Первый интерес к полонию-210 возник благодаря изучению легких курильщиков. В то время радиохимик Вилма Хант и ее коллеги из Гарвардской школы публичного здоровья разрабатывали технику измерения низкого порога радия и полония (эти 2 элемента были открыты Пьером и Мари Кюри в 1898 году). Хант рассказывала: «Однажды, дело было в 1964 году – я задумалась и мой взгляд бесцельно блуждал по лаборатории. И вдруг я заметила, как на рукав моего коллеги упала кучка пепла из курительной трубки. И я решила протестировать этот пепел с помощью вновь открытой методики. Когда я увидела результаты, то удивилась - никаких признаков полония в сигаретном пепле не было… И, поразмышляв, я поняла - отсутствие полония объясняется тем, что он исчез до того, как появился пепел. То есть курильщики вдыхают его непосредственно в свои легкие!»
Вскоре в Гарварде начали изучать наличие полония в сигаретах и в легких курильщиков. В 1965 году радиобиолог и врач Джон Литтл проанализировал легочные ткани курильщиков на наличие полония. Результат его исследования подтвердил, что полоний накапливается в определенной части дыхательной системы. Это происходит благодаря тому, что путь вдыхаемого дыма проходит через бронхи, бронхиолы и альвеолы регулируют движение радиоизотопов, которые сосредотачиваются в точках бифуркации.
Следующие 10 лет наука продолжала исследования полония в сигаретах, ученые пытались понять, как радиоизотопы попадают в растения табака, и на какой стадии процесса производства табака они могут быть эффективно выведены. Полоний-210 - продукт распада свинца, и в 1964 году Хант и Рэдфорд предположили две возможности: либо дочерние изотопы природного атмосферного радона-222 (включают свинец -210) выпадают с осадками, либо свинец- 210 в почвенных удобрениях поглощается через корни растений. Позже выяснилось, что оба предположения верны.
Исследователи Департамента сельского хозяйства США рассмотрела вопрос о полонии в удобрениях. В 1966 году они совместно с Комиссией атомной энергии провели эксперимент, в котором тестировали два различных вида удобрений: коммерческий суперфосфат и специальную смесь, произведенную из чистого фосфата кальция. Различия оказались значительными. В коммерческом удобрении было примерно в 13 раз больше радия-226 чем в смеси, и в результате в 7 раз больше полония в растениях! Эдвард Мартел из Национального центра изучения атмосферы вернулся к этой теме в 1974 году. Мартел предположил, что почвы, удобренные фосфатом с содержанием урана, могут высвобождать радон-222 в окружающую атмосферу, повышая его концентрацию до уровня выше нормального. Затем радон может распадаться до свинца, и аккумулироваться в вегетирующих растениях – особенно в волосках, покрывающих листья табака.
Как и Гарвардская группа, Мартел тоже интересовался полонием-210, накапливающимся в определенном месте легких. В течение некоторого времени мнение ученых склонялось к тому, что излучение радиации от продуктов распада радона – основная причина онкозаболеваний. Повышенный уровень заболеваемости раком на радоновых рудниках подтверждал эту теорию. Таким образом, Мартел предположил, что из-за хронического воздействия на организм курильщика низкой дозы полония- 210, является главной вероятной причиной их заболевания раком легких или другими видами рака.
Как и в случае с шахтерами, опасность возникать не только от от высокой дозы за относительно короткое время, но и напротив – из-за воздействия малых доз в течение длительного периода. Запасы полония-210 в организме курильщика пополняются с каждой выкуренной сигаретой, следовательно, чем длиннее стаж курильщика, тем сильнее воздействие полония-210, и тем выше риск раковых заболеваний.
В 1974 году, после серии опытов по воздействию полония на трахею хомяков, Литтл и еще один гарвардский ученый, Вильям O’Tул, подтвердили гипотезу о риске рака для курильщиков. У 94% хомячков развилась опухоль легких, несмотря на то, что они подвергались воздействию настолько маленьких доз табачного дыма, что их в тканях их легких не было никого воспаления. Позже были найдены и другие компоненты сигарет - мощные канцерогены, это полициклические ароматические углеводороды или нитрозамины.
Сегодня подтверждено точно –полоний-210 может быть ответственен за 2% индуцированных раком легких, что приводит к нескольким тысячам смертей в год только в США.
Светлана ХОМЯКОВА
