Полоний 204 что это в медицине
Полоний 204 что это в медицине
Полоний-210 — конечный радиоактивный элемент в семействе 238U — является почти чистым «-излучателем с энергией частиц 5,298 МэВ и периодом полураспада 138 сут.
210Ро образуется при ядерных взрывах и в ядерных реакторах в виде газообразных соединений. Это обусловливает высокую токсичность изотопа и опасность попадания его в организм. В организме 210Ро легко образует комплексы с белками плазмы крови, что в значительной мере определяет его распределение преимущественно по органам и тканям,, богатым ретикулоэндотелиальными клетками.
При попадании в кровь 210Ро оказывает значительно большее общее поражающее действие, чем равные по активности количества 216Ra или 239Рu, хотя энергия их «-частиц примерно одинакова. Это объясняется особенностью распределения изотопа в организме, так как 226Ra и 239Рu накапливаются преимущественно в костях, а 210Po— более или менее равномерно по всему организму.
Токсичность 210Ро настолько велика, что даже относительно небольшие количества его (0,0025 мкКи/кг) вызывают хроническое лучевое заболевание и гибель подопытных животных через 6—11 мес. До 90 % инкорпарированного полония оседает на поверхности ритроцитов он прочно связывается с белковой частью гемоглобина — глобином. 210Ро задерживается практически во всех органах и тканях, хотя уровни депонированной в них активности бывают различными.
При однократном поступлении в организм через желудочно-кишечный тракт резорбируется только 6% излучателя, т. е. меньше, чем радия, но больше, чем урана, тория и плутония. Через кожу человека всасывается около 2% в сутки. При поступлении в дыхательные пути резорбция 210Ро во многом определяется величиной радиоактивных аэрозолей. Если во вдыхаемом воздухе преобладают частицы диаметром до 0,7 мкм, то в органах дыхания задерживается 45—60% аэрозолей [Пархоменко Г. М., 1963].
С помощью гисторадиоавтографии можно обнаружить, что уже через несколько минут после инкорпорирования 210Ро находится во всех органах и тканях. Наибольшее содержание излучателя выявляется в печени и корковом веществе почек, несколько меньше в селезенке, лимфатических узлах, костном мозге, легких, яичках, яичниках, головном и спинном мозге, надпочечниках, щитовидной железе, желудочно-кишечном тракте и значительно меньше — в сердечной и скелетной мышцах.
Характер распределения 210Ро в организме различных лабораторных животных в общем одинаков.
Выводится из организма 210Ро главным образом через почки и в меньшем количестве через желудочно-кишечный тракт. Вместе с тем существует определенная зависимость преимущественного пути выведения излучателя от пути его поступления в организм.
Врач объяснил, как расшифровать свои анализы на антитела к COVID-19
С результатами подобных анализов корреспондент «Российской газеты» обратилась к сертифицированному специалисту по физической реабилитации, члену Европейской ассоциации амбулаторной реабилитации Леониду Дьякову.
Антитела: иммунный ответ
Леонид Леонидович, в лаборатории люди получают результаты исследования, естественно, безо всяких комментариев. Их отправляют к врачам. Но к ним сейчас пробиться нелегко, да и не каждый рискует сидеть в очередях. В итоге человек мучительно вглядывается в непонятные обозначения, думает, плохо это или хорошо. Расскажите, что значит: «Антитела обнаружены».
Тест на антитела может показать, сталкивался ли человек с коронавирусом, даже если симптомов COVID-19 у него не было. Если антитела обнаружены, значит, организм среагировал на встреченный вирус. Они могут сохраняться, даже если самого вируса в организме уже нет. Этот тест говорит только о том, что произошел некий иммунный ответ.
Таким образом, выявление антител в крови является информативным свидетельством текущего или прошлого инфекционного процесса и помогает выявить стадию развития инфекции.
Обнаружение IgM указывает на недавнее инфицирование SARS-CoV-2. Они появляются непосредственно после контакта с носителем вируса, на третий-четвертый день. Через семь-десять дней они уже точно присутствуют в крови.
Потом они «стареют»?
Леонид Дьяков: Общий период вероятного выявления антител класса M не превышает двух месяцев. В течение этого времени IgM антитела постепенно полностью сменяются на IgG. Последние начинают формироваться в среднем на 21-й день.
Если еще есть IgM, и уже появились иммуноглобулины класса G, то это означает позднюю инфекцию. Просто IgM еще не сошли на нет.
Получается, наличие IgM не обязательно говорит об активной инфекции?
Леонид Дьяков: Да. Эти антитела могут выявляться и на стадии выздоровления.
Когда в крови выявляются только IgG, это говорит о том, что пациент выздоровел, и у него сформировался иммунитет к SARS-CoV-2. Если уровень IgG достаточно высок, то можно стать донором иммунокомпетентной плазмы. Например, IgG больше 40, а IgM больше 1,5, либо IgG больше 80, а IgM равно нулю.
То есть, если в крови выявлены обе группы антител, это означает, что человек уже выздоравливает?
Леонид Дьяков: Совершенно верно. Еще раз повторю: иммуноглобулины М говорят о том, что человек в данный момент болеет коронавирусом. Это не обязательно тяжелые формы, состояние может быть и бессимптомным. А иммуноглобулины G говорят о том, перенес ли он коронавирусную инфекцию в прошлом.
Далее, в графе «Дополнительная информация», вообще непонятная шифровка. А чем непонятнее, тем ведь страшнее. К примеру, вот передо мной результаты, переданные одним пациентом: «ОПсыв 0,0338; КП 1,45». Что кроется за этим?
От чего зависит количество антител в организме?
Лучше не болеть
Заразен ли человек, чей анализ мы расшифровываем?
Леонид Дьяков: По данному тесту нельзя определить, заразен ли еще человек. В принципе, с такими показателями, которые вы предоставили, пациент не заразен.
Но чтобы достоверно знать это, следует все же сдать еще мазок. Именно он покажет, выделяется ли вирус во внешнюю среду. Если он будет отрицательный, то человек стопроцентно не заразен. Без этой уверенности я бы рекомендовал соблюдение мер социальной дистанции и индивидуальной защиты даже в случае обнаружения только антител класса IgG.
А вы верите в то, что все должны переболеть, и тогда с эпидемией будет покончено?
Леонид Дьяков: В этом, конечно, есть логика. Но проблема в том, что вирус дает достаточно серьезные осложнения. И не все болеют в легкой или бессимптомной форме.
Люди, узнавшие что у них обнаружены антитела, начинают думать, когда же, где подхватили заразу. Вспоминают, когда болели. Может ли данный тест показывать антитела не только на COVID-19, но и на перенесенные другие ОРЗ или ОРВИ?
Леонид Дьяков: Исключено. Это специфичный тест именно на антитела к коронавирусной инфекции.
Человек припомнил, что сильно болел в феврале, ему было очень плохо. Мог тогда быть коронавирус?
Леонид Дьяков: Иммуноглобулин G с тех пор не сохранился бы.
То есть, носители антител могут, в принципе, радоваться, что переболели коронавирусом, практически не заметив этого?
Леонид Дьяков: Те, кто переболел легко или бессимптомно, вырабатывают низкий уровень иммуноглобулина G и могут заболеть повторно.
Чем тяжелее протекает заболевание, тем больше антител произведет иммунная система, и тем дольше они проживут в крови после болезни.
Однако есть информация, что сохраняются так называемые клетки памяти. Организм запоминает, как вырабатывать эти антитела, при каких условиях и в каком количестве. И в случае повторного контакта с вирусом организм начинает синтезировать IgG-антитела значительно быстрее, не за 21 день, а за три. И они способны «смягчать» течение заболевания, препятствовать развитию тяжелых осложнений.
Дышите глубже
Получается, что в принципе сдавать тест на антитела и не совсем нужно. Какая разница, болел человек или нет, если этого особо и не заметил, а никаких таких преимуществ наличие антител не дает. Все так же нужно предохраняться от заражения…
Леонид Дьяков: Мое личное мнение, если человек чувствует себя хорошо, особой надобности в тестировании нет. Ведь с тем же успехом можно поискать у себя вирус герпеса и другие.
Однако тестирование поможет решить проблему в более глобальном масштабе, выработать стратегию борьбы с коронавирусом, поскольку по количеству иммунных людей можно спрогнозировать, когда случится спад эпидемии.
Что делать тем, у кого обнаружены антитела класса IgM?
Леонид Дьяков: Если нет явных признаков заболевания, нужно побольше двигаться, гулять на свежем воздухе, дышать полной грудью, чтобы работали легкие, а кислород циркулировал в крови.
Все материалы сюжета «COVID-19. Мы справимся!» читайте здесь.
Полоний — как идеальный яд
Полоний снова вернулся в заголовки газет, после того как супруга Ясира Арафата заявила, что итоги медэкспертизы в Швейцарии показали, что он был отравлен в 2004 году. Каковы особенности полония?
В крупинке полония размером с точку в конце этого предложения содержится около 3400 смертельных для человека доз. Он был обнаружен французским физиком Марией Кюри в конце 19-го века и назван в честь ее родины Польши.
ИДЕАЛЬНЫЙ ЯД
По словам бывшего сотрудника КГБ, работавшего двойным агентом в пользу Великобритании во времена Холодной войны, Олега Гордиевского, полоний — это идеальное орудие убийства, поскольку абсолютно смертельное.
Его присутствие в теле человека чрезвычайно сложно обнаружить, если только не искать намеренно.
Симптомы отравления похожи на отравление другими менее сильными веществами: один из первых — выпадение волос, что также является стандартным симптомом отравления таллием, часто используемым в крысином яде.
Его также легко спрятать и провезти через границу: он незаметен для стандартных детекторов радиации, поскольку излучает только альфа-частицы, которые не проходят даже через лист бумаги. Его можно перевозить в кристаллическом или порошковом виде, либо растворенным в бутылке жидкости. Чтобы обнаружить его присутствие в какой-либо из этих форм, требуется много времени и опытный анализ.
СЛУЧАИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛОНИЯ
Самым знаменитым делом является убийство в ноябре 2006 года бывшего работника российских спецслужб Александра Литвиненко, получившего политическое убежище в Англии после критики в адрес Владимира Путина.
По сообщениям британской прокуратуры, Литвиненко выпил отравленный полонием чай во время встречи с соотечественниками за три недели до смерти. Мизерное количество яда, достаточное для наступления смерти, не придало напитку ни цвета, ни вкуса.
Позднее британская прокуратура назвала главным подозреваемым бывшего агента КГБ Андрея Лугового, с которым Александр Литвиненко тогда встречался за чаем. Москва отказалась экстрадировать Андрея Лугового, к тому времени уже вернувшегося в Россию, назвав обвинения «глупыми».
ОСТАВЛЯЕТ СЛЕД
Одним из существенных недостатков полония является то, что он оставляет за собой радиоактивный след на всём, с чем вступал в контакт, который в случае обнаружения можно отследить и идентифицировать подозреваемого.
В деле Литвиненко следователи нашли следы полония в номере гостиницы, где был подан чай, и отследили его следы, сопоставив их с передвижениями
Поэтому те, кто использует полоний, обычно рассчитывают на то, что орудие убийства не будет обнаружено.
Есть еще одна вещь, о которой должны беспокоиться убийцы, использующие полоний, — не быть убитыми самим.
— Люди, подобные агентам КГБ, убившим в Лондоне, были обучены, как его хранить. Он был надежно запакован в бутылке и был открыт только в маленькой кухне в номере гостиницы, после чего вылит в чайник. Сами они никогда до него не дотрагивались. И всё равно главный убийца пролежал в московской больнице две недели после операции. Поэтому имеются признаки, что это действительно очень рискованный элемент, — говорит Олег Гордиевский.
В настоящее время Андрей Луговой, как кажется, вполне здоров. В 2007 году он был избран в российский парламент от ультранационалистов, он также является успешным бизнесменом.
ПРОИЗВОДСТВО ПОЛОНИЯ
Полоний-210 присутствует в очень маленьких количествах в почве и атмосфере, но не в смертельных дозах. Он может быть произведен в ядерном реакторе путем бомбардировки нейронами изотопа висмут-209.
Во всем мире ежегодно производится около ста грамм, почти все — в России.
Производство полония требует огромных умений и ресурсов, в связи с чем немногие имеют к нему доступ.
По словам Джона Крофта — британского эксперта по радиации в отставке, работавшего по делу Литвиненко, — доза, достаточная для убийства кого-либо, скорее всего, будет исходить от правительства с гражданским или военным ядерным потенциалом.
К таким странам относятся Россия и враг Ясира Арафата Израиль. Но сюда также входят десятки других стран, в том числе США.
В подготовке материала участвовали Чарльз Рекнагель и Анна Клевцова.
Влияние полония на организм человека
Среди всех существующих интоксикаций отравление полонием – одно из самых страшных. Оно характеризуется тяжелыми симптомами и приводит к необратимым последствиям. Являясь радиоактивным элементом, полоний поражает человека вплоть до смертельного исхода. Благо, отравится им не так уж легко. И все же узнать о том, где мы можем сталкиваться с этим опасным веществом, будет не только интересно, но и поучительно.
Определение металла – полоний
Полоний – это радиоактивный химический элемент в виде мягкого металла серебристого цвета. В мизерных количествах полоний встречается в природе. В микроскопических дозах изотопы полония содержаться в некоторых продуктах питания, например, смородине и клубнике. На растения они попадают из почвы или воздуха. Толика полония присутствует в морской воде, а поэтому и в морской рыбе.
Искусственно полоний производится в атомных реакторах с помощью облучения изотопов висмута. В малом количестве его используют в промышленности. Он настолько опасен для жизни, что работают с этим материалом только в специальных герметичных боксах, предварительно облачившись в защитные костюмы. Ни в коем случае нельзя допускать его контакт с телом. Попав в организм даже в очень маленьких дозах (менее одного грамма), он необратимо разрушает внутренние органы и ткани, поражает все системы жизнедеятельности. Полоний в 4 триллиона раз токсичнее синильной кислоты.
В большей степени вредоносными для человеческого здоровья являются излучаемые полонием альфа-частицы. Они и становятся причиной разрушения органов и образования злокачественных опухолей.
Этот редкий химический элемент был открыт еще в 1898 году семейной четой Кюри и назван в честь родины супруги семейства – Польши. Женщина получила за открытие Нобелевскую премию.
Использование полония в промышленности
Серебристый металл применяли на космических кораблях, чтобы обогревать аппаратуру. Для этого его нужно немного, а по количеству производимой энергии он обходит другие атомные источники.
Как отличный антистатик полоний используют в пульверизаторах для покраски автомобилей. Подача воздуха происходит через ионизатор с полонием. Раньше вещество использовали, чтобы уменьшить напряжение возникновения искры в автомобильных свечах зажигания.
Из-за угрозы ядерного терроризма полоний должен жестко контролироваться в любой стране.
Истории отравления организма человека полонием
История приводит в доказательство опасности полония некоторые известные смертельные случаи при отравлении организма человека. Дочь первооткрывателей вещества Ирен Кюри умерла от лейкемии. Считается, что она получила отравление радиоактивным полонием, работая с ним в лаборатории. Через время это привело к болезни и смерти.
В наше время громкое отравление полонием случилось в 2006 году, когда в Лондоне серебристый порошок подсыпали в чай критику Москвы, бывшему работнику КГБ, Александру Литвиненко. Чтобы диагностировать попадание элемента в организм, врачам понадобилось несколько недель. Все признаки указывали на то, что Литвиненко получил радиационное поражение. Но так как счетчик, который замеряет подобные заражения, не мог обнаружить вещество, ученые склонялись к мнению, что больной поражен радиоактивным таллием. Полоний нелегко определить в организме, медицинская практика сталкивается с подобными случаями крайне редко.
Ученые случайно обнаружили вещество в организме Литвиненко, хотя для того, чтобы понять причину болезни, были запущены мощные средства. В тот день, когда ученые наконец-то выявили причину отравления, Литвиненко умер. Его болезнь развивалась в течение месяца и привила к смертельному исходу, несмотря на то, что за его жизнь боролись опытные британские специалисты.
Важно! Получить отравление полонием в быту сложно. Это редкое вещество строго контролируется государством.
Вред курения для организма человека из-за полония в табаке
Полоний накапливается в табаке, листья которого содержат радиоактивные частички, которые не удаляются во время обработки – это одна из причин вреда курения. В 2008 году ученые Стэндфордского университета и клиники Майо в Рочестере провели исследования в данной области. Их выводы относительно накопления полония в табаке красноречивы: «Производители табака обнаружили этот элемент более 40 лет назад, попытки изъять его были безуспешны».
При активном курении полоний скапливается в организме очень медленно. Его действие не будет заметным быстро. Но через определенный промежуток времени этот радиоактивный элемент способен вызвать рак легких.
Хуже всего, что производители сигарет, знают о проблеме, но пытаются скрыть ее от потребителей. Много лет они пытались избавиться от проблемы, используя разные технологии обработки сырья и даже генную инженерию. Но их попытки оказались безуспешными. Не помогают в данном вопросе и сигаретные фильтры.
Ученые предлагают размещать информацию о присутствии полония в табаке на сигаретных пачках. Но пока их энтузиазм не находит отклика у производителей.
Причины раковых заболеваний организма человека из-за полония
Американские исследователи в 1991 году провели обследование работников одного из ядерных предприятий США, которые проработали там с 1944 по 1972 год; ученые обнаружили, что многие из них заболели на рак почек и легких – одной из основных причин онкологий считают именно полоний. Строгие меры безопасности не были способны оградить здоровье работников полностью.
В лабораториях, где проводятся работы с опасным веществом, нельзя хранить ни воду, ни еду, ни косметику. Более того, то, что люди едят и пьют, нельзя ставить на полки, на которых хоть раз держали полоний. Малейший контакт с серебристым порошком может привести к непоправимым последствиям.
Опыты, которые проводились на лабораторных крысах, показали, что полоний приводит к образованиям опухолей толстого кишечника, почек, семенников и других органов. Кроме того, он вызывает изменения в крови и цирроз печени.
Симптомы отравления организма человека полонием
Полоний становится жизненно опасным, попадая в организм человека, указываю на симптомы тяжелого отравления. Это может случиться через дыхательные пути, если надышаться полонием. Заражение способно произойти через рану на теле. Самым надежным способом отравления считается попадания полония в пищевод, то есть с едой или напитками.
Если количество вещества, попавшего в организм, небольшое, у больного наблюдаются следующие признаки:
О тяжелом отравлении говорят такие симптомы:
Тяжелая симптоматика возникает при дальнейшем развитии лучевой болезни. Поражаются все внутренние системы: пищеварительная, кроветворная, сердечная, нервная. Наиболее губительно полоний действует на печень, почки и костный мозг. Поэтому функционирование этих органов отказывает в первую очередь.
Важно! Из-за сложности обнаружения полония в организме, установить правильный диагноз медикам тяжело.
Полоний сложно обнаружить в крови. Чтобы понять причину болезни, медикам необходимо сделать большое количество анализов. Так как симптомы отравления подобны признакам отравлений другими тяжелыми металлами, выдвинуть версию интоксикации именно полонием непросто.
Если вовремя не определить причину болезни, летальный исход наступает необратимо. Зная причину заболевания, врачи могут только облегчить страдания и продлить жизнь.
Первая помощь при отравлении организма человека полонием
При отравлении организма человека полонием, необходимо срочно оказать первую помощь:
Уже в больнице врачи будут регулярно промывать больному желудок, бороться за работу печени и почек с помощью всевозможных препаратов. Оказать более ощутимую помощь могут решительные методы: пересадка костного мозга и переливание крови.
Заключение
Радиоактивный полоний является одним из самых сильных ядов в мире. Работая с ним, важно соблюдать все меры предосторожности. Необходимо использовать специальные костюмы, не прикасаться к веществу, ни в коем случае не хранить рядом напитки или еду. Заражение полонием очень болезненно и смертельно для человека. Квалифицированная помощь может облегчить состояние, но вылечить полностью не способна.
Курение – как медленный процесс накопления ядовитого вещества в организме – также является опасным. Об этом следует не забывать активным курильщикам. Приложить усилия для того, чтобы бросить вредную привычку, на самом деле жизненно важно. Берегите себя!
Читайте также:
Влияние кофе на печень
Влияние пчелиного подмора на поджелудочную железу
Влияние пива на поджелудочную железу
Влияние алкоголя на печень и поджелудочную железу
Влияние антибиотиков на поджелудочную железу
Зачем был нужен полоний?
Научные аспекты дела Литвиненко для ТрВ-Наука проанализировал докт. хим. наук, зав. лабораторией радиоизотопного комплекса Института ядерных исследований РАН Борис Жуйков.
Страсти вокруг загадочной смерти Александра Литвиненко не утихают. Наконец-то в Лондоне начались общественные слушания по его делу. И сравнительно недавно интерес к этой теме был подогрет предположением, что аналогичным образом был умерщвлен палестинский лидер Ясир Арафат. Благодаря этому широкая публика хоть что-то узнала о радиоактивных изотопах и их возможном применении, впрочем весьма однобоко.
Ряд иных экспертов пытались обосновать свои выводы исходя из общих соображений. Так, известный банкир Александр Лебедев, сам бывший работник КГБ, утверждал в нашей с ним публичной дискуссии на телеканале НТВ («Воскресный вечер с Владимиром Соловьёвым», 3 декабря 2006 года): «Уверяю вас, что никакой возможности сегодня допустить, чтобы наши спецслужбы занимались подобными вещами, нет вообще ни малейшей. Потому что за этим обязательно последует уголовное наказание».
Отставим в сторону политические аспекты, кому это было выгодно или не выгодно. Давайте разберемся, почему использовали именно полоний?
Получение полония-210
Рис 1. Схема наработки на реакторе полония-210 и его распада
Основной способ получения полония-210 — облучение висмута медленными нейтронами на ядерном реакторе (см. рис. 1). Затем необходимо химически выделить полоний из облученного висмута. Это можно делать методом возгонки (так как полоний обладает сравнительно высокой летучестью при повышенных температурах), электрохимическим или другими методами. Произведенный этим способом полоний-210 очень дешев. Разговоры о его дороговизне не соответствуют действительности. Другое дело его доступность.
В технологии есть еще и третий этап, это приготовление источника излучения для конечного применения. Источники могут быть разного типа. В данном конкретном случае полоний надо поместить в капсулу, лучше всего с многослойной оболочкой (чтобы избежать проникновения полония). Для отравления надо либо раскрыть эту капсулу, чтобы содержимое попало в питье, либо, что гораздо более удобно, изготовить миниатюрную ампулу с растворимой оболочкой, это не сложно.
Таким образом, по таким «ядерным часам» в принципе можно определить место и дату производства полония. Однако сделать это непросто, а в определенных случаях и невозможно. Это зависит от того, какое количество полония и где было найдено: важно соотношение между образовавшимся из полония-210 стабильным свинцом-206 и фоновым свинцом, содержание которого в природной смеси изотопов составляет 24,1%. Потребуется специальный масс-сепаратор для разделения изотопов полония (или большая выдержка для распада полония-210), а также калибровочные образцы полония из реактора, изготовленные в том же режиме облучения.
Российский полоний производят во ВНИИ экспериментальной физики в г. Сарове. Облучение висмута на реакторе осуществляется, видимо, в другом месте — П/О «Маяк» в г. Озёрске Челябинской области. Метод получения полония-210 не является секретным, поэтому его могут производить на любых других реакторах, где имеется специальный канал для облучения мишеней с целью получения изотопов. Такие реакторы находятся в нескольких странах мира. Энергетические реакторы, как правило, для этого не подходят, хотя некоторые из них имеют канал для облучения мишеней. Сообщалось, что более 95% полония-210 производят в России.
Существуют еще и другие методы получения полония, однако они сейчас практически не используются, так как гораздо менее производительны и более дороги. Один из этих методов, использовавшийся еще Марией Кюри, — химическое выделение из урановых руд (полоний-210 содержится в цепочке распада урана-238). Собственно, полоний в 1898 году так и был открыт. Также полоний-210 можно получить и на ускорителях заряженных частиц по ядерным реакциям 208 Pb(A, 2n) или 209 Bi(d, n). При этом для получения полония-210 годится далеко не любой ускоритель. Для этого нужен ускоритель альфа-частиц или дейтронов. Таких ускорителей в мире не так много. Есть они и в России, и в Великобритании. Однако, насколько мне известно, в Британии ускоритель фирмы Amersham уже давно не настроен на альфа-частицы и постоянно работает исключительно на производство медицинских изотопов для диагностики. В ряде мест за рубежом, которые я посещал, коллеги мне говорили, что их установки инспектировались на предмет того, производился ли на них полоний.
В свое время А/О «Техснабэкспорт» продавал полоний-210 в Великобританию (фирме Reviss). Но это было за пять лет до печальных событий, и, как мне сообщили коллеги, фирму после этого очень тщательно проверяли. Из США и России изделия, содержащие полоний, официально в Великобританию не поставляются. Полоний-210 раньше получали в Национальной лаборатории Oak Ridge (США), но сейчас в значительных количествах его там не производят, а, наоборот, получают некоторое количество из России.
Работа и реакторов, и ускорителей строго контролируется. Если кто-то всё же и задумает произвести полоний нелегально, при существующей системе контроля это легко можно раскрыть.
Ядерно-физические свойства
Как уже упоминалось, период полураспада полония — 138,4 дня. Это значит, что каждые 138 дней его активность уменьшается в 2 раза, а за два года — примерно в 40 раз. Такой период полураспада весьма удобен для применения радионуклида в качестве яда.
Полоний-210 при распаде испускает альфа-частицы с энергией 5,3 МэВ, которые имеют небольшой пробег в твердых веществах. Например, алюминиевая фольга толщиной десятки микрон полностью поглощает такие альфа-частицы. Гамма-излучение, которое можно было бы зарегистрировать счетчиками Гейгера, чрезвычайно слабое: испускаются гамма-кванты с энергией 803 кэВ с выходом только 0,001% на распад. Полоний-210 имеет наинизшую гамма-постоянную из всех распространенных альфа-активных радионуклидов. Так, у америция-241 (широко применяется, например, в детекторах дыма) гамма-постоянная — 0,12, а у Po — 5·10 –5 Р×см 2 /ч×мКи (где Р — рентген, мКи — милликюри). При этом дозовый коэффициент и, следовательно, радиотоксичность вполне сравнимы.
Таким образом, даже без защитной оболочки достаточное для отравления количество полония-210 обнаружить дистанционно с помощью обычного счетчика чрезвычайно сложно, так как уровень излучения сравним с природным фоном (см. рис. 2). Таким образом, полоний-210 очень удобен для тайной транспортировки, и нет нужды даже использовать свинцовые контейнеры. Однако при транспортировке необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы избежать разгерметизации контейнера (см. ниже).
Рис. 2. Гамма-излучение (мощность дозы) полония-210 в зависимости от его активности и расстояния до детектора. 1 мКи (милликюри) — 3,7×10 7 Бк (беккерелей)
Полоний-210 совсем не целесообразно использовать для провокаций, так как он может быть обнаружен только с помощью специальной аппаратуры, которая в обычных случаях не используется.
Гамму-линию 803 кэВ можно обнаружить только в результате длительных измерений при использовании хорошего гамма-спектрометра, причем полупроводниковый детектор должен располагаться очень близко к источнику. Имеются данные, что именно так вначале и нашли повышенную радиоактивность в Литвиненко, но сначала излучение было ошибочно приписано радиоактивному таллию (таллий-206), который получается при распаде висмута-210м (см. схему на рис. 1).
Об этом сообщалось в Интернете еще до того, как полоний был идентифицирован. Но потом эта версия была признана ошибочной, так как этот изотоп висмута имеет слишком большой период полураспада, и стали рассматривать возможность наличия других альфа-излучателей. После этого проанализировали мочу на наличие альфа-активных радионуклидов и обнаружили полоний, притом в громадных количествах. Предположение о том, что британским экспертам «подсказали» про полоний-210 некие провокаторы, мне кажется взятым с потолка. Британскими учеными всё делалось последовательно и достаточно логично.
На поверхности альфа-активность полония-210 может быть обнаружена с помощью альфа-счетчика, который используют обычно только в специальных целях, а не при рутинных проверках на радиоактивные загрязнения. Однако чтобы определить, что излучение относится именно к полонию-210, требуется более сложная аппаратура, обычно стационарная, — альфа-спектрометр. Активность порядка 1 Бк (распад в секунду) на поверхности может быть легко зарегистрирована. Если альфа-активность обнаружена, затем уже производят пробоподготовку (например, с помощью химического выделения) и на альфа-спектрометре детектируют линию в альфа-спектре 5,3 МэВ, характеризующую именно этот альфа-активный радионуклид.
Химические свойства
Полоний может существовать в разных химических формах, но в данном случае наиболее вероятно его нахождение в виде растворимых соединений (например, нитраты, хлориды, сульфаты), при этом в значительной части в растворе он может находиться и в коллоидной форме. Важно, что из нейтральных и слабокислых растворов полоний в значительной мере сорбируется на различных поверхностях, в частности на металле и стекле (максимум сорбции — при pH
5). Полностью отмыть его обычными методами трудно. Поэтому совершенно не удивительно, что были обнаружены чайник и чашка, из которых полоний потребляли.
Рис. 3. 3d-графика Metropolitan Police Лондона, характеризующая загрязнение в чайнике в Pine Bar Millenium Hotel, из которого был отравлен Литвиненко. От зеленого (низкий) до фиолетового (высокий). С сайта www.litvinenkoinquiry.org
Собственно полоний в микроколичествах начинает возгоняться только при температурах около 300°C. Но он может переходить в окружающую среду также вместе с парами воды, в которой он содержится, и в процессе с ядрами отдачи.
Полоний достаточно легко диффундирует в пластике и других органических веществах, источники на его основе изготавливают с многослойным покрытием. А уж если ампула была разгерметизирована, то с помощью альфа-счетчика могут быть обнаружены даже самые мельчайшие его следы.
Полоний — поливалентный элемент, склонный к образованию различных комплексов, и может образовывать разные химические формы. В связи с этим часть его довольно легко распространяется в природной среде. Поэтому вполне понятно, что следы полония распространились, и по ним можно отследить источник загрязнения полонием.
Биологическое воздействие и радиационная безопасность
Биологические исследования воздействия полония на животных проводились в нашей стране в основном в 60-х годах в Институте биофизики в лаборатории профессора Ю. И. Москалева, имеется несколько публикаций.
Усваиваемость этого вещества через желудочно-кишечный тракт оценивается от 5 до 20%. Через легкие — более эффективно, но такое введение крайне неудобно для скрытого отравления, так как при этом можно очень сильно загрязнить окружающих и исполнителей. Через кожу всасывается только около 2% в день, и такое использование полония для отравления также малоэффективно.
Полоний распределяется в организме по всем органам, но, конечно, не вполне равномерно. А выводится из организма с любыми биологическими субстанциями: калом, мочой, потом. Период полувыведения, по разным данным, от 50 до 100 дней. Сообщалось об одном несчастном случае на производстве в нашей стране, который привел к гибели человека через 13 дней после попадании в него 530 МБк (14 мКи) полония.
По косвенным данным (по оказанному воздействию), количество полония, введенного в Литвиненко, могло составлять (0,2–4)×10 9 Бк (беккерелей), то есть распадов в секунду, по массе это 1–25 мкг, практически невидимое количество.
В случае, если полоний содержался в чашке чая, например
10 9 Бк в 100 г, то на рядом сидящих людей в качестве капель или аэрозолей случайно могло попасть до 0,01–0,10 мл, то есть до 10 5 –10 6 Бк. Это не представляет серьезной опасности для жизни человека, хотя и превышает допустимые нормы загрязнения. Такое количество легко может быть обнаружено, обнаруживается и активность порядка 1 Бк.
Допустимая доза для профессионалов, работающих с радиоактивностью, составляет в России 20 мЗв/год. Годовые дозы, получаемые людьми от естественного фонового излучения, составляют 1–10 мЗв/год, а в некоторых местах на Земле — намного больше, и смертность там не повышенная. Лишь облучение эффективной дозой свыше 200 мЗв в течение года рассматривается как потенциально опасное. Таким образом, заявления о том, что применение полония создало большую угрозу для окружающих, является преувеличением.
Таблица. Уровни поражения человека полонием-210
Гипотеза об отравлении Ясира Арафата полонием-210 практически не подтвердилась. Некоторый избыток полония-210 может быть объяснен естественными причинами — вдыханием радона-222 во время долгого нахождения палестинского лидера в бункере. Полоний-210 является продуктом распада радона. В теле Арафата обнаружено соответствующее количество свинца-210, который тоже является продуктом распада радона.
Применение
До сих пор полоний-210 применяли в следующих целях.
1. Для создания автономных источников энергии, генерируемой в результате альфа-распада. Советский «Луноход» и некоторые спутники серии «Космос» были оснащены такими устройствами.
3. Как источник альфа-частиц в виде аппликаторов для лечения некоторых кожных заболеваний. Сейчас его практически не используют для подобных целей, так как существуют гораздо более подходящие радионуклиды.
4. Как ионизатор воздуха в антистатических устройствах, например Staticmaster, производимых фирмой Calumet в США. Эти материалы в Великобританию не экспортируют, и для извлечения полония-210, нужного для отравления, пришлось бы переработать много таких устройств, для чего необходима радиохимическая лаборатория.
Выводы, относящиеся к смерти Литвиненко
Фото сделано за два дня до смерти Литвиненко (23 ноября 2006 года). С сайта www.litvinenkoinquiry.org
Выводы технического характера, которые могут оказаться существенными для раскрытия преступления, можно разделить на две группы: вполне определенные и те, которые весьма вероятны, но для однозначного утверждения требуется проведение расследования не только в Великобритании, но и в России.
Вполне определенные
1. Полоний-210 — отравляющее вещество для скрытого применения. Главное его отличие от других радиоактивных веществ — трудность первоначального обнаружения. Соответственно, бессмысленно его использование для провокации, есть гораздо более доступные и подходящие для этого радионуклиды.
2. Полоний-210 — вещество, которое удобно скрытно транспортировать в количествах, достаточных для отравления. Также его легко скрытно ввести в питье человека. Другие методы введения (например, распыление в воздухе или введение через кожный покров) менее эффективны, ненадежны, сложны и очень опасны для отравителя.
3. Случайное загрязнение полонием-210 по неосторожности практически невероятно, так как для такой степени загрязнения необходимо огромное количество, которое может существовать только в местах массового производства полония на заводе, и это легко можно определить по распределению полония на теле человека.
4. Ни одно из обнародованных утверждений следственных органов Великобритании не содержит технических противоречий.
Весьма вероятные, но требуют подтверждения
1. Наиболее вероятно, что полоний-210 произведен в России. Он мог быть привезен в Великобританию из России или США, куда это вещество официально поставляется. Другие источники в принципе не исключены, но скрыть такое производство было бы практически невозможно. В Великобритании полоний-210 уже давно не производят.
2. Извлечение из антистатических устройств в США требует специальной радиохимической лаборатории, которую крайне трудно скрыть при существующей в США системе контроля. В других странах такие антистатические устройства практически не используются.
3. Установить происхождение полония путем проведения анализов можно только при определенных обстоятельствах (достаточные количества и концентрация, отсутствие фонового свинца, достаточная выдержка перед анализом, наличие специального масс-сепаратора и образцов для сравнения). При благоприятных условиях можно установить также и то, в каком производственном цикле он был получен.
4. Вещество не было похищено. Это крайне трудно организовать при существующей системе контроля. Ранее было зафиксировано несколько фактов пропажи полония, но все они раскрыты, так как раскрыть их не представляет большой проблемы.