У истоков человечества

Радиацией заинтересовались врачи и сразу же установили, что радий сильнее всего действует на быстро размножающиеся клетки. Причем излучение казалось вечным — маленький кусочек вещества беспрерывно излучал радиацию, не уменьшаясь в размерах и не изменяясь внешне. На нее не влияли ни сильный жар, ни сильный холод, ни самое высокое давление, какого только могла достичь техника. Лучи, испускаемые ураном или продуктами его распада (радием и другими), не становились ни слабее, ни сильнее.

Еще в 1903 г. известный английский физик Э. Резерфорд установил, что одна часть лучей радиации отклоняется под сильным магнитным воздействием в разные стороны (- и -лучи), а другая — не поддается влиянию и самого сильного магнита (-лучи). Самая большая проникающая способность у гамма-лучей; если миллиметровый слой свинца задерживал большую часть бета-лучей, то гамма-лучи проходили через свинец свободно.

Было установлено, что уран постоянно распадается и превращается в другие вещества, например в радий, который в свою очередь также распадается на различные элементы. Скорость распада их неодинакова. Так, срок «жизни» радия — 1600 лет, а срок жизни урана — почти 5 млрд. лет.

Уже в 20-е годы XX столетия было замечено, что почти невидимые и абсолютно нечувствительные лучи даже в малой дозе оказывают вредное влияние на организм. Первыми от них пострадали физики, работающие с ураном (первооткрыватели радиоактивности — Мария Склодовская-Кюри, Фредерик Жолио Кюри и Ирэн Кюри, как известно, умерли от облучения), затем и рентгенологи. В 1936 г. в Гамбурге был открыт памятник погибшим от радиации — рентгенологам и радиологам всех стран. На нем было указано 110 имен.

Стали наблюдаться и болезни, вызванные облучением. Еще в 20-е годы появились описания рака легких у горняков, работавших на урановых рудниках. Но все эти факты мало волновали общественность мира. Никто, кроме небольшой группы специалистов, не знал ни о радиоактивности, ни о ядерных процессах. Естественно, что и средств на эти исследования отпускалось мало, и развивались они медленно. Но вдруг все изменилось. Казалось, весь мир, как бы проснувшись, стал проявлять жгучий интерес к радиации. Это «вдруг» началось после 6—9 августа 1945 г.

6 августа 1945 г. над Хиросимой была взорвана атомная бомба. В радиусе 1 км от эпицентра погибло все (бомба взорвалась на высоте 500 м). Из 400 тыс. жителей к концу августа умерло 140 тыс. человек. Через три дня — 9 августа 1945 г. атомная бомба была брошена американцами на Нагасаки.

Человечество узнало о неведомой энергии. Прежде всего поражала ее мощность — 1 кг урана давал столько же энергии, сколько 2500 кг угля. Но эта энергия была и губительной. В Хиросиме в первые дни погибали те, кто находился в радиусе 0,5 км от эпицентра, затем те, кто находился в радиусе 1 км. Около 80% тех, кто был на расстоянии до 1 км от эпицентра, погибли в течение 8 недель. Вначале врачи думали, что люди умирают от дизентерии, но прошло 6 лет, а люди продолжали болеть и умирать.

Прошло 20 лет, а люди, бывшие в Хиросиме во время взрыва или приехавшие туда сразу после взрыва, продолжали заболевать и умирать. Больше всего страдали они от раковых опухолей и лейкоза — рака крови. Прошло уже 35 лет со дня взрывов в Хиросиме и Нагасаки, а люди все еще здесь заболевают от облучения [17] . Выяснилось, что средняя продолжительность скрытого периода рака у человека (от попадания в организм радиоактивных веществ до обнаружения опухоли) от 19 до 30 лет. Обреченными становятся не только сами облученные, но и их дети.

17

По данным доктора С. Окасима из Медицинского колледжа Нагасаки, «следы радиоактивного заражения сохранятся в этом городе 24 360 лет». В 1980 г. в Нагасаки умерло от последствий ядерного взрыва 2279 человек (За рубежом, 1981, № 11 (1080)).

Общая схема биологического действия ионизирующего излучения (по С. А. Ландау-Тылкиной, 1974)

Оказалось, что ядерные взрывы в Хиросиме и Нагасаки привели к нарушению наследственности: у детей, родившихся через много лет после взрыва от облученных родителей, наблюдались врожденные уродства, умственная отсталость и т. п. [18]

Влияние радиоактивности на наследственность впервые было замечено еще в 20-е годы. Русские генетики Г. А. Надсон и Г. С. Филиппченко в 1925 г. установили, что при облучении дрожжевых грибков радием получаются радиомутанты. В 1928 г. Н. П. Дубинин, облучая мушек дрозофил, обнаружил, что радиация приводит к делению гена. (До этого открытия ген считался неделимым.) В те же годы советский генетик С. С. Четвериков привел убедительные доказательства о влиянии радиоактивности на наследственную изменчивость. Американские генетики повторили опыты советских ученых по облучению рентгеновскими лучами дрозофилы и обнаружили, что частота мутаций при этом увеличилась в 150 раз! В 1935 г. Н. В. Тимофеев-Ресовский доказал, что мутационные изменения, вызванные облучениями, ничем не отличаются от естественных мутаций.

18

В соответствии с международными соглашениями в настоящее время прекращены все испытания ядерного оружия в атмосфере. Только правители Китая продолжают взрывать атомные бомбы в воздухе, увеличивая тем самым радиацию на планете и ставя под угрозу здоровье миллионов невинных людей в разных странах мира. Генетические последствия этих испытаний даже предсказать сейчас трудно. Попытки нарушить международные соглашения о запрещении испытания ядерного оружия предпринимаются сейчас Израилем и ЮАР.

Однако в те годы радиация еще не привлекала такого широкого внимания ученых. Основные исследования влияния радиации на наследственность сделаны Н. П. Дубининым и другими после взрывов в Хиросиме и Нагасаки, когда эта проблема встала перед человечеством во весь свой рост.

«Радиационная генетика, родившаяся в 1925—1930 гг. в опытах с клетками дрожжей и с дрозофилой... с 1945 г. превращается в одно из направлений новой биологии, прямо касающейся здоровья человечества. При атомных центрах возникают отделы радиационной биологии и генетики, в которых... начали проводиться опыты по моделированию влияния радиации на наследственность человека.

Метод получения мутаций с помощью радиации и химических соединений стал основным в получении высокоэффективных продуцентов целого ряда ценнейших лекарственных, пищевых и других веществ. Когда был открыт пенициллин, его стоимость в буквальном значении этого слова была выше золота. Теперь... это лекарство стало доступно каждому... Управлять процессами мутаций — значит овладевать одной из самых могущественных сил природы» (Дубинин, 1975).

Исследования показали, что чем выше организовано животное, тем более чувствительно оно к радиации. Так, мыши «радиочувст-вительнее» мушки дрозофилы в 15 раз, обезьяны — в 30—50 раз. Человеку и человекообразным обезьянам для изменения наследственности требуется гораздо меньшая доза радиации, чем всем другим животным. Средняя летальная доза (доза, при которой гибнет не менее 50% облученных организмов) для обезьяны — 550—600 рентген [19] , для кролика — 800, для змеи — 30—20 тыс. Р, а инфузория выдерживает от 300 до 330 тыс. Р. Насекомое гибнет только при 85 тыс. Р. В ядерном реакторе, где доза облучения 10 млн. рад в сутки, были обнаружены бактерии, которые размножались, делились и чувствовали себя прекрасно. Не только бактерии, но и многие растения имеют большую радиоустойчивость.

19

Рентген (Р) — излучение, при котором в 1 см³ воздуха образуется 2,1x10⁹ пар ионов. Энергетический эквивалент 1 рентгена близок 88 эрг/г. Однако на организм действует не вся энергия излучения, а только поглощенная. Она измеряется единицей — рад. В переводе с английского (radiation absorbed dose) это обозначает «радиопоглощенная доза». Рад соответствует поглощению энергии излучения в 100 эрг/г вещества. Энергетически единицы эти малы (так, для нагрева миллилитра воды на градус нужно 42 млн. эрг).

По-разному реагируют на облучение и люди. Наибольшая чувствительность в эмбриональном периоде, особенно во время активной закладки органов, у человека — через 2—6 недель после зачатия. Доза, абсолютно безвредная для матери, может вызвать серьезные нарушения в развитии плода. Молодые организмы чувствительны и после рождения. Кроветворные органы человека начинают реагировать при дозе 1—10 Р, а зрительные ощущения при облучении сетчатки возникают при 1 млн. Р, при 0,05—4 Р изменяется система биотоков и условных рефлексов.

Сильнее всего страдает нервная система: кролику облучили небольшой участок на одной ноге, через два дня образовалась язва, а еще через несколько дней появилась язва на таком же месте и на другой, необлученной ноге. Такое симметричное расположение могло появиться только как реакция нервной системы организма. Одна и та же доза, не оказывающая сильного влияния на остальные части тела, при облучении головы действует очень сильно, причем особенно при облучении лица. Биотоки мозга меняются уже при дозе 2—4 Р через 30—60 секунд. Щенки, которых облучали слабыми дозами в эмбриональном развитии, становились несообразительными и вялыми. При шуме вообще терялись и забивались в угол.

Местное облучение гонад (мужских и женских половых клеток) при дозе 300—600 рад вызывает полную стерилизацию человека, т. е. потерю возможности иметь потомство. Меньшая доза может влиять временно или даже не влиять на половую функцию. Но это не устраняет опасности: в облученных половых клетках могут возникнуть вредные мутации, которые перейдут и к следующим поколениям. Доза облучения, не вызывающая лучевой болезни, может вызвать раннее старение, появление катаракт, опухолей и т. д. Особенно при длительном облучении.