Для детального изучения свойств нового элемента супругам Кюри нужно было получить его в большом количестве. Они переработали тонны уранинита, выделив из него лишь несколько сотен граммов чистого элемента. Работали они в ужасных условиях. Один из современников писал, что их лаборатория была больше похожа на хлев или картофельный склад. Из гуманитарных соображений они отказались патентовать радий и, несмотря на финансовые трудности и тяжелые условия работы, получали удовольствие от исследований, особенно ночью, когда видели вокруг себя «светящиеся очертания стаканов и пробирок с образцами».
За открытие естественной радиоактивности супруги Кюри и Беккерель в 1903 г. были удостоены Нобелевской премии по физике. Через год в семье Кюри родилась дочь Ева. Наверное, это было самое счастливое время в их жизни. Но в 1906 г. ослабленный радиацией Пьер трагически погиб: он поскользнулся на мостовой, и голова его попала под колесо конного экипажа. Потрясенная Мария много лет пиcала ему письма в своем дневнике, но ее научный пыл не ослаб, и она в одиночку продолжала работу, которую они начали вместе. Она боролась с французской бюрократической машиной и наконец в 1908 г. смогла занять место покойного мужа: она стала первой женщиной-профессором за 650 лет существования Сорбонны. В 1911 г. Мария Кюри была удостоена второй Нобелевской премии — за выделение чистого радия, а в 1914 г. организовала Институт радия, который теперь называется Институтом Кюри. Цель создания института она видела в ослаблении человеческих страданий. Во время Первой мировой войны она обучала медсестер находить в ранах пули и шрапнель с помощью переносных рентгеновских аппаратов, а после войны вместе с дочерью Ирен начала разрабатывать способы использования радия в противоопухолевой терапии. В 1935 г. Ирен и ее муж Фредерик Жолио получили Нобелевскую премию за открытие искусственной радиоактивности.
Мария не узнала, что ее дочь тоже стала лауреатом Нобелевской премии. Она умерла от лейкоза 4 июля 1934 г. в возрасте 67 лет, измученная и почти ослепшая от катаракты, с пальцами, обожженными ее любимым радием. Она не была ни первым, ни последним человеком, погибшим от лучевой болезни. В 1920-х гг. несколько сотрудников Института радия умерли от рака, вызванного радиоактивным излучением. Мария не могла в это поверить и считала, что все дело в недостатке свежего воздуха. Ее дочь Ирен тоже умерла от лейкоза.
Современные люди, знакомые с историей Хиросимы и Чернобыля, воспринимают радиоактивное излучение не в таком радужном свете. Высокие дозы радиации убивают не только раковые клетки, но и нормальные клетки и ткани. После открытия рентгеновских лучей стали появляться сообщения о многочисленных заболеваниях среди исследователей, которые часами возились с испускающими рентгеновские лучи газоразрядными трубками. У многих выпадали волосы, повреждалась кожа, возникали глубокие ожоги. Низкие дозы изучения повышали риск развития рака. Это стало ясно еще при жизни Марии Kюри. Сорок процентов исследователей, участвовавших в ранних экспериментах по изучению радиоактивности, умерли от рака. Такая же судьба постигла многих людей, имевших контакт с радиоактивными материалами. В 1929 г. немецкие и чешские врачи сообщали, что 50% шахтеров, работавших на урановых рудниках в Богемии и на севере Чехословакии, заболевали раком легкого, что было связано с вдыханием радона — радиоактивного продукта распада урана. В США риск развития рака легкого у шахтеров, работавших на урановых рудниках, тоже был значительно выше, чем у населения в целом.
Ужасная участь ожидала молодых женщин, занимавшихся нанесением радиевой краски на циферблаты часов, чтобы их было видно в темноте. Изначально светящиеся часы предназначались для солдат, воевавших в окопах на фронтах Первой мировой войны, но в 1920-х гг. такие часы вошли в моду. Чтобы заострить концы кисточек, работницы увлажняли их губами. В то время радий все еще считался панацеей от всех бед и рекламировался, например, как оздоровительное средство или средство для повышения сексуального влечения. Работницам говорили, что радий придаст яркость их румянцу, а их губы будут светиться в темноте. Иногда им даже позволялось красить радиевой краской ногти, губы и зубы. Через год зубы начинали выпадать, а челюсти рассыпаться. Многие женщины заболели и умерли, и в их телах, даже в костях, врачи обнаруживали большое количество радона и других радиоактивных веществ. Конечно, компании по производству часов отрицали свою причастность к гибели девушек, и правительство пришло к заключению, что существующие доказательства их вины не являются достаточно убедительными. В передовой статье в газете New York World судебный процесс 1926 г. был назван «одной из самых отвратительныx когда-либо виденных пародий на правосудие».
В конечном итоге компании по производству часов согласились выплатить пострадавшим символическую компенсацию, но так никогда и не признали свою вину. Одна из работниц, Кэтрин Вольф Донахью, в 1938 г. подала в суд на компанию Radium Dial. В чикагском суде она заявила, что вместе с еще одной работницей однажды спросила своего начальника Руфуса Рида, почему компания никогда не предавала гласности результаты медицинских осмотров, проводившихся в 1920-х гг. Рид ответил примерно следующее: «Милые мои, если бы мы обнародовали эти результаты, начался бы бунт». В конце концов в 1941 г. медицинское сообщество установило предельно допустимую дозу облучения радоном, но по экономическим причинам отсроченное воздействие облучения еще долго не предавалось гласности, и совсем немногие люди, даже среди тех, кто работал над созданием атомной бомбы в рамках Манхэттенского проекта, могли предвидеть ужасные последствия выпадения радиоактивных осадков.
Радиоактивные осадки — это осаждающиеся из атмосферы радиоактивные частицы, оставшиеся после ядерного взрыва, которые могут представлять опасность на протяжении длительного времени. При взрыве возникают огненные бури и смерчи, распространяющиеся в высокие слои атмосферы, что часто вызывает дождь. После взрывов в Хиросиме и Нагасаки в воздухе собралось столько радиоактивной золы, что дождь был темным и вязким — тот самый злосчастный «черный дождь». В Хиросиме черный дождь выпал на большой площади — от центра города до окраин, загрязнив воду и траву. В реках погибла рыба, а в полях коровы.
Десятки тысяч жителей Хиросимы и Нагасаки, пережившие взрыв, как выяснилось, не избежали его последствий. Через несколько дней у них начали выпадать волocы и кровоточить десны. Люди страдали от безумной слабости и головной боли; появилась тошнота, рвота, анорексия и диарея. Рот и горло покрылись болезненными язвами. Началось носовое, ротовое и кишечное кровотечение. Те, у кого симптомы были наиболее сильны, погибали за несколько месяцев. Другие за два года слепли от катаракты. Многие умерли от рака через несколько лет или даже десятков лет. Радиоактивное облучение чаще всего вызывает лейкоз. Характерным признаком лейкоза являются пурпурные пятна на коже, которые возникают из-за агрегации пролиферирующих белых клеток крови (лейкоцитов). На протяжении 30 лет после взрыва у жителей Хиросимы лейкоз диагностировали в 15 раз чаще, чем у жителей других областей Японии. Через 15 лет после взрыва стало расти число случаев других видов рака с более длительным периодом развития, таких как рак легкого, молочной или щитовидной железы.
Угроза ядерной войны отступила, и теперь основное беспокойство общественности вызывает безопасность атомных электростанций и других потенциальных источников излучения. Вера в безопасность ядерных реакторов была подорвана в результате двух серьезных аварий: на Трехмильном острове в Пенсильвании в 1979 г. и в Чернобыле на Украине в 1986 г. Чернобыльская авария была самой страшной в истории: во время аварии погиб 31 человек, и тысячи получили высокие дозы облучения. Но даже если не говорить об авариях, усиливаются опасения относительно возможной утечки радиоактивного материала и загрязнения окружающей среды. В деревнях, расположенных поблизости от завода по переработке ядерного горючего в Селлафилде (Англия), увеличилось число случаев заболевания лейкозом. В других группах населения, подверженных воздействию радиоактивного излучения выше фонового уровня, также повышен риск развития этого заболевания. «Балканский синдром» (который считается одной из форм лейкоза) у военных, дислоцированных в районе Косово, а также, возможно, у тысяч местных жителей, связывают с использованием бронебойных боеголовок из обедненного урана. В группу риска могут попадать даже летчики и бортпроводники, поскольку на большой высоте они подвергаются дополнительному воздействию радиации.
Поэтому не приходится удивляться, что даже медицинское рентгеновское оборудование и радиотерапия порой вызывают у людей страх радиационного отравления. С конца 1970-х гг. в США не было построено ни одной новой атомной станции. Существование «безопасной» дозы облучения вот уже десятки лет является предметом споров. Как заявил один из экспертов, самый лучший практический подход заключается в том, чтобы максимально ограничить воздействие ионизирующего излучения на человека и надеяться на лучшее.
Вы, я полагаю, пытаетесь понять, какое отношение все это имеет к кислороду. Ответ заключается в том, что механизм действия радиации на биологические системы аналогичен механизму кислородной интоксикации. Он основан на серии реакций, связывающих кислород с водой. Смертельное влияние радиации и кислорода опосредовано одним и тем же набором промежуточных продуктов. Эти промежуточные продукты образуются и из воды, и из кислорода (рис. 7). При радиационном облучении они получаются из воды, а при отравлении кислородом — из кислорода. Но они образуются и при нормальном дыхании! Таким образом, дыхание можно рассматривать в качестве очень медленно прогрессирующей кислородной интоксикации. Мы увидим, что старение и старческие заболевания во многом связаны с этой формой кислородной интоксикации.