Андрей Несмеянов - Радиоактивные изотопы и их применение

На заре открытия радиоактивности было обнаружено, что излучение радия может вызвать тяжелые, долго не заживающие поражения тканей тела, подобные ожогу. В последующие годы удалось установить, что оно особенно сильно влияет на ткани, пораженные раковой опухолью. Иглы с препаратами радия или радона стали вводить в раковую опухоль и в ряде случаев удавалось достигнуть излечивания от этой тяжелой болезни. Лучи радия действуют подобно лучам рентгена, но с помощью радия легче провести облучение небольшого участка тела, так как радий занимает небольшой объем и его излучение может быть направлено узким пучком на объект облучения, если радий помещен в свинцовый сосуд с отверстием.

С открытием искусственной радиоактивности появилась возможность замены радия радиоактивными изотопами других элементов.

Особенно широкое применение получил радиоактивный изотоп кобальт 60. Сейчас сконструированы и употребляются в медицинской практике специальные кобальтовые установки. С помощью этих установок производят облучение опухолей — лечение рака. Установка дает узкий пучок гамма-лучей, который может быть направлен только в определенное место. На рис. 52 показано облучение гамма-лучами кобальта 60 опухоли головного мозга с помощью отечественной установки.

Облучение может проводиться не только с помощью кобальтовой установки, а путем введения препаратов в организм.

Известно, что различные вещества, попадая в организм, скапливаются в различных частях и тканях тела. Зная, в каких частях тела и какие элементы скапливаются, можно производить местное облучение тех или иных органов тела, вводя соответствующие вещества, в составе которых находится радиоактивный изотоп, в желудок вместе с пищей или в кровь. Например, при лечении некоторых заболеваний щитовидной железы вместо рентгеновских лучей применяют радиоактивный иод. При раке печени — коллоидное золото, которое вводят в вену, несущую кровь в печень или в другие кровеносные сосуды при опухолях других органов.

Радиоактивный изотоп фосфора скопляется в костях. Благодаря этому происходит местное облучение костного мозга, в котором расположены кроветворные органы. В определенных дозах излучение способствует снижению количества эритроцитов и лейкоцитов в крови и тем самым излечению лиц с заболеваниями крови.

Облучение больной кожи бета-лучами радиоактивного изотопа фосфора 32 приводит к вылечиванию родимых пятен, экзем, нейродермитов, опухолей век и других подобных заболеваний. Для лечения на больное место прикладывается кусок материи, смоченной радиоактивным фосфором. Между кожей и материей прокладывается целлофан, и все это приклеивается к коже пластырем. Препарат на коже выдерживается в течение длительного времени (несколько дней).

Радиоактивный изотоп тулия — тулий 170 испускает мягкие гамма-лучи, подобные лучам Рентгена. Он используется в портативных (весом в несколько килограммов) установках для медицинского просвечивания и может употребляться в условиях экспедиций и в отдаленных сельских районах, не имеющих электроэнергии. С помощью тулиевой установки легче производить просвечивание труднодоступных участков тела.

Лечебные грязи, радоновые ванны, радиоактивные источники принесли облегчение тысячам больных. Действие природных радиоактивных вод и грязей основано на влиянии излучения на организм. Русские ученые положили много сил на исследование радиоактивных источников. Профессор В. И. Баранов предложил использовать искусственно приготовленные радоновые ванны, которые стали заменять природные радиоактивные воды.

Перспективы использования излучения радиоактивных элементов в медицине велики и разнообразны.

Под действием излучения радиоактивных элементов может происходить специальная обработка сельскохозяйственных животных.

Такая стерилизация может также применяться для обезвреживания вредителей сельского хозяйства на полях или в местах хранения зерна (в элеваторах), где сравнительно небольшое облучение ликвидирует размножение таких вредителей.

Далее облучение овощей, например картофеля, предохраняет его от прорастания. Благодаря этому гамма-лучи могут найти широкое применение в местах хранения овощей.

Облучение растений гамма-лучами может быть использовано в цветоводстве при выведении новых сортов растений. Таким образом, удается получить сорта растений, устойчивых по отношению к тем или иным заболеваниям.

Длительное облучение небольшими дозами гамма-лучей вызывает изменения урожайности различных культур. Изменение урожайности происходит и при облучении семян как перед посевом, так и во время прорастания. Предполевая обработка семян свеклы раствором радиоактивного фосфора может повысить ее урожайность на 17%, а кукурузы — на 4–9%.

Излучение радиоактивных изотопов действует не только на людей, животных и растения, но оно способно убивать бактерии. Правда, доза облучения, которая необходима для полного уничтожения бактерий, очень велика, она больше той, которая смертельна для человека. Однако для уничтожения основной массы (более 99%) бактерий достаточно относительно небольшой дозы.

Это свойство излучения позволяет использовать радиоактивные изотопы для предохранения продуктов питания от порчи. Продукты, подвергнутые облучению гамма-лучами, могут сохраняться длительное время. Холодная лучевая пастеризация гораздо удобнее применяющейся в настоящее время тепловой обработки и надежнее ее. При ней продукты меньше подвергаются изменениям и не теряют многих своих свойств.

Лучевой стерилизации можно подвергать не только продукты питания, но и лекарственные вещества, например антибиотики, витамины, медицинские препараты и материалы.

Радиоактивное излучение способно изменять деятельность микроорганизмов, оно затормаживает одни функции организма, вызывает повышенную деятельность организма в другом направлении. Такие изменения могут быть наследственными, и благодаря этому появится возможность выведения новых культур с новыми свойствами. Удалось, например, в результате облучения получить культуры микроскопического гриба пенициллинум, который образует в сотни раз больше пенициллина, чем природная культура. Дрожжи, подвергнутые облучению, так же вырабатывают значительно больше ценных веществ.