Радий

В 1924 году на рынке радия случился обвал — цена на этот радиоактивный металл упала с $3 300 000 за унцию до $2 500 000 из-за открытия в Катанге (Конго) огромных залежей урановой руды, содержащей большое количество радия. Она содержала в 25–30 раз больше радия, чем руды из других месторождений. Кроме того, началась добыча урановой руды в Чехословакии.

Если бы речь шла о любом другом металле, такие заключения были бы не верны — цены должны были измениться в разы, либо не измениться совсем. Но дело в том, что когда к радию просто не применимы обычные законы рынка. Добыча его ничтожна — за 120 лет удалось произвести меньше 5 килограммов и (с учётом курса и инфляции) цена радия всё та же — 12 миллионов долларов за грамм.

Те, у кого радий есть и кому он нужен — это учёные и врачи — не расстанутся со своими крупинками радиевых солей ни за какие деньги. Радий не продаётся на унции так же, как золото (в 100 000 раз менее ценный металл) не продаётся тоннами. Если он меняет владельца, обычно речь идёт о долях грамма.

Даже богатые копи в Конго не сделали радий более доступным. Руда из этих африканских шахт содержала в 25–30 раз больше минерала, из которого получают радий. Но извлечение из него радия — длительный и дорогой процесс. Из 500 тонн первичной руды получается только 1 грамм радия в виде его солей в смеси с барием и хлором и для этого нужно израсходовать 500 тонн химических реагентов, 10 000 тонн дистиллированной воды, квалифицированный труд 150 человек в течение месяца и огромное количество электроэнергии. Чтобы извлечь чистый радий нужна работа большой группы специалистов-химиков в течение 5 месяцев, а затем — ещё 4 месяца для подготовки его к фактическому использованию. Действительно «в грамм добыча — в год труды».

Только подумайте — шесть месяцев труда сотен людей на заводе и в лабораториях, чтобы получить кусочек металла размером с кончик авторучки. Один к пятидесяти миллионам. Один грамм радия на 500 тонн руды после полугода кропотливой работы. Зачем прикладывать такие усилия к добыче радия? Из-за его особых свойств.

Спросите о радии

Спросите химика о радии, и он скажет вам, что это один из самых тяжёлых металлов, и один из самых чудесных, какие только имеются в кладовых Природы. Если средневековые алхимики искали философский камень, позволяющий трансмутировать свинец в золото, то радий — «философский металл», на практике доказавший возможность превращения одного химического элемента в другой. Свинца в золото он не превращает, но сам перерождается в другие элементы.

Спросите о радии врача, и он скажет вам, что это одно из самых удивительных средств для лечения самых разнообразных заболеваний, из когда-либо попадавших в руки медиков.

Спросите физика, и он скажет, что радий — одно из самых необычных веществ, которые только имеются в его лаборатории. Он скажет, что именно изучение свойств радия позволило выдвинуть первые теории, объясняющие строение атома, а следовательно — вещества и произвело переворот во всей науке.

В прикладных целях радий использовали для производства люминисцентных составов, лекарств и даже для изменения цвета драгоценных камней. Если поместить рядом с крупинкой радия кристалл бесцветного корунда (лейкосапфира), спустя некоторое время он станет синим, неотличимым от природного синего сапфира.

Радиоактивность

В чём заключаются свойства радия, которые делают его столь ценным? Ответ — он радиоактивен, очень радиоактивен.

Радиоактивность — это самопроизвольный распад вещество, испускающего при этом потоки лучей высокой энергии и элементарных частиц.

Анри Беккерель, обнаруживший явление радиоактивности в 1896 году проложил путь к открытию радия. Исследуя фосфоресценцию, Беккерель заметил, что вещества, содержащие уран засвечивают фотографические пластинки в темноте, даже если они упакованы в чёрную бумагу. Так научный мир ознакомился с новым фактом — радиоактивностью урана, в частности его оксида — урановой смолки, или уранита (она же настуран, она же окись урана, она же смоляная урановая руда, она же урановая слюдка, она же уранинит, она же смоляная обманка) — смолистой чёрной массы, залежи которой находятся неподалёку от Иоахимсталя в Германии. Урановая смолка задолго до опытов с радиоактивностью использовалась в качестве пигмента для стекла и фарфора.

Некоторое время спустя польская девушка Мария Склодовская–Кюри, изучавшая химию в Париже заинтересовалась этим необычным свойством урана. Она получила урановую руду из Иоахимсталя и принялась за эксперименты с ней, быстро придя к выводу, что основным источником излучения является не уран, а какая-то примесь. Постепенная очистка образцов промыванием, обработкой кислотами и другими методами аналитической химии показала, что радиоактивность чистого остатка постоянно возрастает.

Наконец из нескольких тонн урановой смолки было получено около ста граммов вещества, в 60 раз более радиоактивного, чем природный уран. Это вещество обладало всеми признаками химического элемента и исследователь назвала его «полоний» — в честь своей родины.

Но дальнейшие опыты показали, что полоний — лишь ступенька к элементу, ещё более активному, и через три года мадам Кюри объявила, что ей удалось выделить радиоактивное начало урановой руды, новый элемент, получивший название «радий».

Постепенно наука узнавала всё больше и больше о радии. Сэр Эрнст Резерфорд открыл, что радий испускает лучи трёх видов и обозначил их первыми буквами греческого алфавита, назвав их альфа-, бета- и гамма-лучами.

Альфа-лучи оказались положительно заряженными частицами, летящими со скоростью более 20 000 километров в секунду. Они имеют небольшую проникающую способность и могут быть остановлены даже стеклом толщиной с лист бумаги.

Скорость бета-частиц — в пятнадцать раз больше, то есть она почти равна скорости света. Бета-лучи проникают в тело на глубину до сантиметра, проходят сквозь тонкие листы стекла и алюминия, а также через свинцовые пластинки в два–три миллиметра толщиной.

Гамма-лучи почти идентичны рентгеновским, но имеют более короткую длину волны. Они обладают наибольшей проникающей способностью, проходя через двадцать сантиметров свинца.

Но ещё более удивительным стало открытие, что положительно заряженные альфа-частицы, испущенные радием, каким-то загадочным образом присоединяют к себе две отрицательные частицы (то есть, два электрона) и становятся атомами гелия. Другими словами, радий постоянно отделял от себя элемент, настолько отличающейся от него самого, насколько вообще могут быть не похожи два вещества. Вещество, не содержащее гелия, всё же порождало гелий.

Гелий был открыт на Солнце задолго до того, как он был обнаружен на Земле. Спектроскопы показывают, что в солнечной короне — огромных языках бушующей солнечной плазмы, вытягивающейся на тысячи километров в космос, содержится большое количество гелия.

Один грамм радия выделяет достаточно тепла, чтобы растопить равное ему по весу количество льда в течение часа.

Кажется, что радий излучает энергию и выделяет тепло, не изменяясь при этом сам. Это не так — он меняется, но изменения эти так ничтожны, что их крайне трудно заметить. Например, за год один грамм радия производит 1 160 000 калорий тепла — достаточное количество, чтобы довести до кипения 10 литров ледяной воды. При этом радий потеряет только 1/2500 своего веса.

Излучая, радий тоже изменяется. Из очень редкого и дорогого металла он превращается в металл, являвшийся символом дешевизны — в свинец. Но эта «трансмутация» занимает 3460 лет — отрезок времени между нами и Древним Египтом.

Радиотерапия

Возможность применения радия в медицинских целях предсказал в 1901 году Пьер Кюри, муж Марии Кюри. И ещё до этого Беккерель, получивший сильные ожоги из-за того, что носил пробирку с солью радия в кармане жилета, отмечал выраженное действие радиевые лучей на живые ткани.

Но отцом радиотерапии следует считать Анри Доминичи. В 1906 году он обнаружил, что лучи радия, отфильтрованные через две свинцовые пластинки (чтобы отсечь альфа- и бета-лучи, а также гамма-лучи малой энергии), могут быть использованы для разрушения опухолевых тканей.

С другой стороны, даже первые исследователи отмечали, что длительный контакт с радиоактивными материалами небезопасен. Даже свинцовая защита — не идеальна, у людей начинались серьёзные проблемы со здоровьем. Хотя влияние радиации не вызывало немедленно болезненных явлений, первыми признаками её действия на организм и начала лучевой болезни были анемия, лейкопения (уменьшение количества лейкоцитов в крови), ногти становились хрупкими, а окружающая их кутикула бралась заусенцами, изъязвлялась, кожа лица и рук воспалялась.

Так как радия очень мало, использовать его непосредственно для облучения опухолей нецелесообразно. Вместо этого используется радон — инертный радиоактивный газ, образующийся при распаде радия. Небольшое количество бромида радия или хлорида радия находится в специальной колбе внутри защищённого контейнера, откуда по системе трубок отводится и накапливается в стеклянном или платиновом капилляре радон. Когда в капилляре скопится достаточное количество радона, он запаивается в нескольких местах и разрезается.

Эти маленькие трубочки длиной 1–3 сантиметра и диаметром 1,5–3 миллиметра называются «радоновыми зёрнами» или «радиоактивными микрокапсулами». Они сохраняют активность, достаточную для терапевтических целей, в течение четырех дней — их можно накладывать на поражённые ткани, вводить в полости организма или непосредственно в тело.





Головная боль

Головная боль

Навряд ли можно найти человека, у которого ни разу не болела голова. В большинстве случаев головные боли бывают несильными и кратковременными, и приходится обращаться к врачу. Совсем другое дело — когда резкая головная боль повторяется часто и причиняет большие страдания, это уже симптом заболевания. Головной мозг человека и мозговые оболочки обильно пронизаны кровеносными сосудами, имеющими мириады нервных окончаний, которые фиксируют...