Как опасно для человека излучение, известно каждому. Вспомним трагедию Хиросимы и Нагасаки, искалечившую жизнь сотням тысяч людей; вспомним страшный пепел Бикини, принесший ужасные страдания японским рыбакам, случайно оказавшимся близ района испытаний водородной бомбы. Не так грозен термоядерный взрыв, как его последствия — радиоактивное заражение местности на громадных площадях. И затем — не разгаданная до конца лучевая болезнь, медленная, страшная гибель…
— Вот наглядный пример, — сказал я. — Ученые подсчитали, что при взрыве водородной бомбы среднего калибра образуется очень большое количество нейтронов, которое способно превратить в радиоактивный углерод 14 сто килограммов атмосферного азота. Уже одного этого достаточно, чтобы наглядно показать вред ядерных испытаний.
— А к каким предосторожностям приходится прибегать тем, кто работает с радиоактивными изотопами, сколько существует различных видов защиты, — продолжал Илья. — Человек выпустил на свободу столь могучую силу, справиться с которой не всегда просто.
О том, что лучи радиоактивных веществ могут оказывать на организм человека как вредное, так и полезное действие, ученые знали еще в начале XX века. Несколько дней носил в жилетном кармане пакетик с солью урана Анри Беккерель, и на груди у него образовалась долго не заживавшая язва. Выступая перед Стокгольмской академией наук 6 июня 1905 года, Пьер Кюри говорил о том, что действие радия на раковые клетки дало положительные результаты. Медицинские журналы того времени неоднократно заявляли о благотворном влиянии новых лучей на некоторые злокачественные опухоли: их рост приостанавливался, а то и прекращался вовсе. А в построенном в Париже Институте радия была создана специальная лаборатория биологических исследований и радиотерапии.
Так что же, радиоактивное излучение — враг или друг для организма человека?
Все зависит от дозы, от количества излучения, поглощенного облучаемым объектом или частью его. Доза измеряется специальными величинами — рентгенами.
Различают облучение кратковременное и долговременное.
При кратковременном облучении безопасной для человеческого организма считается доза меньше 50 рентген. Абсолютно смертельная доза — 600 рентген.
Значит, малые дозы облучения безвредны для человека. Если соблюдать необходимые предосторожности при использовании радиоактивных изотопов в медицине, то они могут творить чудеса.
— Нужно разграничивать две вещи, — снова перебил я Илью. — Если радиоактивные изотопы вводятся внутрь человеческого организма, то они должны обладать очень малым периодом полураспада; наоборот, для целей облучения, например опухолей, применяются долгоживущие изотопы.
— Один вопрос! — вмешался Олег. — А чем, собственно, опасно излучение для организма? Какой вред оно наносит?
— Видишь ли, пока наука отвечает лишь приблизительно. Во-первых, излучение может привести к изменению структур молекул различных органических соединений, участвующих в жизнедеятельности организма. Во-вторых… Как известно, в организме человека очень много воды. Под действием излучения вода может превращаться в водород и перекись водорода — химически очень активные продукты. В итоге наступает тяжелое нарушение обмена веществ.
— Ясно! — сказал Олег. — А какие же чудеса могут вершить изотопы в медицине?
— Хотя бы лечение рака. Эта проблема уже давно остро волнует человечество. Исследования показали, что здоровые и пораженные ткани отличаются разной чувствительностью к облучению. Кроме того, радиоактивные изотопы особенно хорошо накапливаются и задерживаются в быстрорастущих тканях.
Лечение раковых опухолей с помощью радиоактивных изотопов проводилось и раньше. Источниками излучения служили естественные радиоактивные элементы. В основном они были пригодны для облучения наружных опухолей. Иногда применяли так называемые радиевые иглы, которые зашивали на некоторое время во внутреннюю опухоль. Порой радиоактивное вмешательство помогало: больной выздоравливал. Но здесь был один весьма существенный минус. Ведь радий чрезвычайно дорог. Значит, нужно искать вещества более дешевые, но обладающие такой же активностью, как и радий. Таким изотопом является радиоактивный кобальт 60.
В настоящее время его применяют наиболее широко. Однако этот изотоп-«прима» считается также одним из самых опасных для организма человека, поскольку обладает большим периодом полураспада (≈5,3 года) и очень жестким гамма-излучением. Обращаться с ним следует очень осторожно.
С помощью кобальта 60 лечат злокачественные опухоли. При этом используют два метода: внутритканевый и облучение на расстоянии.
Для облучения опухолей на расстоянии применяют специальную установку «ГУТ—Со-400», так называемую «кобальтовую пушку». Название расшифровывают так: «Гамма-установка терапевтическая», «Со-400» означает, что «пушка» заряжена таким количеством кобальта, действие которого эквивалентно 400 граммам радия. Бывают установки с меньшим радиевым эквивалентом (20, 40 граммов); они более удобны для массового употребления.
Благодаря «кобальтовой пушке» появилась возможность лечения раковых опухолей, ранее обрекавших человека на смерть, — рака легкого, рака пищевода, саркомы костей.
Внутритканевый метод гораздо проще. Он заключается в использовании кобальтовых игл, которые изготовляют из специальной кобальто-никелевой проволоки, облученной нейтронами.
Кобальтовые иглы применяют главным образом для лечения наружных опухолей. В одном медицинском журнале описывается случай эффективного излечения рака губы. Вокруг опухоли и под нее ввели двадцать игл на 8 дней. Уже через 5 дней размеры опухоли стали уменьшаться, а через месяц она исчезла.
В борьбе с раковыми опухолями применяются и другие радиоактивные изотопы. Так, в качестве радиоактивного заряда «пушки» употребляют цезий 137. Используются также изотопы иттрия, стронция и церия. Это продукты деления урана в ядерных реакторах, «осколочные» продукты. После соответствующей обработки «осколков» упомянутые изотопы осаждают на тончайших частицах стеклянной пыли. Пыль высушивают, расплавляют в электрической печи и из расплава приготовляют маленькие бусинки. Этими радиоактивными бусинками обкладывают наружную опухоль или зашивают их в пораженную раком ткань внутренних органов.
Наконец, применяются так называемые коллоидные растворы радиоактивных изотопов золота, фосфора и марганца. Опухоль пропитывается растворами, содержащими эти изотопы, и постепенно разрушается.
Радиотерапия рака — область весьма перспективная. В ней еще очень много неясного, но уже достигнутые успехи воодушевляют.
Самое главное — захватить опухоль в начале развития. Запущенные, разросшиеся опухоли мало поддаются лечению даже могущественными радиоизлучениями…
— Слушайте, приоткройте дверь! — воскликнула Майка. — Накурили — не продохнешь. Хотя бы радиоактивные изотопы помогли в борьбе с курением!
— И здесь все-таки главное — самосознание, — засмеялся Илья. — У меня его-то, например, и не хватает! А между прочим, радиоизотопы весьма отчетливо показали вред курения. Знаете как вырастили небольшое количество табачных листьев в атмосфере углекислого газа, содержащего углерод 14. Изотоп, естественно, усваивался листьями. Из них впоследствии сделали сигареты и дали их выкурить нескольким людям. Так удалось показать, в каких частях организма особенно сильно концентрируется никотин. Словом, для курильщиков результаты неутешительные!
— Ты говорил о гамма-лучевой терапии, — перебил я Илью. — Однако есть другая интересная область — нейтронотерапия, когда облучение ведется потоком нейтронов. У нее свои преимущества: нейтроны меньше, чем гамма-лучи, поражают кожу, обладают большей проникающей способностью и сильнее воздействуют биологически.
Вот история, которая недавно привлекла внимание медиков.
В одной из зарубежных клиник умирала молодая женщина. Положение было безнадежным. Огромная опухоль мозга не поддавалась излечению. Нож искуснейшего хирурга, сокрушительный поток гамма-лучей — все оказалось бесполезным.
…Консилиум длился недолго. Врачам оставалось лишь расписаться в своем бессилии в борьбе со смертью. И вдруг один из них предложил:
— А если больной впрыснуть бор и облучить опухоль нейтронами? Ведь в нашем городе есть ядерный реактор.
— Что вы, коллега! — обрушились на него все. — Человека под интенсивный поток нейтронов. Это же верная гибель!
— Да, но терять нечего!
Терять нечего… Игла шприца вводит больной раствор соли бора. Один укол, второй, третий… Почему бора? Дело в том, что опыты на животных показали: бор особенно интенсивно оседает в тканях опухоли и сохраняется в них очень долго.
Блистающее чистотой здание ядерного реактора. Больную помещают в свинцовый ящик, чтобы обезвредить действие гамма-излучения. На место опухоли направляют интенсивный поток нейтронов. Они пронизывают клетки опухоли, сталкиваются с атомами бора. Ядерная реакция B(n, α)Li: бор превращается в литий, и образуются альфа-частицы. Необычная операция продолжается полчаса.
А через неделю лечащий врач пишет в истории болезни: «Состояние больной значительно улучшилось. Аппетит хороший. Больная улыбается. Снова начала разговаривать…»
Так смерть победила смерть.
— Есть еще один могущественный изотоп — радиоактивный фосфор, — опять перехватил инициативу Илья. — С его помощью удается успешно бороться с белокровием.
Белокровие — это опаснейшая болезнь. Злокачественная опухоль костного мозга вызывает катастрофическое размножение лейкоцитов — белых кровяных шариков. Применявшиеся до сих пор средства лечения были неэффективными.
Теперь больному вводят в кровь радиоактивный фосфор. Этот изотоп хорошо накапливается в костной ткани и, испуская бета-частицы, разрушает клетки опухоли. К сожалению, радиоактивный фосфор в большинстве случаев лишь приостанавливает процесс, а не ликвидирует его вовсе.
Но позволительно спросить: разве радиоактивные изотопы можно применять лишь для лечения, только тогда, когда характер заболевания или, например, расположение раковой опухоли установлены?