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 Nur wenige der bekanntesten Spezialisten auf dem Gebiet der Atomphysik wussten an diesem Morgen des Jahres 1942, dass der Mensch endlich die geheime Kontrolle einer nuklearen Kettenreaktion beherrschte. Doch drei Jahre später, 1945, wurde die Welt von der Tragödie der japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki erschüttert.
Über diesen Städten stiegen zum ersten Mal giftige Pilze atomarer Explosionen auf. Und dann lernte die Menschheit - bitter und spürbar - die zerstörerische Kraft des Atomkerns.
Die Untersuchung des Phänomens der Radioaktivität und der Wirkung von Strahlung auf lebende Gewebe begann jedoch viel früher - im Jahr 1896. Zu dieser Zeit interessierte sich der junge französische Physiker Henri Becquerel für Salze, die das chemische Element Uran enthalten.
Tatsache ist, dass viele Uransalze die Fähigkeit haben, Phosphoreszenz zu erzeugen, wenn sie mit Sonnenlicht bestrahlt werden. Becquerel beschloss, diese Eigenschaft genauer zu untersuchen. Er setzte Uransalze dem Sonnenlicht aus und legte sie dann auf eine in schwarzes Papier gewickelte Fotoplatte. Es stellte sich heraus, dass die Phosphoreszenzstrahlen von Uransalzen leicht genug durch das undurchsichtige Papier hindurchtreten und nach seiner Entwicklung einen schwarzen Fleck auf der Platte hinterlassen. Becquerel war der erste, der zu diesem Schluss kam. Es wurde jedoch bald klar, dass die Phosphoreszenzstrahlen nichts damit zu tun hatten. Uransalze, die sogar hergestellt und im Dunkeln aufbewahrt wurden, wirkten noch mehrere Monate auf die Fotoplatte, und zwar nicht nur durch Papier, sondern auch durch Holz, Metalle usw. Auf der Grundlage dieser Experimente wurde Radioaktivität entdeckt. Und zwei Jahre später entdeckten berühmte Wissenschaftler, die Ehegatten Maria und Pierre Curie, zwei neue radioaktive Elemente, Polonium und Radium. Ab diesem Zeitpunkt begann eine intensive Untersuchung der Radioaktivität. Aber was ist Radioaktivität?
Wir sind von Kindheit an daran gewöhnt, dass leblose Objekte normalerweise seit Jahrhunderten existieren. In jedem Fall, wenn nicht die Objekte selbst, dann die Materialien, aus denen sie hergestellt sind. Überzeugen Sie sich selbst: Selbst wenn wir einen Porzellantassen zerbrochen haben und er seine beabsichtigte Rolle nicht mehr erfüllt, können seine Scherben über Jahrtausende liegen, und im Prinzip wird ihnen nichts passieren. Immerhin finden Archäologen die Überreste von Geschirr und Schmuck, die die Menschen vor vielen Jahrtausenden getragen haben!
Der springende Punkt liegt hier in der außergewöhnlichen Stärke der Moleküle anorganischer Verbindungen und der Partikel, aus denen sie bestehen - Atome. In der Tat können einzelne Atome sehr lange existieren, ohne wesentliche Änderungen zu erfahren. In der Tat müssen Sie, um ein Atom zu zerstören oder "neu zu erschaffen", seinen Kern ändern, und dies ist eine zu schwierige Aufgabe.
Es stellt sich jedoch heraus, dass es in der Natur auch Atome gibt, deren Kerne sich spontan, spontan ändern, wie Physiker sagen. Es sind diese Kerne, die als radioaktiv bezeichnet wurden, da sie bei Transformationen Strahlen aussenden. Radioaktivität ist somit ein physikalisches Phänomen, bei dem die eine oder andere Umlagerung von Atomkernen auftritt. Normalerweise sind dies drei Arten von Strahlen. Sie wurden die Buchstaben des griechischen Alphabets genannt: Alpha, Beta und Gamma. Alpha- und Betastrahlen sind Partikelströme. Insbesondere Alpha-Teilchen sind Atome des Elements Helium ohne ihre Elektronen. Beta-Teilchen sind ein Elektronenstrom, und Gammastrahlen sind elektromagnetische Schwingungen, die in ihren Eigenschaften Röntgenstrahlen ähneln. So verwandelt sich ein Atom eines radioaktiven Elements, das ein Alpha- oder Betateilchen aus dem Kern ausstößt, in ein Atom eines anderen Elements. So verwandelt sich beispielsweise ein Radiumatom, das ein Alpha-Teilchen emittiert, in ein Atom eines Elements namens Radon.
Bei der Untersuchung radioaktiver Elemente (die übrigens nicht so wenige waren) stellten die Wissenschaftler zwei sehr interessante Merkmale fest. Eine davon bestand darin, dass die Zerfallsrate (oder genauer die Umwandlung) radioaktiver Atome des gleichen Typs streng konstant ist und praktisch nicht durch äußere Faktoren beeinflusst wird. Dies hängt nur von der Menge des verfügbaren radioaktiven Elements ab. Wenn wir zum Beispiel ein Gramm Radium haben, zerfällt die Hälfte aller verfügbaren Atome in genau 1620 Jahren. Das verbleibende halbe Gramm zerfällt auch nach 1620 Jahren usw. um die Hälfte (dh ihre Zahl nimmt um die Hälfte ab). Außerdem ist die Zerfallsrate für jeden Atomtyp streng konstant und bis zwei verschiedene Arten radioaktiver Atome gefunden wurden, die dieselbe Halbwertszeit haben würden (d. H. ist der Zeitraum, in dem sich die Hälfte aller Atome umwandelt).
Ein weiteres Merkmal war, dass radioaktive Strahlen, wie sich herausstellte, auf lebendes Gewebe einwirken können. Und der erste, der es entdeckte, war der Entdecker der Radioaktivität, Henri Becquerel. Um das Leuchten von Radiumsalzen im Dunkeln zu demonstrieren, trug er eine Glasampulle mit diesem Salz in der Brusttasche. Nach einer Weile entdeckte er an seinem Körper an der Stelle gegenüber der Ampulle eine leichte Rötung, die einer leichten Verbrennung ähnelte und sich dann in ein kleines Geschwür verwandelte. Der Wissenschaftler führte dieses Phänomen zu Recht auf die Wirkung radioaktiver Strahlen zurück. Übrigens heilte das Geschwür sehr langsam und heilte erst nach vielen Monaten vollständig ab. Fast fünfzig Jahre vor Hiroshima und Nagasaki warnten radioaktive Atome die Menschen vor ihrer Gefahr.
Woraus besteht es?
Es stellte sich heraus, dass die Hauptgefahr nicht die Substanzen selbst sind, sondern die Strahlung, die sie bei der radioaktiven Umwandlung abgeben. Alle drei Arten von Strahlen können bis zu dem einen oder anderen Grad mit verschiedenen Substanzen sowohl anorganischer als auch organischer Natur interagieren, einschließlich des „Materials“, aus dem die Zellen eines lebenden Organismus aufgebaut sind. Und obwohl sich alle drei Arten von Strahlung signifikant voneinander unterscheiden, kann ihre Wirkung auf lebende Gewebe in erster Näherung in gewissem Maße als gleich angesehen werden.
Aber hier gibt es natürlich einige Besonderheiten. Da Alphastrahlung ein Strom von ziemlich schweren (im Vergleich zu Betateilchen) Kernen des Heliumatoms ist, erzeugen diese Kerne beim Durchgang durch die Substanz die größten Störungen in den Molekülen, die auf ihrem Weg angetroffen werden. In diesem Sinne sind Gammastrahlen am sichersten - sie interagieren am wenigsten mit der Substanz, durch die sie gehen. Beta-Partikel nehmen in dieser Hinsicht eine Zwischenposition ein. Daher sind Alphastrahlen am gefährlichsten. Das Problem hat jedoch eine andere Seite. Tatsache ist, dass Alpha-Teilchen aufgrund ihrer Massivität und starken Wechselwirkung mit Materie einen sehr kleinen sogenannten "Bereich" haben, dh den Weg, den sie in einem bestimmten Material zurücklegen. Selbst ein dünnes Stück Papier ist für sie eine unüberwindbare Barriere. Insbesondere wurde festgestellt, dass Alphastrahlen die menschliche Haut bis zu einer Tiefe von nur wenigen Mikrometern durchdringen. Natürlich können sie bei äußerer Bestrahlung nicht zu tiefen Läsionen innerer Organe führen. Gleichzeitig interagieren Gammastrahlen zwar viel weniger mit Materie, aber ihre Durchdringungsfähigkeit ist so groß, dass der menschliche Körper für sie praktisch keine greifbare Barriere darstellen kann. Nicht umsonst sind Kernreaktoren von dicken Betonwänden umgeben - vor allem sind dies "Fallen" für Gammastrahlen, die während des Betriebs des Reaktors auftreten.Da der Weg der Gammastrahlen im menschlichen Körper viele tausend Mal länger ist als der Weg der Alpha-Partikel, ist es natürlich, dass sie zur Zerstörung vieler chemischer und biologischer Strukturen führen können, die auf dem Weg "angetroffen" werden. Aus diesem Grund wird angenommen, dass Gammastrahlen die größte Gefahr darstellen, wenn sie externen radioaktiven Substanzen ausgesetzt werden. Das Bild ändert sich zwar erheblich, wenn eine radioaktive Substanz in den Körper gelangt. Am gefährlichsten sind dann Alphastrahlen, die intensiv mit den Zellen des inneren Gewebes interagieren.
Die Hauptgefahr besteht, wie oben erwähnt, in der Zerstörung bestimmter Moleküle des Organismus bei Wechselwirkung mit Strahlung. So erfahren beispielsweise Wassermoleküle eine verstärkte Dissoziation in geladene Wasserstoff- und Hydroxylionen. Aber vielleicht ist es viel schlimmer, wenn sich das Molekül anstelle einer Dissoziation in zwei neutrale Gruppen (die sogenannten Radikale) "aufspaltet", die, obwohl sie für eine extrem kurze Zeit in freier Form vorliegen, eine sehr hohe Reaktivität aufweisen.
Solche Transformationen können natürlich nicht nur Wassermolekülen unterliegen, sondern auch anderen chemischen Verbindungen, aus denen ein lebender Organismus besteht. Früher glaubte man sogar, dass die Schädigung des Körpers durch Strahlung durch genau diese Fragmente verursacht wurde, von denen einige sehr gefährlich sind. Diese Hypothese wurde jedoch bald aufgegeben, da sie durch die extrem niedrige Konzentration an Substanzen, die gebildet werden konnten, widerlegt wurde. Selbst bei intensiver Bestrahlung des Körpers sollte der Gehalt solcher Fragmente ein Zehnmilliardstel Gramm nicht überschreiten. Jetzt sind Wissenschaftler der Meinung, dass die ursprünglich gebildeten Ionen und Radikale wahrscheinlich eine weitere Wechselwirkung mit noch nicht zerstörten Molekülen eingehen. Die Produkte solcher "sekundären" Reaktionen interagieren wiederum mit neuen Molekülen, so dass die Anzahl der zerstörten Moleküle wie eine Lawine zunimmt, dh in diesem Fall eine sogenannte Kettenreaktion beobachtet wird. Infolgedessen ändern sich die Zusammensetzung verschiedener Substanzen (insbesondere Vitamin-Enzyme), die die Aktivität des menschlichen Körpers regulieren, sowie Änderungen einer Reihe von physiologischen Funktionen und biochemischen Prozessen (hämatopoetische Funktion des Knochenmarks, Atmungsfunktion des Blutes usw.) stark. Infolgedessen tritt je nach Intensität der Strahlung die eine oder andere Form der Strahlenkrankheit auf. Und obwohl jetzt wirksame Behandlungsmethoden mit Hilfe von Medikamenten entwickelt wurden, die die Kettenlawine von Transformationen, den sogenannten Inhibitoren, unterbrechen, ist das Verbot nicht nur der Verwendung, sondern auch der Prüfung von Atom- und Kernwaffen von entscheidender Bedeutung für die Prävention von Strahlenkrankheiten.
Die Verwendung radioaktiver Arzneimittel zur Vorbeugung und Behandlung einer Reihe von Krankheiten ist äußerst zweckmäßig. Die Pioniere der Radioaktivitätsforschung, Pierre und Marie Curie, verwendeten Radiumpräparate auch als eine Art medizinisches Präparat. Gegenwärtig werden radioaktive Isotope häufig bei der Behandlung verschiedener Arten von bösartigen Tumoren verwendet. Aber vielleicht ist die bekannteste Verwendung radioaktiver Substanzen zur Aufrechterhaltung der Vitalität eines Menschen und zur Vorbeugung einer Reihe von Krankheiten die Verwendung sogenannter Radonbäder.
Tatsache ist, dass sich Radium während des radioaktiven Zerfalls in ein radioaktives gasförmiges Element Radon verwandelt. Mit einem solchen radioaktiven Gas gesättigtes Wasser ist ein Radonbad. Und obwohl derzeit in einer Reihe von Kliniken künstliche Radonbäder hergestellt werden, sind die kaukasischen Quellen in der Nähe von Tskhaltubo die bekannteste natürliche "Lagerstätte" für Radonwasser in der Sowjetunion. Therapeuten haben sie lange untersucht.Es wurde gefunden, dass die Wirkung von Radonbädern weitgehend auf das Vorhandensein von Radon, insbesondere Alphastrahlung, zurückzuführen ist, die während des radioaktiven Zerfalls von Radon auftritt. Es ist die Wirkung vernachlässigbarer Bestrahlungsdosen mit Alpha-Partikeln, die die heilenden Eigenschaften von Radonbädern erklärt.
Wie sich herausstellte, ist der Körper bei der Einnahme von Radonbädern nicht nur von außen, sondern auch von innen Strahlung ausgesetzt. Da Radon gasförmig ist, dringt es leicht in den menschlichen Körper sowie durch die Haut direkt ins Blut ein. Bei der Einnahme von Radonbädern kommt es daher zu einer gleichmäßigen und weit verbreiteten kleinen Bestrahlung des Körpers mit Alpha-Partikeln. Es stellte sich heraus, dass nur etwa ein Prozent des in Wasser gelösten Radons eine heilende Wirkung hat. Darüber hinaus ist diese Aktion zeitlich sehr begrenzt. Da Radon gasförmig ist, wird es innerhalb von 1–2 Stunden nach dem Baden fast vollständig aus dem Körper entfernt. Während dieser Zeit hat nur etwa ein halbes Prozent des Radons Zeit zum Zerfall. Wie Sie sehen, ist die Exposition des Körpers während des Badens nicht nur sehr kurz, sondern auch unbedeutend. Es sind jedoch genau diese minimalen Strahlungsdosen, die heilend wirken. Es wurde festgestellt, dass die Einnahme von Radonbädern die Vasokonstriktion der Haut und Herzkontraktionen nur unwesentlich beeinflusst. Gleichzeitig kommt es zu einem leichten Blutdruckabfall sowie zu einem Anstieg der Stoffwechselrate. Zusätzlich nehmen die Funktionen der hämatopoetischen Organe zu. Radonbäder führen zu einer Zunahme der oxidativen Prozesse im Körper, die zu seiner lebenswichtigen Aktivität beitragen. Radonbäder wirken sich besonders stark auf das Nervensystem aus. Insbesondere werden die Hemmungsprozesse der Großhirnrinde verstärkt, was wiederum zur Verbesserung des Schlafes beiträgt. Es wurde auch festgestellt, dass Radonbäder (wenn auch kleine) analgetische und entzündungshemmende Wirkungen haben. Es wurde festgestellt, dass solche Bäder in einigen Fällen chronische Entzündungsprozesse in bestimmten Organen des menschlichen Körpers (Gelenke und Knochen) eliminieren.
In jüngster Zeit sind sogenannte markierte Atome in der medizinischen und biochemischen Praxis weit verbreitet. Dies sind Atome gewöhnlicher chemischer Elemente, die nur radioaktiv sind. (Chemiker nennen sie oft radioaktive Isotope.)
Radioaktive Isotope boten Wissenschaftlern große Möglichkeiten bei der Erforschung des Stoffwechsels (sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Organismen). Beispielsweise wurde festgestellt, dass das Protein eines Hühnereies aus Futter gebildet (synthetisiert) wird, das etwa einen Monat vor der Eiablage an Hühner verfüttert wurde. Gleichzeitig wird Kalzium, das am Tag zuvor dem Versuchsvogel zugeführt wurde, zur Herstellung der Eierschale verwendet. Die Methode der radioaktiven Indikatoren (oder markierten Atome) ermöglichte es Wissenschaftlern, die Tatsache einer sehr hohen Stoffwechselpassage zwischen einem lebenden Organismus und der Umwelt zu entdecken. So wurde beispielsweise früher als allgemein anerkannt angesehen, dass Gewebe nach relativ langen Zeiträumen, berechnet in Jahren, erneuert werden. In Wirklichkeit stellte sich jedoch heraus, dass der fast vollständige Ersatz aller alten Körperfette durch neue im menschlichen Körper nur zwei Wochen dauert. Die Verwendung von markiertem Wasserstoff (Tritiumatome) hat eindeutig gezeigt, dass tierische Organismen Soda nicht nur über den Magen-Darm-Trakt, sondern auch direkt über die Haut aufnehmen können.
Interessante Ergebnisse wurden von Wissenschaftlern mit radioaktiven Eisenisotopen erzielt. So war es beispielsweise möglich, das Verhalten von "eigenem" und transfundiertem (Spender-) Blut im Körper zu verfolgen, auf dessen Grundlage seine Lagerungs- und Konservierungsmethoden signifikant verbessert wurden.
Es ist bekannt, dass die Zusammensetzung der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) des Blutes Hämoglobin enthält - eine komplexe Substanz, die Eisen enthält. Es stellte sich heraus, dass einem Tier, dem Futter mit einem radioaktiven Eisenisotop injiziert wird, es nicht nur nicht in den Blutkreislauf gelangt, sondern überhaupt nicht absorbiert wird.Selbst wenn die Anzahl der Erythrozyten im Blut eines Tieres im Blut irgendwie verringert ist, tritt im ersten Stadium immer noch keine Eisenaufnahme auf. Und erst wenn die Anzahl der Erythrozyten auf Kosten alter Eisenspeicher die Norm erreicht, kommt es zu einer erhöhten Assimilation von radioaktivem Eisen. Eisen wird im Körper "in Reserve" in Form einer komplexen Ferritinverbindung abgelagert, die entsteht, wenn es mit Protein interagiert. Und nur aus diesem "Lagerhaus" zieht der Körper Eisen zur Synthese Hämoglobin.
Eine Reihe radioaktiver Isotope wurde zur Früherkennung von Krankheiten verwendet. So wurde beispielsweise festgestellt, dass im Falle von Fehlfunktionen Schilddrüse Die Menge an Jod nimmt stark ab. Daher reichert sich Jod, das in der einen oder anderen Form in den Körper eingeführt wird, ziemlich schnell an. Es ist jedoch nicht möglich, das Jod der Schilddrüse eines lebenden Menschen zu analysieren. Auch hier kamen markierte Atome zur Rettung, insbesondere das radioaktive Iodisotop. Durch die Einführung in den Körper und die anschließende Beobachtung der Wege seines Durchgangs und der Akkumulationsorte haben Ärzte eine Methode zur Bestimmung der Anfangsstadien der Basedow-Krankheit entwickelt.
Vlasov L.G. - Die Natur heilt
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