Профессор Евгений Федорович Романцев написал хо­рошую книгу. Это рассказ о радиобиологии — науке, кото­рая перебрасывает мост между двумя столетиями — XX и XXI Перед читателем, как в кинофильме, последовательно пробегают этапы развития этой науки, которые удивитель­но тесно связаны с эпохальными событиями в жизни че­ловечества второй половины XX века.

Огромный объем научной информации, которым за­хлестнут мир, вынуждает ученых дифференцировать науку, выделять в ней узкие области. Однако отчетливо видна и другая тенденция — стремление к интеграции, к привлече­нию для разработки новых и важных научных областей других наук, к использованию для их прогресса методов, подходов и представлений смежных наук. Радиобиология не стала бы современной наукой, если бы она органически не слилась с математикой, физикой и химией.

Чувство благоговения вызывают названные в книге имена ученых, без открытий которых не возникла бы ра­диобиология

Научные подвиги Рентгена, Беккереля, Пьера и Марии Кюри, Фредерика и Ирен Кюри, Эйнштейна, открытие де­ления ядер урана, открытие цепной реакции деления ядер, освобождение энергии атомного ядра, мирное использова­ние атомной энергии — это фон, на котором бурно разви­вается радиобиология.

Читатель вместе с автором как бы вновь переживает драматические события возникновения теорий лучевого по­ражения, рождения идей химической защиты от ионизи­рующей радиации, борьбы за экспериментальное подтвер­ждение правильности теорий и новых предложений.

 

 

ПЛЕЧИ ГИГАНТОВ

Если мне дано видеть далее дру­гих, то это потому, что я стоял на плечах гигантов           НЬЮТОН

Профессор был высок, сухощав и широк в плечах. Се­рые глаза смотрели весело, временами насмешливо.

— ...Все факторы внешней среды внесли свой вклад в происхождение живого.— Профессор круто повернулся к слушателям.— О некоторых мы кое-что знаем О значении других — почти ничего. Я уверен — ионизирующая радиа­ция стоит у истоков, у колыбели жизни. Это она дала тол­чок стоящему маятнику. Это тот выстрел в мишень в тире, который заставил ее завертеться. Миллионы лет Земля молчала. Радиация — солнечная, космическая, земная — вдохнула в нее жизнь...

На другой кафедре другой профессор, пожилой и груз­ный мужчина, говорил медленно, слова казались тяжелы­ми, как свинцовые грузила, и прерывались продолжите аь- ными паузами.

Вы видели, конечно, цветущий июльский луг' И ба­бочек, порхающих над цветами'

Пауза. Профессор нахохлился, как большой рыжий филин.

Бабочки порхают и садятся на те цветы, которые им нравятся. Так вот. Наука — не цветущий луг, а ученые — не мотыльки

Опять пауза.

Хотя некоторые и порхают Нельзя перелетать с одного яркого цветка на другой Сегодня интересным ка­жется одно, завтра — другое Есть и цветы-однодневки и бабочки-однодневки Я утверждаю, существует только несколько проверенных временем наук- математика, био­логия, химия, медицина Хотя биология только хочет стать наукой, а медицине еще далеко и до этого Биохимия, био­физика, радиобиология Это все скорее мода.

К счастью, профессора иногда ошибаются. С тех пор прошло больше двадцати лет, жизнь целого поколения. И биохимия, и биофизика, и радиобиология давно признан­ные науки И сама постановка вопроса, можно ли назвать эти направления естествознания наукой, сегодня кажется невероятной.

Но правомочен вопрос- как рождается новое научное направление, новая наука, почему так бурно начинают развиваться новые отрасли знаний на стыке, на перекрест­ке старых, маститых наук.

Попробуем ответить.

 

Налитые дождем облака, казалось, цепляются за чере­пичные крыши старого немецкого городка Поздняя осень 1895 года Над лабораторным столом склонился человек. Он мучительно, в который раз всматривается в экран, по­мещенный перед трубкой, генерирующей катодные лучи. Трубка закрыта плотной черной бумагой Она непроницае­ма для всех известных в то время лучей Человек снимает очки, подходит к окну и устало закрывает глаза. «Не мо­жет быть, чтобы показалось Не может быть!» Энергично поворачивается к экрану. «Но нет. Это факт. Видно сла­бое свечение экрана Таинственные лучи проходят через плотную черную бумагу!»

Так Вильгельм Конрад Рентген увидел то, чего не ви­дели до него многие исследователи.

За короткое время Рентген публикует три работы «О новом роде лучей», «Новый род лучей», «Дальнейшие наблюдения над свойствами — Х-лучей».

Рентгеновские лучи открыты!

Вскоре Конрад обнаруживает и ряд характерных при­знаков лучей их способность вызывать ионизацию возду­ха, почернение фотобумаги и свечение в видимой области спектра у некоторых веществ, если предварительно они были освещены Х-лучами Обнаружена зависимость по­глощения от плотности самого вещества.

Сегодня каждый школьник знает, что рентгеновские лучи — это поток нейтральных частиц-фонтонов, обла­дающих энергией от 100 электрон-вольт до 100 мегаэлек­тронвольт и выше Но сто лет назад открытие Рентгена произвело сенсацию в ученом мире. Эта работа была на­столько совершенной, что в течение почти семи лет не появилось исследования, которое внесло бы что-либо су­щественное в представление о природе рентгеновских лу­чей.

Семьдесят лет назад средства связи и информации бы­ли, конечно, намного несовершеннее, чем сейчас. Однако в России переводы работ Рентгена появились уже в 1896 году. О них узнают в Москве, Киеве, Казани.

Крупное открытие дает начало цепной реакции науч­ного мышления — научному взрыву мысли И вскоре мир узнает еще об одном выдающемся исследовании.

Бывают семьи потомственных художников, бывают по­томственные артисты, охотники, рабочие Французский ученый Анри Антуан Беккерель был потомственным фи­зиком. Физиками были его отец и его дед. Анри Антуану было 43 года, когда из Германии пришло сенсационное сообщение — Конрад Рентген обнаружил таинственные Х-лучи.

В первых катодных трубках, которые в то время ис­пользовали для изучения рентгеновских лучей, не было металлического антикатода. Поток электронов из раска­ленного катода ударялся в противоположную стеклянную стенку трубки, генерировал рентгеновское излучение и вы­зывал сильную люминесценцию стекла. Поэтому предпо­лагали, что люминесценция всегда должна сопровождать­ся испусканием Х-лучей. Многие ученые безрезультатно пытались обнаружить рентгеновское излучение, исходя из этого ошибочного мнения. Беккерель также пытался свя­зать эти два явления.

Он брал соли урана, освещал их солнечным светом, по­том клал на фотографическую пластинку, плотно заверну­тую в светонепроницаемую черную бумагу. Затем пластин­ку проявлял и пытался обнаружить на ней темное пятно, вызванное рентгеновскими лучами. Темное пятно ученый находил Но к действию солнечных лучей на соли урана оно, как оказалось, не имело отношения.

Трудно заметить что-то новое в явлении, которое ви­дели тысячи искушенных глаз экспериментаторов.

Беккерелю помог случай, глубокий ум и талант. Гово­рят, в этот памятный день была пасмурная погода. Бекке­рель решил не ждать яркого солнца и проявить фотопла­стинку, на которую он накануне положил кусочек соли радия Эта соль не освещалась солнечным светом, необхо­димым для возбуждения флуоресценции ожидаемых Х-лу­чей. Вот пластинка проявлена. И пораженный ученый ви­дит на ней фотоотпечаток кусочка урана! Какие-то новые неизвестные лучи засветили фотоэмульсию пластинки.

Беккерель повторяет опыт. И каждый раз соли урана засвечивают фотопластинку, завернутую в плотную, све­тонепроницаемую, черную бумагу.

Так Беккерель обнаружил самопроизвольное излучение урана, обладающего еще более проникающей способно­стью, чем лучи Рентгена. Он называет их урановыми лу­чами. Они проходят через газы, ионизируют их и делают проводниками электричества Излучение урана самопро­извольно, постоянно, не зависит от температуры и осве­щения.

Исследование этого удивительного явления было в дальнейшем проведено супругами Пьером и Марией Кюри.

Идет 1897 год Позже один из биографов Марии Кюри скажет: «Мадам Кюри собралась на свидание со славой».

Исследование радиоактивности было проведено супругами Пьером и Марией Кюрн.

 

Ей тридцать лет. Хрупкая женщина с задумчивым взглядом и пегромким голосом Она любящая мать и жена В ее домашнем дневнике записано: «У Ирены прорезался седьмой зуб», «новый рецепт приготовления желе из кры­жовника».

Но только очень немногие знают, чем постоянно заня­ты ее мысли, какая невиданная сосредоточенность застав­ляет молодую исследовательницу думать об одном и том же.

. Если уран излучает — значит, тратится энергия. То­гда откуда она берется? Какова ее физическая природа' Эта способность к излучению характерна только для ура­на или ее можно обнаружить и у других химических эле­ментов..

Исследовательница проверяет один химический эле­мент за другим Предположения правильны Соединения тория тоже излучают лучи Опыты повторяются снова и снова. Но что такое.

Радиоактивность образцов значительно превышает тео­ретически ожидаемые количества урана или тория, кото­рые могут в них содержаться

«Ошибка, какая-то методическая неточность»,— огор­ченно шепчет исследовательница.

Снова следуют десятки опытов, а результат один и тот же.

Тогда Мария Кюри делает смелое предположение: ра­диоактивность принадлежит новому, неизвестному эле­менту.

«В минералах с окисью урана,— писала Мария Кюри в апреле 1898 года,— вероятно, содержится новый хими­ческий элемент, обладающий высокой радиоактивностью».

В работу жены включается Пьер Кюри

В июле супруги Кюри обнаружили новый радиоактив­ный элемент. «Мы предлагаем назвать его полонием,— пи­сала Мария Кюри,— по имени страны, откуда происходит один из нас».

Современная химическая лаборатория — сооружение дорогое Современная физическая лаборатория не по кар­ману многим маленьким государствам. А выдающееся от­крытие радия было сделано в старом сарае на улице Ло­мов в Париже У этого строения было одно большое пре­имущество — на него никто не претендовал.

Мария Кюри как-то призналась. «...В этом дрянном старом сарае протекли лучшие и счастливейшие годы на­шей жизни, всецело посвященные работе».

Для того чтобы выделить новый таинственный элемент, супруги Кюри работали в этой доморощенной лаборато­рии четыре года

Радий предсказан, но не открыт. Нет атомного веса. Мария и Пьер напряженно работают: необходимо выде­лить элемент в чистом виде.

И вот наконец счастливейший день: на полках засве­тились голубоватым светом стеклянные колбы, с раствора­ми солей радия Как голубые луны, мерцают они в темно­те сарая.

В 1902 году Кюри заявляет, что им удалось выделить чистый радий и установить его атомный вес, равный 225.

Радиоактивность открыта!

Однако Беккерель и Пьер Кюри сделали еще одно важ­ное открытие, на которое сначала мало кто обратил вни­мание

Однажды Анри Беккерель должен был прочитать лек­цию. Он спешит: ему предстоит столько дел! Машиналь­но он кладет ампулу с солями радия в карман жилета. И снова забывает о ней. Но ампула с радием напоминает о себе.

Напротив того места, где она лежала, на теле возни­кает ожог, кожа краснеет, появляется язва Она с трудом поддается лечению Через несколько месяцев на коже об­разуется грубый рубец.

А в это самое время в другой лаборатории другой уче­ный уже сознательно задает себе вопрос: если лучи радин проникают сквозь твердые предметы, то как они действуют на живую ткань' Десять часов держит он руку перед ам­пулой с солями радия

На руке тяжелый ожог, язва, рубец.

Имя этого ученого — Пьер Кюри.

Так впервые было открыто биологическое действие ионизирующей радиации.

Рентгеновские лучи и природная радиоактивность об­наружены — «предмет» найден.

Но как заставить рентгеновские лучи служить людям?

Придется работать и ждать. Открытие сделано, но от­крытие еще не наука. Для ее рождения нужен «социаль­ный заказ», требование практики. И этот «заказ» скоро поступит.

 

.. Начинается первая мировая война. Она пришла в реве артиллерийских орудий, в копоти пожарищ, в реках чело­веческой крови, с сотнями тысяч убитых и калек.

Мария Кюри не может остаться в стороне от событий. Ранеными забиты госпитали и больницы. Как им помочь?

В это время во Франции было очень мало рентгенов­ских аппаратов, да и те принадлежали частным лицам. А рентгеновские аппараты были очень нужны. С их по­мощью можно определить, где у раненого засела пуля илп

Мария Кюри находит собственное решение пробле­мы — создает первый в мире передвижной рентгеновский аппарат — радиологический автомобиль. Солдаты ласково зовут его «кюричкой»

На обычном грузовике монтируется рентгеновский ап­парат, электроэнергию дает динамо, динамо приводится в действие работающим мотором автомобиля. Передвижная лаборатория начинает объезжать госпиталь за госпиталем, больницу за больницей. Мария Кюри сама делает снимки.

Кюри принимает участие в оборудовании двадцати пе­редвижных рентгеновских установок, организует Двести стационарных рентгеновских кабинетов.

Но и этого ей кажется мало Она организует курсы по подготовке лаборантов-радиологов. В течение двух лет курсы выпускают сто пятьдесят специалистов.

Физик-теоретик готовит кадры для будущей науки, имя которой — радиобиология

Ионизирующая радиация начинает приносить практи­ческую пользу. Открытие следует за открытием. Но искус­ственная радиоактивность — еще «вещь в себе». Она ждет своих исследователей. И они скоро придут.

Какое счастье бежать по футбольному полю за тугим футбольным мячом, когда солнце над головой, а воздух свеж и упруг, когда трибуны ревут от восторга. Когда тебе семнадцать лет!

Долговязый, худой, счастливый парень — лучший фут­болист лицея — гонит мяч по футбольному полю во фран­цузском городе Амьене. Идет международный матч с ан­глийскими коллегами.

Первый в мире передвижной рентгеновский аппарат на грузовике солдаты называли «кгаричкой».

 

И кто бы мог угадать в этом парпе будущего гениаль­ного физика Фредерика Жолио - внука французского коммунара, которому суждено будет вписать одну из на­иболее значительных страниц в летопись науки о радио­активности?

Прошло несколько лет. И однажды, когда над набереж­ной вечерней Сены поднимался туман, а огни Парижа ка­чались на речной ряби, Фредерик Жолио сказал Ирен Кю­ри, дочери Марии Кюри, о своей любви.

Впоследствии Бернал, видный ученый и общественный деятель, писал, что совместная жизнь и совместная рабо­та Фредерика и Ирен — поучительный пример научного сотрудничества равных дарований и очень различных тем­пераментов, великолепно дополняющих друг друга.

Блистательная пора научной деятельности супругов Фредерика и Ирен Жолио-Кюри началась.

Молодые ученые бомбардируют альфа-частицами ато­мы алюминия Альфа-частицы представляют собой поток ноложительно заряженных ядер гелия, построенных из двух протонов и двух нейтронов. Ядро алюминия состоит из 27 элементарных частиц При бомбардировке-альфа-ча­стицами к ядру алюминия дополнительно присоединяют­ся нейтроны и протоны В результате образуется новое ядро, состоящее уже из 31 частицы, среди которых 15 про­тонов! Но полученное новое соединение с таким числом частиц должно быть фосфором.

Новый метод исследования — еще один трудный шаг к научной вершине. Только один шаг. Но открываются но­вые бескрайние дали.

Фредерик й Ирен Жолио изучают ядерные реакции с помощью камеры Вильсона. Камера насыщена паром. Если заряженная частица пролетает через эту камеру, то по ее следу образуются капельки воды. Эти следы можно сфотографировать и уже после анализировать полученные фотоснимки. В магнитном поле заряженные частицы от­клоняются в разные стороны. После бомбардировки алю­миния новые частицы отклоняются в сторону, соответст­вующую позитронам — неустойчивым частицам с массой равной массе электрона, но с зарядом +1. Ученых пора­зил факт — позитроны вылетали из атомов алюминии л после бомбардировки альфа-частицами А это означало, что в результате альфа-бомбардировки образовалось новое ра­диоактивное вещество.

В 1932 году Ирен и Фредерик устанавливают, что при бомбардировке альфа-частицами алюминия, натрия обра­зуются изотопы, которых нет в природе. Бомбардируя алюминий, они получали радиофосфор, который превра­щался в стабильный изотоп кремния. Бор превращался в радиоазот, магний — в радиоизотоп кремния. Но радио­фосфор как химический элемент практически неуловим — его получали ничтожно мало. Тогда Ирен и Фредерик ис­пользовали остроумный метод — метод «носителя». К ис­следуемому образцу добавляли обычный стабильный фосфор в количествах, которые можно взвешивать на обычных аналитических весах. В химическом отношении оба соединения неразличимы. Теперь уже можно было ра­ботать с весовыми, ощутимыми количествами фосфора. Еще несколько усилий И наконец, радиофосфор химиче­ски отделен от алюминия. Возможность получения и выде­ления химическим путем радиоизотопов окончательно до­казана.

Проходит еще несколько лет. Лавина открытий искус­ственных радиоактивных изотопов нарастает. Выдающий­ся итальянский физик Ферми и его сотрудники получают искусственные радиоизотопы всех известных химических элементов. В 1936 году обнаружили около сотни искусст­венных радиоизотопов, в 1940 году около двухсот, чepeJ 15 лет — около тысячи.

. В лаборатории Жолио-Кюри идет напряженная рабо­та. Уран облучают нейтронами. Нейтроны представляют собой нейтральные частицы, имеющие массовое число, равное единице По величине энергии нейтроны делятся па быстрые и медленные. Быстрые нейтроны обладают энер­гией более чем 0,5 мегаэлектрон-вольт. Медленные — энер­гией меньшей чем 10 килоэлектрон-вольт. Отсутствие за­ряда позволяет нейтронам легко проникать в недра атома и непосредственно взаимодействовать с ядром. Ирен вме­сте с югославским физиком Савичем находят, что в резуль­тате облучения урана нейтронами одним из продуктов является лантан. Это элемент из средней части таблицы Менделеева. Реакция идет с большим выделением энергии. Фредерик устанавливает, что при делении урана вылетает от одного до трех нейтронов Эти вылетевшие нейтроны в свою очередь вызывают деление других ядер урана. Число реакций нарастает. Реакция становится цепной, при этом освобождается чудовищное количество энергии. И опять открытия следуют за открытиями. О. Ган, Ф. Штрассман и Л. Мейснер исследуют реак­цию деления урана с помощью медленных нейтронов.

Ферми обнаруживает, что при бомбардировке медлен­ными нейтронами ядер урана из него вылетает до трех бы­стрых нейтронов Они, замедляясь, могут вызвать в свою очередь деление до трех ядер урана Из каждого ядра в свою очередь вылетит до трех нейтронов. И так далее, и так далее Ферми, независимо от других, открывает цеп­ную реакцию при делении атомов урана. Через несколько лет он вместе с сотрудниками построит ядерный реактор, где в качестве ядерного горючего будет использован уран. И в том же 1939 году Жолио-Кюри, Альбан, Коварский и Перрен получают патент на установку для получения атомной энергии.

Еще через три года в Чикагском университете в Аме­рике запущен первый реактор.

Сумеют ли люди разумно использовать атомную энер­гию.

Этот вопрос начал волновать многих ученых Но сле­дует признать — до второй мировой войны, а точнее, до атомных бомбардировок японских городов Хиросима и На­гасаки большинство людей удивительно мало знали об атомной науке.

В двух старых журналах, пожелтевших от времени, по­мещены две фотографии, их разделяют тридцать лет. В одном, наиболее старом, фотография древнего грузовика, на котором сооружена какая-то будка Это «кюричка»—пе­редвижная рентгеновская установка, сделанная по предло­жению Марии Кюри Один из первых рентгеновских аппа­ратов — громоздкий и нескладный

Рентгеновская установка, которая спасла сотни и сот­ни тысяч человеческих жизней, может быть эмблемой мир­ного использования атомной энергии.

На другой фотографии изображена бетонная стена до­ма, а на ней тень человека Рядом стоит лестница. Подпись под фотографией гласит. «6 августа 1945 года тепловое из­лучение атомного взрыва в Хиросиме мгновенно испепе­лило человека, оставив на стене очертание его фигуры Человек исчез. Лестница осталась» Эта фотография — тень сожженного атомной вспышкой человека — свиде­тельствует о смертельной опасности, которую таит в себе атомная энергия.

Прошло около тридцати лет с запуска первого атом­ного реактора. В конце 1969 года Международное агентст­во по использованию атомной энергии сообщило: общее число ядерных реакторов в мире достигло 479.

Первая атомная электростанция сооружается в Совет­ском Союзе.

Первый ледокол с атомным двигателем носит имя «Ленин» Наша Родина становится государством с мощно развитой атомной промышленностью.

Мы живем в атомном веке Но стремительное наступ­ление этого века подготовлено не только такими гиганта­ми науки, как Рентген, Беккерель, супруги Кюри, Фреде­рик Жолио-Кюри, Ферми, Ган

Многочисленная армия ученых всех степеней и званий обеспечила успех этого наступления.

Блестящие успехи физики подготовили почву, на кото­рой вырастало новое направление естествознания — наука радиобиология. Она призвана изучать закономерности дей­ствия ионизирующей радиации на живые организмы. И рассказать об этой науке — наша задача.

Евгений Романцев. "Рожденная атомом"

__________________________