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 Peu d'experts, même les plus éminents dans le domaine de la physique atomique, savaient ce matin de 1942 que l'homme avait enfin maîtrisé le contrôle secret d'une réaction nucléaire en chaîne. Mais trois ans plus tard, en 1945, le monde a été choqué par la tragédie des villes japonaises - Hiroshima et Nagasaki.
C'est au-dessus de ces villes que les champignons vénéneux d'explosions atomiques ont explosé pour la première fois. Et c'est alors que l'humanité a appris - amèrement et de manière palpable - le pouvoir destructeur du noyau atomique.
Cependant, l'étude du phénomène de la radioactivité et de l'effet des rayonnements sur les tissus vivants a commencé beaucoup plus tôt - en 1896. A cette époque, le jeune physicien français Henri Becquerel s'est intéressé aux sels contenant l'élément chimique uranium.
Le fait est que de nombreux sels d'uranium ont la capacité de phosphorescence lorsqu'ils sont irradiés par la lumière du soleil. Becquerel a décidé d'étudier cette propriété plus en détail. Il a exposé les sels d'uranium à la lumière du soleil et les a ensuite mis sur une plaque photographique enveloppée dans du papier noir. Il s'est avéré que les rayons de phosphorescence des sels d'uranium traversent assez facilement le papier opaque, laissant une tache noire sur la plaque après son développement. Becquerel a été le premier à arriver à cette conclusion. Mais il est vite devenu clair que les rayons de phosphorescence n'avaient rien à voir avec cela. Les sels d'uranium, même préparés et conservés dans l'obscurité, ont encore agi sur la plaque photographique pendant plusieurs mois, et pas seulement à travers le papier, mais même à travers le bois, les métaux, etc. Sur la base de ces expériences, une radioactivité a été découverte. Et deux ans plus tard, deux nouveaux éléments radioactifs, le polonium et le radium, ont été découverts par de célèbres scientifiques, les époux Maria et Pierre Curie. C'est à partir de cette époque qu'une étude intensive de la radioactivité a commencé. Mais qu'est-ce que la radioactivité?
Nous sommes habitués depuis l'enfance que les objets inanimés existent généralement depuis des siècles. Dans tous les cas, sinon les objets eux-mêmes, alors les matériaux à partir desquels ils sont fabriqués. Jugez par vous-même: même si nous cassons une tasse en porcelaine et qu'elle cesse de remplir son rôle prévu, ses éclats peuvent mentir pendant des millénaires et, en principe, rien ne leur arrivera. Après tout, les archéologues trouvent les restes de plats et de décorations que les gens portaient il y a plusieurs millénaires!
Le point ici réside dans la force extraordinaire des molécules de composés inorganiques et des particules qui les composent - les atomes. En effet, les atomes individuels peuvent exister très longtemps sans subir de changements significatifs. En effet, pour détruire ou "refaire" un atome, il faut changer son noyau, et c'est une tâche trop difficile.
Mais dans la nature, il s'avère qu'il y a aussi des atomes dont les noyaux changent spontanément, spontanément, comme le disent les physiciens. Ce sont ces noyaux qui étaient dits radioactifs, car en cours de transformation, ils émettent des rayons. Ainsi, la radioactivité est un phénomène physique dans lequel se produit l'un ou l'autre réarrangement des noyaux atomiques. Ce sont généralement trois types de rayons. Ils ont été nommés les lettres de l'alphabet grec: alpha, bêta et gamma. Les rayons alpha et bêta sont des flux de particules. En particulier, les particules alpha sont des atomes de l'élément hélium, dépourvus de leurs électrons. Les particules bêta sont un flux d'électrons, tandis que les rayons gamma sont des ondes électromagnétiques, dont les propriétés sont quelque peu similaires aux rayons X. Ainsi, un atome d'un élément radioactif, éjectant une particule alpha ou bêta du noyau, se transforme en atome d'un autre élément. Ainsi, par exemple, un atome de radium, émettant une particule alpha, se transforme en atome d'un élément appelé radon.
En étudiant les éléments radioactifs (qui, d'ailleurs, n'étaient pas si rares), les scientifiques ont remarqué deux caractéristiques très intéressantes. L'un d'eux consistait en ce que la vitesse de désintégration (ou, plus précisément, de transformation) des atomes radioactifs du même type est strictement constante et pratiquement non influencée par des facteurs externes. Cela dépend uniquement de la quantité d'élément radioactif disponible. Ainsi, par exemple, si nous avons un gramme de radium, alors la moitié de tous les atomes disponibles se désintégreront dans exactement 1620 ans. Le demi-gramme restant se désintégrera de moitié (c'est-à-dire que leur nombre diminuera de moitié) également après 1620 ans, etc. est cette période de temps pendant laquelle la moitié de tous les atomes subissent une transformation).
Une autre caractéristique était que, comme il s'est avéré, les rayons radioactifs sont capables d'agir sur les tissus vivants. Et le premier à la découvrir fut le découvreur de la radioactivité, Henri Becquerel. Pour démontrer l'éclat des sels de radium dans l'obscurité, il emportait avec lui dans sa poche poitrine une ampoule en verre contenant ce sel. Au bout d'un moment, sur son corps, à l'endroit opposé à l'ampoule, il a trouvé une légère rougeur, ressemblant à une légère brûlure, qui s'est ensuite transformée en une petite plaie. Le scientifique a attribué à juste titre ce phénomène à l'action des rayons radioactifs. À propos, l'ulcère a guéri très lentement et complètement guéri seulement après plusieurs mois. C'est alors, près de cinquante ans avant Hiroshima et Nagasaki, que les atomes radioactifs ont averti les gens de leur danger.
En quoi cela consiste?
Il s'est avéré que le principal danger n'est pas les substances elles-mêmes, mais le rayonnement qu'elles émettent lors du processus de transformation radioactive. Les trois types de rayons, à un degré ou à un autre, peuvent interagir avec diverses substances de nature à la fois inorganique et organique, y compris le "matériau" dont sont construites les cellules d'un organisme vivant. Et bien que les trois types de rayonnement diffèrent considérablement les uns des autres, en première approximation, leur effet sur les tissus vivants peut être considéré dans une certaine mesure comme le même.
Mais ici, bien sûr, il y a quelques particularités. Le rayonnement alpha étant un flux de noyaux assez lourds (par rapport aux particules bêta) de l'atome d'hélium, ces noyaux, lorsqu'ils traversent la substance, produisent les plus grandes perturbations dans les molécules rencontrées sur leur chemin. En ce sens, les rayons gamma sont les plus sûrs - ils interagissent le moins avec la substance à travers laquelle ils passent. Les particules bêta occupent une position intermédiaire à cet égard. Ainsi, les rayons alpha sont les plus dangereux. Mais il y a un autre aspect au problème. Le fait est que, en raison de leur massivité et de leur forte interaction avec la matière, les particules alpha ont une très petite «portée», c'est-à-dire le chemin qu'elles passent dans un matériau particulier. Même un morceau de papier mince est une barrière insurmontable pour eux. En particulier, il a été constaté que les rayons alpha pénètrent la peau humaine à une profondeur de seulement quelques microns. Naturellement, ils ne peuvent pas conduire à des lésions profondes des organes internes lors d'une irradiation externe. Dans le même temps, les rayons gamma, bien que beaucoup moins interagissent avec la matière, mais leur capacité de pénétration est si grande que le corps humain ne peut pratiquement pas constituer une barrière tangible pour eux. Ce n'est pas pour rien que les réacteurs nucléaires sont entourés d'épaisses parois de béton - tout d'abord, ce sont des sortes de «pièges» pour les rayons gamma qui apparaissent pendant le fonctionnement du réacteur.Le trajet des rayons gamma dans le corps humain étant plusieurs milliers de fois plus long que celui des particules alpha, il est naturel qu'ils puissent conduire à la destruction de nombreuses structures chimiques et biologiques «rencontrées» en cours de route. C'est pourquoi, lorsqu'ils sont exposés à des substances radioactives externes, on pense que les rayons gamma représentent le plus grand danger. Certes, l'image change considérablement si une substance radioactive pénètre dans le corps. Ensuite, les plus dangereux sont les rayons alpha, qui interagiront de manière intensive avec les cellules des tissus internes.
Le principal danger, comme indiqué ci-dessus, consiste en la destruction de certaines molécules de l'organisme lors de l'interaction avec le rayonnement. Ainsi, par exemple, les molécules d'eau subissent une dissociation améliorée en hydrogène chargé et en ions hydroxyle. Mais, peut-être, c'est bien pire quand, au lieu de se dissocier, la molécule se "scinde" en deux groupes neutres (les soi-disant radicaux), qui, bien qu'ils existent sous forme libre pendant un temps extrêmement court, ont une réactivité très élevée.
De telles transformations peuvent, bien sûr, subir non seulement des molécules d'eau, mais également d'autres composés chimiques qui constituent un organisme vivant. À un moment donné, on pensait même que les dommages corporels dus aux radiations étaient précisément causés par ces fragments, dont certains sont très dangereux. Cependant, cette hypothèse a été rapidement abandonnée, car contredite par la concentration extrêmement faible de substances qui pouvaient se former. En effet, même avec une irradiation intense du corps, le contenu de tels fragments n'aurait pas dû dépasser un dix milliardième de gramme. Aujourd'hui, les scientifiques sont d'avis que, probablement, les ions et les radicaux initialement formés entrent en interaction avec des molécules non encore détruites. Les produits de ces réactions «secondaires», à leur tour, interagissent avec de nouvelles molécules, de sorte que le nombre de molécules qui ont subi une destruction augmente comme une avalanche, c'est-à-dire, dans ce cas, une réaction dite en chaîne est observée. En conséquence, la composition de diverses substances (en particulier les vitamines-enzymes) qui régulent l'activité du corps humain, ainsi que les modifications d'un certain nombre de fonctions physiologiques et de processus biochimiques (fonction hématopoïétique de la moelle osseuse, fonction respiratoire du sang, etc.) changent considérablement. Et en conséquence, en fonction de l'intensité du rayonnement, l'une ou l'autre forme de maladie des radiations se produit. Et bien que des méthodes efficaces de traitement aient maintenant été développées à l'aide de médicaments qui interrompent l'avalanche en chaîne de transformations, les soi-disant inhibiteurs, l'interdiction non seulement de l'utilisation, mais aussi des essais d'armes atomiques et thermonucléaires est d'une importance décisive dans la prévention des maladies radiologiques.
L'utilisation de médicaments radioactifs pour la prévention et le traitement d'un certain nombre de maladies est extrêmement utile. Même les pionniers de la recherche sur la radioactivité - Pierre et Marie Curie utilisaient des préparations de radium comme une sorte de préparations médicinales. Actuellement, les isotopes radioactifs sont largement utilisés dans le traitement de divers types de tumeurs malignes. Mais, peut-être, l'utilisation la plus connue de substances radioactives pour maintenir la vitalité d'une personne, la prévention d'un certain nombre de maladies, est l'utilisation de soi-disant bains de radon.
Le fait est que lors de la désintégration radioactive, le radium se transforme en un élément gazeux radioactif radon. L'eau saturée d'un tel gaz radioactif est un bain de radon. Et bien qu'à l'heure actuelle, dans un certain nombre de cliniques, ils préparent des bains de radon artificiels, le «gisement» naturel d'eaux de radon le plus connu en Union soviétique est les sources du Caucase près de Tskhaltubo. Les thérapeutes les étudient depuis longtemps.Il a été constaté que l'action des bains de radon est en grande partie due à la présence de radon, en particulier de rayonnement alpha, qui apparaît lors de la désintégration radioactive du radon. C'est l'action de doses négligeables d'irradiation avec des particules alpha qui explique les propriétés curatives des bains de radon.
Il s'est avéré que lors du processus de prise de bains au radon, le corps est exposé aux rayonnements non seulement de l'extérieur, mais également de l'intérieur. Le radon étant gazeux, il pénètre facilement dans le corps humain, ainsi qu'à travers la peau directement dans le sang. Ainsi, lors de la prise de bains de radon, il y a une petite irradiation uniforme et généralisée du corps avec des particules alpha. Dans le même temps, il s'est avéré que seulement un pour cent environ du radon dissous dans l'eau avait un effet curatif. De plus, cette action est très limitée dans le temps. Le radon étant gazeux, en 1 à 2 heures, il est presque complètement éliminé du corps après avoir pris un bain. Pendant ce temps, seulement environ un demi pour cent du radon a le temps de se décomposer. Ainsi, comme vous pouvez le voir, l'exposition du corps en prenant un bain est non seulement de très courte durée, mais également insignifiante. Or, ce sont précisément ces doses minimales de rayonnement qui sont curatives. Il a été constaté que la prise de bains au radon affecte de manière insignifiante la vasoconstriction cutanée et les contractions cardiaques. Dans le même temps, il y a une légère diminution de la pression artérielle, ainsi qu'une augmentation du taux métabolique. De plus, les fonctions des organes hématopoïétiques augmentent. Les bains de radon entraînent une augmentation des processus oxydatifs dans le corps, qui contribuent à son activité vitale. Les bains de radon ont un effet particulièrement prononcé sur le système nerveux. En particulier, les processus inhibiteurs du cortex cérébral sont améliorés, ce qui contribue à son tour à améliorer le sommeil. Il a également été noté que les bains de radon ont des effets analgésiques et anti-inflammatoires (quoique modestes). Il a été constaté que dans certains cas, de tels bains éliminent les processus inflammatoires chroniques dans certains organes du corps humain (articulations et os).
Récemment, les atomes dits marqués se sont répandus dans la pratique médicale et biochimique. Ce sont des atomes d'éléments chimiques ordinaires, uniquement radioactifs. (Les chimistes les appellent souvent des isotopes radioactifs.)
Les isotopes radioactifs ont offert de grandes opportunités aux scientifiques lors de recherches sur l'étude du métabolisme (à la fois dans les organismes végétaux et animaux). Ainsi, par exemple, il a été constaté que la protéine d'un œuf de poule est formée (synthétisée) à partir d'aliments qui ont été donnés aux poulets environ un mois avant la ponte des œufs. Dans le même temps, le calcium, qui a été donné à l'oiseau expérimental la veille, est utilisé pour créer la coquille de l'œuf. La méthode des indicateurs radioactifs (ou atomes marqués) a permis aux scientifiques de découvrir le fait d'un taux de passage du métabolisme très élevé entre un organisme vivant et l'environnement. Ainsi, par exemple, il était auparavant considéré comme généralement admis que les tissus se renouvellent après des périodes assez longues, calculées en années. Cependant, en réalité, il s'est avéré que le remplacement presque complet de toutes les anciennes graisses corporelles par de nouvelles dans le corps humain ne prend que deux semaines. L'utilisation d'hydrogène marqué (atomes de tritium) a montré sans équivoque que les organismes animaux sont capables d'absorber la soude non seulement par le tractus gastro-intestinal, mais aussi directement à travers la peau.
Des résultats intéressants ont été obtenus par des scientifiques utilisant des isotopes radioactifs du fer. Ainsi, par exemple, il a été possible de retracer le comportement dans le corps du sang «propre» et transfusé (donneur), sur la base duquel ses méthodes de stockage et de conservation ont été considérablement améliorées.
On sait que la composition des globules rouges (érythrocytes) du sang comprend l'hémoglobine - une substance complexe contenant du fer. Il s'est avéré que si un animal reçoit une injection de nourriture avec un isotope radioactif du fer, non seulement il n'entre pas dans le sang, mais n'est pas du tout absorbé.Même si le nombre d'érythrocytes dans le sang d'un animal est en quelque sorte réduit dans le sang, au premier stade, l'absorption du fer ne se produit toujours pas. Et ce n'est que lorsque le nombre d'érythrocytes au détriment des anciennes réserves de fer atteint la norme, qu'il y a une assimilation accrue du fer radioactif. Le fer se dépose dans l'organisme «en réserve» sous la forme d'un composé complexe de ferritine, qui se forme lorsqu'il interagit avec les protéines. Et seulement de cet «entrepôt» le corps puise le fer pour la synthèse hémoglobine.
Un certain nombre d'isotopes radioactifs ont été utilisés pour le diagnostic précoce des maladies. Ainsi, par exemple, il a été constaté qu'en cas de dysfonctionnements glande thyroïde la quantité d'iode qu'il contient diminue fortement. Par conséquent, l'iode introduit dans le corps sous une forme ou une autre s'accumule assez rapidement par celui-ci. Cependant, il n'est pas possible d'analyser l'iode de la glande thyroïde d'une personne vivante. Là encore, des atomes marqués sont venus à la rescousse, en particulier l'isotope radioactif de l'iode. En introduisant dans le corps, puis en observant les chemins de son passage et les lieux d'accumulation, les médecins ont développé une méthode pour déterminer les stades initiaux de la maladie de Graves.
Vlasov L.G. - La nature guérit
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