Текст книги "Свет невидимого"

Автор книги: Юрий Фиалков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 10 страниц)

– Эге, не ошибся линотипист, так автор что-то напутал! – скажут иные читатели. – Восемьсот тысяч! Что-то очень много…

Много или мало – это уже зависит от точки зрения. А вот то, что распадов и впрямь не меньше названной величины – это точно.

На долю углерода приходится около 200 тысяч распадов в минуту (умножьте вес углерода в теле человека средних габаритов на 16, и вы получите эти 200 000).

Еще примерно 400 тысяч распадов в минуту приходится на радиоактивный калий. Ведь калий – один из самых распространенных элементов организма. Итого 600 тысяч.

Недостающие 200 тысяч с лихвой покрывают тяжелые радиоактивные элементы: уран, торий, радий. Пусть эти элементы содержатся в организме в ничтожно малом количестве, зато они обладают большой интенсивностью излучения и сравнительно небольшим периодом полураспада. Вот почему вклад их в общую радиоактивность организма велик в сравнении с их содержанием в живых тканях.

Говоря о радиоактивном распаде атомов в живом организме, нельзя забыть и о космическом излучении. Действие его на организм почти ничем не отличается от действия радиоактивных лучей. Поэтому мы без колебаний можем приплюсовать еще тысяч двести распадов. И считать, что в среднем в теле человека за минуту распадается миллион атомов.

Вот теперь впору поставить вопрос: как относятся живые организмы к этому беспрерывно – с рождения и до смерти – пронизывающему их излучению?

Вопрос этот впервые возник, конечно, у биологов. И они, считая себя не очень сведущими в вопросах радиоактивности, обратились к физикам.

– Сколько? – переспросили те. – Миллион распадов в минуту? Скажите, страсти какие! Ведь это всего 0,0005 (пять де-сяти-ты-сяч-ных!) милликюри (есть такая единица радиоактивности). А мы и с пятью милликюри работать будем, и никакого вреда нам от этого не предвидится. Так что ваш миллион распадов в минуту для нас даже не детская игрушка, а так себе – ерунда!

– Так уж и ерунда? – засомневались биологи и приступили к опытам. И были те опыты интересными, и даже очень. Биологов давно интересовал вопрос, почему клетки в живых организмах так нуждаются в калии и большей частью безразличны к натрию. В самом деле. Мы повсюду слышим: «калийные удобрения», но вот о «натриевых» что-то не слыхать.

Те из вас, кто интересуется биологией всерьез, могли читать о калиевом балансе в организме. Но вот о натриевом читать вам не придется.

Вопрос не простой. На него не ответишь, что, дескать, так захотела природа – и все (впрочем, «так захотелось природе» – это не ответ на любой научно – научно! – поставленный вопрос, а просто отговорка).

Дело в том, что натрий и калий, особенно однозарядные ионы этих элементов (а в природе натрий и калий встречаются в виде солей, в состав которых входят именно однозарядные ионы), походят друг на друга, как родные братья. Да они и есть братья. Расположены в одной группе, даже в одной подгруппе – раз. Имеют близкие физические свойства – два. Еще более сходные химические свойства – три. И даже в земной коре содержатся в одинаковом количестве – четыре. Поверьте, я без труда мог бы продолжать до «пяти», «шести», «десяти» и «двадцати двух». Но и так ясно, что братья-то братья, но живые организмы для своего развития решительно предпочитают калий натрию.

Один из опытов, поставленных для изучения биологической роли калия, можно без колебаний назвать красивым. А это немаловажно, когда опыт не только поучителен, но и красив.

Через изолированное сердце лягушки пропускали питательный раствор, в состав которого входили все необходимые вещества и, конечно же, соединения калия. Сердце исправно сокращалось и, казалось, не замечало тех необычных условий, в которых оно находится.

Но вот в растворе мало-помалу соли калия стали заменять соответствующим количеством солей натрия. Сердце сразу же прореагировало на это: ритм биения стал медленнее, сокращения – вялыми. Наконец, когда весь калий был заменен на натрий, сердце остановилось.

Тогда к натриевому раствору добавили незначительное количество радия. В весовом выражении это была совершенно нечувствительная величина. Но поскольку радиоактивность радия много выше, чем калия-40, радиоактивность питательного раствора стала такой же, как радиоактивность исходного раствора, когда в нем были только соли калия. Сердце начало сокращаться снова и билось исправно столько времени, сколько вообще положено биться сердцу, извлеченному из организма.

Можно ли показать более наглядно, что живым клеткам необходим не столько калий как таковой, сколько его радиоактивность? Между прочим, отличные результаты получались и тогда, когда радий не вводили в питательный раствор, а облучали лягушечье сердце радием извне. И в этом случае сердце ритмично и правильно сокращалось, радуя экспериментаторов.

И снова – в который раз! – было получено доказательство того, что процессы, протекающие в организме, – не просто совокупность каких-то химических реакций, каких-то физических явлений. Нет, биологию не сведешь к учебникам физики и химии.

То, что для физиков представляется малостью, на которую и внимания-то обращать не хочется, организм, как видно, использует, и притом весьма целесообразно. В самом деле, не мог же он позволить, чтобы миллион распадов в минуту – целый миллион! – пропадал без дела.

Открытие сразу же было взято на заметку. А что, если попробовать облучать радиоактивными лучами растения – скажем, табак. Посмотрите на рисунок. Два цветка табака, которые выращивались в абсолютно равных условиях. Левый рос как обычно. А правый облучали каждый день малыми порциями радиоактивных лучей. Результат очевиден.

Вот почему на экспериментальных полях многих научных институтов можно видеть любопытную картину. Поле как поле. На одном участке наливаются соком помидоры, на другом взвиваются побеги огурцов, на третьем зеленеют арбузы. Вдруг раздается резкий звонок. И все, кто в этот миг находится на поле, кладут сапки и лопаты и торопливо устремляются к блиндажу, который сильно смахивает на бомбоубежище. Раздается второй звонок. Идущие прибавляют шаг. После третьего звонка опоздавшие мчатся по полю со скоростью признанных спринтеров. Налет вражеских самолетов? Бомбардировка?

Ничего подобного. Самолеты на небе не появляются. А если и пролетит какой, то никто на него внимания не обратит. Зато все смотрят через перископы в центр поля. Там высится не очень высокая мачта. Через несколько секунд после третьего звонка на мачте начинает работать электромотор, который вытягивает небольшой цилиндр. Цилиндр начинает вращаться с таким важным видом, как будто из него сейчас посыплются экзаменационные билеты.

Но ничего из цилиндра не сыплется. И он, повертевшись минут пять, отправляется обратно под землю. После чего раздается резкий звонок отбоя, все выходят из блиндажа и разбирают сапки и лопаты.

Все описанное – всего-навсего экспериментальное облучение сельскохозяйственных культур. Результаты? Самые очевидные. Урожай редиса повышается на 40 процентов, капусты – на 20, ржи – на 25, а урожай вегетационной массы гречихи – даже в полтора раза.

Интересно, что вовсе не обязательно облучать растения во время их развития. Иногда оказывается достаточным облучить семена перед посевом. Операция простая, а эффект большой.

Но неправ будет тот, кто подумает: проблема повышения урожайности решена. Дескать, теперь жизнь пойдет иная: облучай растения, собирай урожай, всего-то и делов.

Нет, влияние радиоактивного излучения на живые организмы – проблема куда более сложная, чем это может представиться из рассказанного.

Начать с того, что далеко не всегда и далеко не во всех дозах радиоактивное облучение оказывает благотворное действие на живые организмы.

Большинство жертв двух бесчеловечных атомных бомбардировок японских городов Хиросимы и Нагасаки в 1945 году обусловлено именно действием той сильнейшей радиации, какая сопровождает взрыв атомной бомбы. Кроме того, продукты распада урана или плутония («взрывчатка» атомных бомб) первые сутки после взрыва обладают громадной радиоактивностью.

Радиоактивные частицы, врезываясь в живые клетки, производят там колоссальные разрушения. Это, конечно, на пользу клетке идти не может. Ну, а если облучение задевает жизненно важные центры клетки, то клетка погибает.

Здесь надо сказать, что даже самое небольшое количество радиоактивности может нанести непоправимый вред организму. Это в том случае, если поврежденными окажутся клетки, которых в организме немного и которые несут важную биологическую функцию. Природа защитила эти клетки от тех миллионов распадов, которые происходят ежеминутно в человеческом теле. Но даже мудрая природа не смогла предусмотреть, что человек начнет заниматься, скажем прямо, глупым делом: станет бурно увеличивать уровень радиоактивности.

Вот почему любое, даже не очень значительное, превышение радиоактивного фона Земли может иметь неприятные последствия. И вот почему с первых же дней рождения атомного оружия Советский Союз ведет упорную и последовательную борьбу за запрещение этих бесчеловечных средств массового уничтожения людей и за запрещение испытаний атомного, водородного и нейтронного оружия, при взрывах которого в атмосферу выбрасываются громадные количества радиоактивных веществ.

* * *

Впрочем, имеется одна довольно мирная отрасль человеческой деятельности, где исследователи с охотой применяют радиоактивные лучи для целей… убийства. Уже созданы приборы, которые позволяют с помощью радиоактивности «одним махом» убивать миллионы живых существ. И исследователи очень довольны. Убийцы в белых халатах? Не спешите с выводами. Да и не вяжется слово «мирный» с напрашивающейся мрачной картиной.

* * *

Как представляют нынче жизнь пиратов в былые времена? Бороздит южные моря корабль под черным флагом, на котором не очень искусно намалеваны череп и кости. На корабле загорелые билли бонсы горланят непристойные песни и тянут ром из старинных, зеленого стекла бутылок. («Ио-го-го, и бутылка рому!..») Забот никаких! Разве только пограбить очередную шхуну да вздернуть сопротивляющегося капитана на реях. А потом снова за карты да за ром, за песни, пока вахтенный не приметит очередную жертву.

Ничего подобного! В действительности у пиратов была каторжная жизнь. Целый день они носились по кораблю, не имея свободной минутки. Всех дел и не перечесть!

Телят накорми. За свиньями прибери, хлев проветри. Курам дай пшена. Овец выгони на палубу. А дух, дух-то какой! Прямо хоть и не живи на свете. Вот и боцман ругается, что не уберегли молодого бычка: тюкнуло его во время шторма башкой о борт – отдал черту душу. Эх, жизнь…

Пиратов жалеть, конечно, не стоит. Но, рискуя испортить морским романтикам настроение, нельзя не заметить, что 300–400 лет назад любой морской корабль сильно смахивал на плавучую свиноферму. А как же иначе?! Корабль отправляется в плавание надолго – на много месяцев, а то и на несколько лет – и необходимо запастись пропитанием. Сидеть же годы на солонине – не очень приятно. Вот и приходится грузить на корабль живность. А за ней присмотр надобен.

Сегодня для длительных путешествий никто, конечно, не будет запасаться живыми быками. Люди придумали множество способов консервировать продукты питания – пастеризацию, копчение, соление, сахарение и многое иное. Но все эти способы изменяют первоначальные и вкус, и внешний вид, да и питательные качества продукта.

По себе знаю – после трехнедельного туристского похода даже на самые изысканные консервы смотришь без особого энтузиазма. Всего после трехнедельного… А каково экспедициям, скажем, полярникам, которые находятся в отрыве от продуктовых магазинов очень подолгу?

Согласитесь, что проблема сохранения продуктов в первозданном виде – достаточно важная. И здесь радиоактивность оказывает существенную услугу.

Радиобиологи – специалисты, изучающие действие радиоактивного излучения на живые организмы, – знают одно важное правило. Чем более высокоорганизован животный или растительный организм, тем он чувствительнее к действию радиоактивного облучения. Доза радиации, смертельная для человека, не приведет к гибели белой крысы. Радиоактивное облучение, от какого погибнет крыса, не окажет заметного действия на тараканов.

Пользуясь этими закономерностями, радиобиологи могут подбирать такие дозы радиации, какие окажутся гибельными для гнилостных бактерий, но не окажут сколь-нибудь вредного действия на пищевой продукт. Если запаковать такой облученный продукт в оболочку, непроницаемую для микробов, то теперь его можно хранить очень долго. И без всяких холодильников.

Гамма-лучи – надежное средство стерилизации лекарственных препаратов. Выгода этого способа очевидна. Очень многие лекарственные вещества, например, растворы для инъекций, нельзя обеззараживать нагреванием, так как оно разрушает органические вещества, входящие в состав лекарства. Радиохимическое облучение же не сопряжено с разогреванием и поэтому так пришлось по душе фармацевтам.

Ну, а коль скоро радиобиологи справляются с микробами, то с тем большим успехом они могут уничтожать личинки мух и вредных паразитов, которые грозят качеству мясных продуктов.

Еще одна отрасль промышленности с удовольствием прибегла к радиационной стерилизации. При производстве лекарственных веществ и препаратов, особенно тех, которые используются для приема внутрь или для инъекций, основной заботой является их стерилизация. Но хорошо, если препарат выдерживает продолжительное нагревание. Тогда ампулы с этим препаратом кипятят нужное время – и проблема решена.

Ну, а если препарат разлагается при нагревании? Тогда приходится туго. Тогда прибегают к различным ухищрениям, которые удорожают стоимость лекарства, нередко в десятки раз.

А ведь нагревание можно заменить радиооблучением на протяжении 2–3 минут – и препарат стерилен в такой же степени, как при многочасовом кипячении.

И еще в этой главе о радиационной химии и радиобиологии следовало бы рассказать, как с помощью радиоактивности

– ускоряют рост дрожжей,

– быстро и эффективно окисляют химические вещества,

– убивают вредителей в зерне, чем резко повышают будущий урожай,

и еще о многих вещах, не менее интересных и важных, чем те, о которых было рассказано и на которые тем не менее не хватило ни места, ни времени.

Но что поделаешь? Обо всем рассказывают только энциклопедии. Да и те не поспевают за стремительным бегом науки.

* * *

Читатель, вместе с автором дошедший до конца книги, вправе задать вопрос:

– Что же, вы считаете, что из всех явлений, окружающих нас в нашей жизни, в природе, во Вселенной, радиоактивность – самое что ни на есть важное?

Ответить на этот вопрос не просто. С одной стороны, для каждого специалиста предмет, какому он посвятил свою научную жизнь, – космогония, анатомическое строение органов осязания у черных тараканов, синтез новых элементов, уточнение седьмого члена в уравнении движения материальной точки в упруго-вязкой среде, – этот предмет САМЫЙ ВАЖНЫЙ. С другой стороны, каждый из них понимает, что в нашей жизни, в природе, во Вселенной все так тесно взаимосвязано и так непосредственно влияет друг на друга, что не важных явлений не бывает, попросту не может быть. И каждое из них может быть предметом отдельной книги, такой, как эта книга о роли радиоактивности в нашей жизни, в природе, во Вселенной.

Оглавление

Глава первая. Открытие, которое началось с конца … 6

Глава вторая. Часы с заводом на 100 миллиардов лет … 27

Глава третья. Во вселенной всегда весна … 45

Глава четвертая. О Наполеоне Бонапарте, растворимости и многом другом … 65

Глава пятая. Третий путь … 88

Книга об открытии, вероятно, самом значительном за последние 100 лет – о радиоактивности. Именно открытие в радиоактивной химии дает ответы на вопросы о том, откуда возникли химические элементы, погаснет ли Солнце, было ли начало и будет ли конец света.

Причудливая история газа аргона, рождение, гибель и возрождение химических элементов в вечно молодой Вселенной, упрямые числа 43, 61, 85 и 87, химический состав далеких миров; часы с заводом на миллиарды лет; обстоятельства смерти Наполеона Бонапарта; возникновение живого вещества, на Земле – все явления и события, о которых рассказывается в этой книге, объединены общей темой «радиоактивность».

О важной, часто решающей роли радиоактивности в

нашей жизни,

в природе,

во Вселенной

рассказывает автор.