em particular a radiação alfa, que aparece durante o decaimento radioativo do radônio. É a ação de doses desprezíveis de irradiação com partículas alfa que explica as propriedades cicatrizantes dos banhos de radônio.
Como se viu, no processo de tomar banhos de radônio, o corpo é exposto à radiação não apenas de fora, mas também de dentro. Como o radônio é gasoso, ele penetra facilmente no corpo humano, assim como através da pele diretamente no sangue. Assim, ao tomar banhos de radônio, ocorre uma pequena irradiação uniforme e generalizada do corpo com partículas alfa. Descobriu-se que apenas cerca de um por cento do radônio dissolvido na água tem efeito curativo. Além disso, essa ação é muito limitada no tempo. Como o radônio é gasoso, em 1–2 horas ele é quase completamente removido do corpo após o banho. Durante esse tempo, apenas cerca de meio por cento do radônio tem tempo para decair. Assim, como você pode perceber, a exposição do corpo durante o banho não é apenas muito curta, mas também insignificante. No entanto, são precisamente essas doses mínimas de radiação que são curativas. Foi descoberto que tomar banhos de radônio afeta insignificantemente a vasoconstrição da pele e as contrações cardíacas. Ao mesmo tempo, ocorre uma ligeira diminuição da pressão arterial, bem como um aumento da taxa metabólica. Além disso, as funções dos órgãos hematopoiéticos aumentam. Os banhos de radônio levam a um aumento dos processos oxidativos no corpo, que contribuem para sua atividade vital. Os banhos de radônio têm um efeito particularmente pronunciado sobre o sistema nervoso. Em particular, os processos inibitórios do córtex cerebral são intensificados, o que por sua vez ajuda a melhorar o sono. Também foi observado que os banhos de radônio têm (embora pequenos) efeitos analgésicos e antiinflamatórios. Verificou-se que em alguns casos tais banhos eliminam processos inflamatórios crônicos em certos órgãos do corpo humano (articulações e ossos).
Recentemente, os chamados átomos marcados se tornaram muito difundidos na prática médica e bioquímica. Estes são átomos de elementos químicos comuns, apenas radioativos. (Os químicos costumam chamá-los de isótopos radioativos.)
Grandes oportunidades foram fornecidas pelos isótopos radioativos aos cientistas durante a pesquisa no estudo do metabolismo (em organismos vegetais e animais). Assim, por exemplo, verificou-se que a proteína de um ovo de galinha é formada (sintetizada) a partir de alimentos que eram fornecidos às galinhas cerca de um mês antes da postura dos ovos. Ao mesmo tempo, o cálcio fornecido à ave experimental no dia anterior é usado para criar a casca do ovo. O método dos indicadores radioativos (ou átomos rotulados) permitiu aos cientistas descobrir o fato de uma taxa muito alta de passagem do metabolismo entre um organismo vivo e o meio ambiente. Assim, por exemplo, antes era considerado geralmente aceito que os tecidos são renovados após longos períodos de tempo, calculados em anos. No entanto, na realidade, descobriu-se que a substituição quase completa de todas as gorduras antigas por novas no corpo humano leva apenas duas semanas. O uso de hidrogênio marcado (átomos de trítio) demonstrou inequivocamente que os organismos animais são capazes de absorver refrigerante não apenas pelo trato gastrointestinal, mas também diretamente pela pele.
Resultados interessantes foram obtidos por cientistas usando isótopos radioativos de ferro. Assim, por exemplo, foi possível rastrear o comportamento no corpo do sangue "próprio" e transfundido (doador), com base no qual seus métodos de armazenamento e preservação foram significativamente melhorados.
Sabe-se que a composição dos glóbulos vermelhos (eritrócitos) do sangue inclui a hemoglobina - uma substância complexa que contém ferro. Descobriu-se que, se um animal recebe uma injeção de alimento com um isótopo radioativo de ferro, ele não apenas não entra na corrente sanguínea, como também não é absorvido.Mesmo que o número de eritrócitos no sangue de um animal seja de alguma forma reduzido no sangue, no primeiro estágio a absorção de ferro ainda não ocorre. E somente quando o número de eritrócitos às custas de antigos estoques de ferro atinge o normal, ocorre um aumento da assimilação do ferro radioativo. O ferro é depositado no corpo "em reserva" na forma de um complexo composto de ferritina, que se forma quando interage com as proteínas. E só deste "armazém" o corpo retira o ferro para a síntese hemoglobina.
Vários isótopos radioativos têm sido usados para o diagnóstico precoce de doenças. Assim, por exemplo, verificou-se que em caso de mau funcionamento glândula tireóide a quantidade de iodo nele diminui agudamente. Portanto, o iodo, introduzido no corpo de uma forma ou de outra, acumula-se rapidamente por ele. No entanto, não é possível analisar o iodo da glândula tireóide de uma pessoa viva. Aqui, novamente, átomos rotulados vieram em socorro, em particular o isótopo radioativo de iodo. Ao se introduzir no corpo e depois observar os caminhos de sua passagem e locais de acumulação, os médicos desenvolveram um método para determinar os estágios iniciais da doença de Graves.
Vlasov L.G. - A natureza cura
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