«Наше ядерное будущее: факты, опасности и возможности»

Нейтроны опасны, даже когда они не энергичны. Неэнергичный нейтрон может реагировать с ядрами живого вещества несколькими способами, из которых два особенно вероятны. Либо нейтрон может быть захвачен протоном с образованием дейтрона, и в этом случае избыточная энергия будет испущена в форме гамма-луча с энергией в два миллиона вольт, который вызовет дальнейшее повреждение. Либо нейтрон может прореагировать с ядром азота¹⁴ (в изобилии присутствующим в живом веществе) с образованием ядра углерода¹⁴ и энергичного протона. Таким образом, неэнергичный нейтрон будет иметь биологический эффект, эквивалентный энергичному гамма-лучу или энергичному протону плюс энергичному иону углерода¹⁴.

В итоге, все частицы, заряженные или нет, имеют схожее действие на вещество. Прямо или косвенно они производят возбужденные атомы, молекулы и ионные пары. Эти процессы всегда происходят практически в одних и тех же пропорциях, и поэтому количество образовавшихся ионных пар можно использовать в качестве меры радиационных эффектов. Чем больше ионных пар образуется в живом веществе, тем больше степень биологического повреждения. По этой причине принято описывать радиационные эффекты в терминах количества ионных пар, созданных на грамм живой ткани в различных частях тела. Поскольку каждая ионная пара соответствует передаче энергии около 32 электрон-вольт, альтернативное описание может быть дано в терминах количества осажденной энергии. Единицей, широко используемой для этой цели, является рентген, что означает конкретно энергию, эквивалентную поднятию тела (в котором осаждается радиация) на одну двадцать пятую дюйма. Это эквивалентно примерно 60 миллионам миллионов ионных пар в каждой унции. Менее точно, но более значимо сказать, что один рентген осаждает в клетке нашего организма несколько тысяч ионных пар.

Конечно, количество ионизации внутри отдельных клеток — это величина, которую нелегко измерить. Вместо этого обычно знают дозу в рентгенах для участка ткани, который состоит из множества клеток. Если заряженные частицы, вызывающие ионизацию, являются электронами (как это бывает, когда первичное излучение представляет собой бета-луч или гамма-луч), ионизация будет распределена более или менее равномерно среди клеток в затронутой окрестности. Если заряженная частица тяжелая — протон или альфа-луч, — плотность ионизации, которую она производит, намного больше, так что некоторые клетки получают гораздо больше ионных пар, в то время как другие поблизости могут не получить ни одной. По этой причине иногда важно указать не только то, скольким рентгенам подверглась ткань, но и то, какой вид радиации был ответственен.

В следующей главе мы обсудим биологические эффекты различных количеств радиации. Мы можем упомянуть здесь, однако, что 1000 рентген рентгеновских или гамма-лучей, доставленных более или менее равномерно по всему телу человека за время менее нескольких часов или около того, приведут к почти верной смерти. И примечательный факт заключается в том, что природа не предоставила нам предупреждения. Радиация не причиняет боли. Тем больше необходимость того, чтобы мы понимали этот процесс, который влияет на наше благополучие, но не на наши чувства.

ГЛАВА IX Испытание

Испытания атомных взрывчатых веществ обычно проводятся в красивых окрестностях. Для этого есть веская причина: радиоактивные осадки.

Из-за радиоактивных осадков испытательный полигон должен быть изолирован. Присутствие человеческого населения не улучшает природу (за исключениями, которые довольно редки и тем более примечательны). Также, чтобы содержать полигон в чистоте, испытания должны проводиться в отсутствие дождя. Поэтому на полигоне обычно царят солнце и уединение.

Для участников красота природы служит фоном для подготовки экспериментов, которые сложны и захватывающи для всех вовлеченных. В конце концов, атомный взрыв всегда затмевается своим окружением. Но работа, которая завершается детонацией, вознаграждается чем-то совсем иным, нежели вспышкой и грохотом.

По-настоящему важные результаты испытания состоят в отметках на фотопластинках. Большая часть аппаратуры, которая произвела эти пластинки, была уничтожена при взрыве. Но достаточно сохраняется, чтобы можно было сделать вывод о том, что произошло за короткие доли секунды, которые проходят между нажатием кнопки и осознанием наблюдателя: это было оно. В те доли секунды был добавлен еще один камень в структуру, которую мы можем назвать астрофизической инженерией. То, что происходит и что наблюдается при ядерных взрывах, тесно связано с поведением вещества в недрах звезд.

Детали ядерного взрыва здесь описать нельзя по трем причинам. Во-первых, детали секретны. Во-вторых, объем этой книги и терпение читателя накладывают ограничения. И в-третьих, мы понимаем лишь малую часть процесса. В рамках этих ограничений происходит следующее:

Сама ядерная реакция занимает лишь долю микросекунды (одна микросекунда = одна миллионная доля секунды). Вся энергия бомбы высвобождается за этот короткий период. В конце этого периода основная масса ядерного материала разлетается с большой скоростью, и этим движением дальнейшие ядерные реакции прекращаются. В дополнение к более или менее упорядоченному движению наружу, значительные части энергии обнаруживаются в беспорядочном температурном движении, которое сорвало большинство электронов с ядер и превратило атомы в свободно и хаотично движущуюся совокупность заряженных частиц. К этому времени многие из исходных ядер превратились в ядра радиоактивных видов, частично в результате процесса деления, а частично в результате захвата нейтронов во всех видах атомов, которые изначально присутствовали в материалах бомбы.

Еще одна часть энергии присутствует в виде электромагнитного излучения. Это излучение очень похоже на свет, за исключением того, что оно имеет более короткую длину волны и поэтому фактически невидимо; но оно может поглощаться и переизлучаться всеми видами материалов и находится в бурном обмене энергией с фрагментами взорвавшейся бомбы.

Все это возмущение распространяется наружу из региона, где произошла ядерная реакция, в окружающие компоненты бомбы. Во время распространения наружу поглощается все больше атомов и пространства. Возбуждение и излучение становятся несколько менее горячими.

Этот горячий регион имеет тенденцию ограничиваться четко определенной границей, которая называется ударным фронтом и которая движется наружу со скоростью несколько сотен миль в секунду. Этот фронт наконец достигает пределов более или менее плотного материала, в который была изначально заключена вся конструкция бомбы. Затем он прорывается в окружающий воздух. Воздух нагревается в непосредственной близости, и это начало огненного шара.

С этого момента энергия распространяется из-за толчка высокотемпературного воздуха. Формируется резкий ударный фронт, который продолжает двигаться наружу со скоростью, значительно превышающей обычную скорость звука. Радиоактивный материал содержится внутри этой горячей и расширяющейся сферы.

По мере того как огненный шар расширяется и температура падает, излучается все больше видимого излучения. На самом деле поверхность становится менее яркой по мере того, как структура расширяется и остывает, но ее больший размер и большее время, доступное для испускания излучения, преодолевают этот недостаток. Наконец, при радиусе, возможно, в несколько сотен футов для маленькой бомбы и в милю для большой, расширение огненного шара прекращается. Это происходит потому, что ударный фронт больше не достаточно силен, чтобы сделать воздух светящимся. Светимость не только перестает продвигаться, но фактически частично тускнеет из-за поглощающих веществ, образованных сильно пострадавшими молекулами воздуха.

Время, которое прошло до достижения этой стадии взрыва, зависит от энергии бомбы. Если сравнить два взрыва, и больший имеет в тысячу раз большую взрывную мощность, чем меньший, то время, необходимое для достижения предельного расширения огненного шара, будет примерно в десять раз больше для более бурного события. В любом случае, достаточно близкий наблюдатель должен использовать сильно поглощающие очки в течение этого времени, если он не хочет быть ослепленным. Для маленьких бомб расширение огненного шара слишком короткое, чтобы его зарегистрировать. Для действительно больших вы можете видеть, как развивается расширение, и задаетесь вопросом, когда оно остановится. Для незащищенного глаза маленькие бомбы почти так же опасны, как большие, потому что нет достаточного времени, чтобы моргнуть.

Тем временем ударная волна, теперь отделенная от огненного шара, путешествует сквозь воздух и несет с собой значительную часть первоначальной взрывной мощности. Важная часть повреждений, которые может вызвать бомба, обусловлена этой невидимой волной давления, которая распространяется со скоростью, близкой к скорости звука, на расстояние многих миль, прежде чем она утихнет в безвредный гул.

Остальная энергия все еще находится в огненном шаре вблизи точки, где произошел взрыв, и горячий воздух теперь начинает подниматься, распадаясь на турбулентный гриб по мере движения. Горячие внутренние части временами обнажаются, и объект приобретает вид огромной пылающей массы, по крайней мере, при просмотре в кинофильме, который замедляет действие и уменьшает размер. Лучистые языки слишком велики и слишком быстры для любых обычных пламен.

На этой стадии зрелище постепенно бледнеет настолько, что его можно рассматривать невооруженным глазом. Первоначально горячие массы теперь испустили достаточно энергии в форме света и смешались с достаточно большой массой холодного воздуха, так что они больше не светятся бурно. Эта масса центрального и поднимающегося газа содержит практически всю радиоактивность, не только ту, что изначально образовалась при взрыве, но также некоторую, произведенную нейтронами, которые вытекли из бомбы и были захвачены множеством ядер в воздухе, воде или почве в окрестностях.

И теперь последствия взрыва превращаются в зрелище, растущее быстро и все же размеренным образом, так что не только глаз наблюдателя, но и его разум и чувства могут следить за событиями. Гриб, который был сформирован первым восходящим потоком, развивается в колонну со все более и более взволнованными кипящими массами, добавляемыми сверху, и с косыми юбками снежного вида, спускающимися по бокам. Что это за белая масса, которая выглядит точно так же, как облако своеобразной формы и которая выросла до высоких небес (или, как называют это метеорологи: стратосферы) за несколько минут перед нашими глазами?

Это на самом деле облако: совокупность капель воды, слишком маленьких, чтобы превратиться в дождь, но достаточно больших, чтобы отражать белый свет солнца. И оно сформировано подобным образом, как кучевые облака грозы. Действительно, это прекрасный пример многоэтажного замка из кучевых облаков, нагроможденных друг на друга. Но, как ни странно, то, что создает это облако, — не тепло бомбы. Это охлаждение воздушных масс, которые были втянуты, когда остатки огненного шара устремляются вверх, как гигантский воздушный шар. Под этим шаром воздух втягивается вверх. По мере того как этот воздух поднимается, он охлаждается, и содержащийся в нем водяной пар конденсируется в капли: точно такой же механизм, который дает начало грозовым тучам в жаркий летний день.

Белые юбки (которые присутствуют не всегда) не состоят из какого-либо материала, который выпадает из облака. Напротив, влажный слой воздуха всасывается в облако сбоку, и капли, которые образуются в этом слое, дают начало облачному слою с видом юбки.

У больших бомб вблизи вершины видна особенно гладкая и белая шапка. Это снова конденсация, не в капли, а в мелкие кристаллы льда. В некоторых взрывах присутствует более одной такой шапки.

Наконец облако достигло своей полной высоты. В зависимости от размера бомбы оно могло вырасти до 20 000 футов, до 100 000 футов или более. Затем ветер, дующий на разных уровнях в разных направлениях, разрывает структуру, сметая часть ее на восток, часть на запад. Радиоактивные обломки в облаке начали свое путешествие.

Что будет делать эта радиоактивность, как она может повлиять на живых существ, насколько она на самом деле опасна, мы обсудим в последующих главах. Но одно ясно и остается в умах всех участников атомного испытания: опасность испытания — ничто по сравнению с катастрофой, которая может произойти, если большое количество этого оружия будет использовано в неограниченной ядерной войне.

Часто утверждалось, что наши нынешние атомные взрывчатые вещества могут стереть с лица земли города и промышленность величайших стран. Зачем продолжать дальнейшую разработку и испытания?

Ответ прост: главная цель войны — не уничтожение гражданских центров врага, а скорее разгром его вооруженных сил, и для этой цели нам нужны гибкие усовершенствованные виды оружия всех видов и размеров. Нам также нужны виды оружия, с помощью которых можно защитить наши собственные города. Нам нужны виды оружия, с помощью которых можно защитить наших союзников, и, в частности, нам нужны виды оружия, которые выполнят свою работу против агрессора и нанесут наименьший возможный ущерб невинным свидетелям.

В этом последнем отношении, в частности, был достигнут заметный прогресс. Мы разрабатываем чистые виды оружия, которые эффективны благодаря своей взрывной волне и теплу, но которые производят мало радиоактивности. Конечно, взрывная волна и тепло нанесут ущерб только вблизи точки детонации. Радиоактивность может переноситься ветрами и выйти из-под контроля человека в значительной степени.

Ясно, что война есть и всегда была ужасной. Мы отказываемся верить, что войны всегда будут с нами, но мы не можем игнорировать опасность войны, пока мир наполовину свободен и наполовину в рабстве.

Атомная война, ограниченная или даже неограниченная, не обязательно должна быть связана с большими страданиями, чем прошлые войны. Однако такая война, вероятно, была бы более бурной, и она была бы короче.

Рассказывают историю, что война, которая оказалась, пожалуй, самой страшной в истории человечества, была начата с этого послания: «Ты выбрал войну. Случится то, что случится, и что будет — мы не знаем. Одному Богу известно». Возможно, единственный возможный путь для свободного народа — быть хорошо подготовленным к войне, но никогда не выбирать войну, пока выбор свободен. Но что произойдет — одному Богу известно.

ГЛАВА X Радиоактивное облако

В феврале 1954 года на атолле Бикини велась подготовка к взрыву водородной бомбы. 1 марта было датой «готовности». Не казалось вероятным, что выстрел будет фактически произведен в эту дату, потому что выстрел мог быть произведен только при весьма благоприятных ветровых условиях. От взрыва ожидалось большое количество радиоактивности, особенно продуктов деления. Выстрел мог быть произведен только в том случае, если в направлении по ветру не было населенных мест.

Бикини — это коралловый риф овальной формы, атолл. Это один из нескольких таких атоллов, принадлежащих к группе, называемой Маршалловы острова. Если вы посмотрите на карту, то увидите, что к западу от Бикини на расстоянии 200 миль лежит Эниветок, на котором наши люди вели подготовку к дальнейшим испытаниям.

К востоку от Бикини, примерно в ста милях, находится атолл Ронгелап. В то время там жили 64 человека. Они жили примитивно в пальмовых хижинах в южной части атолла. Северная часть была необитаема.

На соседнем атолле Айлингинаэ 18 маршалльских островитян были в рыболовной экспедиции, в то время как дальше на восток, на Ронгерике, были размещены 28 американских военнослужащих. Военнослужащие жили и работали в алюминиевых хижинах. Их основной задачей был сбор метеорологических данных.

Карта Маршалловых островов

Намного дальше на восток, в 300 милях от Бикини, находится Утирик. На этом атолле жили сто пятьдесят семь маршалльцев.

Рано утром 1 марта японская рыболовецкая лодка находилась где-то к северу от Ронгелапа. Ее название было Фукурю Мару, что по-английски означает «Счастливый дракон». На борту было 23 человека. На самом деле она находилась в патрулируемой зоне, но не была замечена патрульным самолетом.

Операциями по испытанию руководили с кораблей Объединенной оперативной группы 7. В течение нескольких дней до утра 1 марта метеорологи составляли карту ветров. Ветер на запад был бы плох для Эниветока. Ветер на восток мог повредить Ронгелапу и Ронгерику. Ветер на юг мог затронуть Кваджалейн. Идеальным направлением было бы строго северное, но этого, вероятно, не случилось бы в течение многих месяцев. Утром «выстрела» ветер дул на северо-восток. Метеорологи дали свое «О.К.». Это было на рассвете, первого марта 1954 года.

Команда из девяти человек во главе с человеком с большим опытом, Джеком Кларком, отвечала за окончательные приготовления. Они находились в блочном домике на южной стороне атолла в 20 милях от бомбы. Другие, более 1000 человек, наблюдали с борта корабля под руководством Эла Грейвса, который отвечал за технические фазы операции. Корабли лежали к югу и немного восточнее Бикини.

Механизм детонации был приведен в действие в блочном домике. Один за другим сигналы указывали на то, что различные эксперименты и наблюдения приведены в действие. Наконец погас красный свет и на панели появился зеленый свет. Это означало, что бомба была взорвана.

Люди на борту корабля наблюдали за огромным огненным шаром через затемненные очки. Команда, запертая в блочном домике, ничего не видела. Пара долгих секунд, и голос Грейвса объявил по их радио: «Это был хороший выстрел». Быстрая оценка указала на 15 мегатонн.

Еще несколько медленных секунд, и пришла ожидаемая ударная волна по земле. Это было похоже на сильное землетрясение. Плохой момент прошел. Блочный домик качнулся, но устоял.

Еще минута или около того, и прошла воздушная ударная волна. Можно было слышать, как стонут петли, — но это уже не было пугающим.

Зальет ли водяная волна блочный домик? Все было водонепроницаемым. Через пятнадцать минут открыли иллюминатор — вода не вошла. Люди в блочном домике вышли, чтобы посмотреть на дрейфующее атомное облако.

Пока они смотрели, радиационный прибор Джека Кларка начал показывать показания. Команду вызвали обратно в блочный домик. Там, в самом дальнем углу, защищенном значительным количеством песка, они были в безопасности. Снаружи испаряющийся и конденсирующийся коралл падал в виде гранул, несущих все больше и больше радиоактивности.

Тем временем радиоактивные осадки были и на кораблях. Ветер определенно изменился после времени выстрела. Активность быстро смыли. Никто не получил опасного облучения. Но было разумнее уплыть. В блочный домик было отправлено сообщение: «Мы вернемся за вами вечером».

Примерно через час активность вокруг блочного домика начала медленно снижаться. Команда терпеливо ждала внутри без связи, без света в течение остальной части дня.

Наконец корабли вернулись. На закате вертолет отправился на остров, используя последние остатки дневного света и давая как можно больше времени для распада активности. Кларк и его друзья выбежали из блочного домика, завернутые в простыни, чтобы остановить бета-лучи и защититься от радиоактивной пыли. Они двигались как можно быстрее, чтобы избежать ненужного облучения.

Это был тяжелый опыт, но они получили не более двух рентген — не больше причин для беспокойства, чем если бы они сделали медицинский рентген. К востоку, однако, некоторые люди были в настоящей беде.

Через шесть или семь часов после выстрела американские военнослужащие на Ронгерике заметили туманные радиоактивные осадки из высокорадиоактивной пыли. Ветер изменился достаточно, чтобы перенести атомное облако над населенными островами Айлингинаэ, Ронгелап и Ронгерик. В тревожные часы, которые последовали, никто не мог сказать, какой ущерб был нанесен.

Американцы на Ронгерике получили некоторое образование об опасностях радиоактивности. Они мылись, надевали дополнительную одежду и оставались внутри алюминиевых хижин как можно больше. Эти действия помогли защитить их от ожогов кожи бета-лучами. Маршалльцы на Ронгелапе и Айлингинаэ ничего не знали об опасности и не принимали никаких мер предосторожности. Многие из них получили довольно сильные ожоги кожи.

Все подвергшиеся воздействию лица были эвакуированы на Кваджалейн, как только средства оперативной группы позволили это сделать. Но только через неделю или около того после взрыва удалось организовать поездку людей с приборами для измерения радиации по атоллам, чтобы определить, какими были уровни облучения.

На южной оконечности Ронгерика они измерили активность и рассчитали, что американские военнослужащие получили примерно 78 рентген. Это была хорошая новость, потому что доза от 50 до 100 рентген не является смертельной и только в редких случаях приводит к какой-либо болезни. В любом случае полное выздоровление можно было ожидать в течение нескольких дней.

Прогуливаясь вокруг атолла Ронгерик, измерительная группа обнаружила места, где уровни радиации были намного выше. На северном конце человек получил бы более 200 рентген.

На Айлингинаэ измеренные значения были сопоставимы с таковыми на Ронгерике. Расчетная доза для жителей Айлингинаэ составила 69 рентген.

На Ронгелапе ситуация была намного хуже. Измерения в южной части атолла показали, что жители Ронгелапа получили дозу около 175 рентген. Такая доза не была бы смертельной, но, по крайней мере, некоторые из людей, вероятно, заболели бы.

Затем группа отправилась исследовать остальную часть атолла. По мере продвижения на север уровни доз повышались все выше и выше. В середине атолла, всего в десяти или пятнадцати милях от населенной части, человек получил бы 400 рентген радиации. При этом уровне у него был бы шанс выжить пятьдесят на пятьдесят.

На северной оконечности атолла, примерно в тридцати милях, доза составила бы более тысячи рентген. Такая доза означает верную смерть менее чем через месяц.

Следующая таблица содержит краткое изложение того, что произошло:

Number of persons Time of fallout after shot (hours) Time of evacuation after shot (hours) Dose (roentgens) Rongelap 64 4 to 6 51 175 Ailinginae 18 4 to 6 58 69 Rongerik 28 7 32 78 Utirik 157 22 65 14 Fortunate Dragon 23 4 200

На Кваджалейне о маршалльцах заботились, и они находились под медицинским наблюдением. Как можно скорее их кожу и волосы вымыли с мылом и водой. Кокосовое масло в их волосах затрудняло дезактивацию.

Все это время присутствие японской рыболовецкой лодки в этом районе даже не подозревалось. Только через две недели после взрыва, когда маленькая лодка вернулась в гавань Яидзу, мир узнал об этом. К этому времени 23 рыбака были довольно больны. Мы точно не знаем, какую дозу получили рыбаки, но лучшая догадка — около 200 рентген. К несчастью, один из рыбаков умер, предположительно от осложнений, связанных с воздействием радиации. Остальные 22, однако, находятся в добром здравии и вернулись к работе.

Наша медицинская информация о маршалльских островитянах полна. После трехмесячного пребывания на Кваджалейне они были перевезены на атолл Маджуро, где для них были построены дома и где они находились под постоянным наблюдением с момента инцидента. Проводились частые и тщательные медицинские осмотры, несколько затрудненные проблемой общения через переводчика.

В первые двадцать четыре часа некоторые из пострадавших жаловались на тошноту, лихорадку и боли в животе. Однако во всех случаях эти симптомы быстро проходили без какого-либо лечения. Также поступали жалобы на зуд и ощущение жжения кожи, но и эти симптомы длились всего пару дней. Затем последовала примерно неделя хорошего самочувствия, когда жалоб не было. После этого начали появляться поражения кожи и выпадение волос.

От пятидесяти до восьмидесяти процентов бета-лучей в период облучения имели среднюю энергию 0,3 миллиона электрон-вольт. Большая часть этой энергии поглощалась внешним слоем кожи толщиной в две тысячные дюйма. Остальные бета-лучи имели среднюю энергию 0,6 миллиона электрон-вольт; эти лучи могли легко проникать в более глубокие слои живой кожи. Однако самым важным фактом было то, что одежда любого типа, даже тонкая хлопчатобумажная ткань, обеспечивала защиту от всех бета-лучей. Поражения развивались только на открытых участках тела и в нескольких других местах, таких как подмышки и складки шеи, где имеет свойство скапливаться пыль. Особенно пострадали босые ноги. В острый период некоторые люди ходили на пятках.

По прошествии шести месяцев выпавшие волосы отросли вновь, не изменившись ни по текстуре, ни по цвету, а поражения кожи зажили. Все выглядели здоровыми и нормальными, без каких-либо видимых последствий.

На момент облучения среди женщин на атолле Ронгелап было четыре беременности. Один ребенок родился мертвым, но трое других были совершенно нормальными. Не было никаких доказательств того, что мертворождение было вызвано воздействием радиации. На самом деле процент мертворождений среди жителей Ронгелапа обычно высок. Статистически соотношение один к четырем не является необычным.

Сегодня, спустя более трех лет после аварии, все пострадавшие жители Маршалловых островов и американцы, по-видимому, полностью восстановились. Никаких злокачественных новообразований или лейкозов не выявлено, но медицинская группа Комиссии по атомной энергии США продолжает тщательно наблюдать за этими долгосрочными эффектами.

В целом был нанесен серьезный, но ограниченный вред. Это был опасный инцидент. Чтобы понять, насколько опасный, достаточно взглянуть на приведенную ниже карту, на которой показана доза облучения в рентгенах за 48 часов. На южной оконечности Ронгелапа, где жили люди, доза составила 175 рентген. Но на северной оконечности, менее чем в тридцати милях оттуда, доза превысила тысячу рентген. Если бы ветер отклонился еще немного к югу, вероятно, все люди на атоллах Айлингинаэ, Ронгелап и Ронгерик погибли бы.

Доза облучения в первые 48 часов после начала выпадения радиоактивных осадков

Этот взрыв доказал то, о чем спорили много лет: радиоактивность — это не просто побочный эффект ядерного взрыва. Люди на Ронгелапе находились далеко за пределами зоны опасности от ударной волны и теплового излучения. Но они получили значительную дозу радиации. На самом деле человек мог бы стоять без защиты на расстоянии тридцати миль от взрыва и остаться в полной безопасности от ударной волны и теплового излучения. Но на том же расстоянии с подветренной стороны он получил бы смертельную дозу радиации в течение нескольких минут после начала выпадения осадков.

Из-за радиоактивных осадков испытательные полигоны должны располагаться в отдаленных частях мира. Было бы желательно найти места, настолько удаленные от населенных пунктов, чтобы испытания можно было проводить без учета направления ветра. К сожалению, бомбы слишком велики, а планета слишком мала.

В результате перед каждым испытанием необходимо следить за ветром; испытания должны откладываться до тех пор, пока направление ветра не станет благоприятным. То, что произошло с жителями Маршалловых островов, было случайностью, которой можно было бы избежать, если бы во время взрыва ветер дул более прямо на север. После этого случая требования к ветру при проведении испытаний стали гораздо более строгими, наши знания об опасности расширились, а правила безопасности были во всех отношениях улучшены. С 1 марта 1954 года было испытано много оружия большой мощности, но других аварий не происходило. Мы можем быть уверены, что аварии такого рода теперь крайне маловероятны.

На испытательном полигоне США в Неваде не было ни одного случая выпадения значительных радиоактивных осадков на населенную территорию. Вероятно, самой тревожной ситуацией, возникшей там, была весна 1953 года во время серии испытаний «Апшот-Нотхол». После девятого взрыва серии облако дрейфовало на восток над городом Сент-Джордж, штат Юта, с населением около 5000 человек. Некоторое количество осадков выпало незадолго до девяти часов утра. Около девяти тридцати представители Комиссии по атомной энергии США выпустили предупреждение, советуя жителям оставаться в помещениях. К полудню предупреждение было снято, и людям разрешили вернуться к своим обычным делам. Инцидент оставил у всех неприятный осадок, но никто не получил дозу радиации более двух или трех рентген.

Мы говорили о локальных радиоактивных осадках, которые выпадают в пределах нескольких сотен миль от испытательного полигона. Не вся радиоактивность, образующаяся при взрыве, переходит в эти осадки. Часть ее перемещается на действительно большие расстояния — не на сотни, а на тысячи миль от эпицентра. Эта часть радиоактивности распространяется по всему миру и полностью выходит из-под контроля человека. Конечно, к тому времени, когда эта радиоактивность распределяется по значительной части земной поверхности, уровни доз радиации становятся очень малыми — менее десятитысячной доли рентгена для мегатонного взрыва. Нет никакой опасности, что человек умрет или даже слегка заболеет от такого количества радиации. Однако существует вероятность долгосрочных эффектов, таких как рак костей, лейкемия и генетические мутации.

Мировая опасность, конечно, в первую очередь связана с большими бомбами. Малые, подобные тем, что испытываются в Неваде, высвобождают около десяти килотонн (в тротиловом эквиваленте) энергии деления ядер. Некоторые из больших бомб в Тихом океане высвобождают несколько мегатонн энергии деления. Поскольку количество радиоактивности пропорционально высвобожденной энергии деления, одна большая бомба эквивалентна нескольким сотням или, возможно, тысяче маленьких. Всего в Неваде на сегодняшний день было проведено только шестьдесят или семьдесят взрывов. Возможно, желательно минимизировать глобальные радиоактивные осадки от больших взрывов в Тихом океане. Но для малых взрывов в Неваде, вероятно, важнее минимизировать локальные осадки. Сколько радиоактивности уходит в локальные осадки, сколько в глобальные и как можно контролировать эти относительные количества — основные темы для остальной части этой главы.

Не вся радиоактивность, образующаяся при взрыве, способствует выпадению осадков, будь то локальных или глобальных. Некоторые радиоактивные продукты деления (гамма-излучатели) имеют настолько короткие периоды полураспада, что они фактически распадаются еще до того, как бомба полностью разрушится. Многие другие распадаются в первые несколько минут, пока атомное облако поднимается. Энергичные бета- и гамма-лучи, высвобождаемые при этих ранних быстрых распадах, поглощаются на коротких расстояниях и лишь усиливают разрушения на месте взрыва.

Комиссия по атомной энергии США — Объединенное бюро информации об испытаниях. 1. Неглубокий подземный взрыв. Радиоактивные вещества и грунт тщательно перемешаны.

Комиссия по атомной энергии США — Лаборатория Лукаут-Маунтин, ВВС США. 2. Атомная испытательная башня высотой пятьсот футов.

Комиссия по атомной энергии США. 3. Башенный взрыв. Грунт поднимается вдоль ствола, но очень малое его количество фактически смешивается с огненным шаром.

Elton P. Lord—USAEC

4. An air shot—3,500 feet above ground. No dirt.

5. Бедренная кость трехмесячного кролика, убитого через десять минут после инъекции Sr⁸⁹. Затемненные области показывают, где отложился стронций. Sr⁹⁰ и обычный Sr⁸⁸ откладывались бы в тех же местах. Важным фактом является то, что отложение довольно равномерно в кальцинированных частях кости.

Из главы, написанной Воном, Таттом и Кидманом в книге «Биологические опасности атомной энергии», под редакцией Хэддоу, опубликованной издательством Оксфордского университета, 1952 г.

6. Бедренная кость женщины, умершей от отравления радием. Яркие области показывают, где отложился радий. Четко видны «горячие точки».

Из статьи «Поздние эффекты внутренне отложенных радиоактивных материалов у человека», Оби и др., в профессиональном журнале «Медицина», том 31, № 3, сентябрь 1952 г.

Комиссия по атомной энергии США — Лаборатория атомной энергетики Ноллс. 7. Капсулы с кобальтом⁶⁰, экранированные в резервуаре с водой. Потребовалось бы сто тридцать миллионов долларов в радиевом эквиваленте, что вдвое превышает нынешние мировые запасы, чтобы сравняться с лучами от этого мощного источника гамма-излучения.

Комиссия по атомной энергии США. 8. Кобальтовое облучение.

1. Металлический элемент кобальт обрабатывается в виде пластин, которые немного больше десятицентовой монеты.

2. Пластины укладываются вплотную друг к другу в алюминиевые контейнеры, а затем помещаются в атомную печь, или реактор.

3. Под бомбардировкой нейтронами ядра атомов кобальта возбуждаются и испускают излучение, или лучи.

4. После «варки» в реакторе в течение определенного времени кобальт извлекается и помещается в защищенные контейнеры для транспортировки.

5. Теперь радиоактивный кобальт отправляется с завода Саванна-Ривер в Оук-Ридж для переотправки в медицинские центры по всей стране.

6. В медицинских центрах он помещается в аппараты для телетерапии. Его мощные лучи помогают медицинским специалистам в борьбе с раком.

NTO — Фото лаборатории Лукаут-Маунтин. 9. Облако в форме дымового кольца от атомного оружия противовоздушной обороны.

Фото Wide World. 10.

Радиационная лаборатория Калифорнийского университета. 11. Полосы — это конденсационные следы, созданные заряженными частицами в камере Вильсона. Они кажутся яркими, потому что камера освещена, и конденсационные следы отражают свет точно так же, как обычное облако.

Радиационная лаборатория Калифорнийского университета. 12. Еще один снимок в камере Вильсона. Большое количество близко расположенных треков образуют облако. (Треки искривлены из-за наличия магнитного поля.)

Комиссия по атомной энергии США — Аргоннская национальная лаборатория. 13. Секция ядерного реактора в разрезе. Сердце реактора — это небольшая область в центре, где генерируется энергия деления. Большая часть веса и объема необходима для охлаждающего аппарата и экранирующего материала, чтобы удерживать ядерное излучение.

Чтобы радиоактивность повлияла на области на большом расстоянии от точки взрыва, должно пройти значительное время, пока атомное облако поднимается и дрейфует под воздействием горизонтальных ветров. В течение этого времени происходит больше распадов, в основном из-за короткоживущих ядер. Скорость, с которой они происходят, продолжает уменьшаться по мере исчезновения короткоживущих ядер. Грубо говоря, скорость уменьшается просто пропорционально времени. Точнее, скорость падает несколько быстрее, уменьшаясь в десять раз при увеличении времени в семь раз. Через минуту после взрыва активность составляет менее одного процента от того, что было через секунду. Через час она составляет менее одного процента от своего значения через минуту. Этот закон уменьшения активности продуктов деления, конечно, сильно отличается от простого закона радиоактивного распада. Последний закон применяется к одному радиоактивному виду. Продукты деления в любой момент состоят из множества различных радиоактивных видов. Каждый из них подчиняется простому закону радиоактивного распада, но совокупность следует другому закону.

Следует иметь в виду, что ядро-продукт радиоактивного распада само может быть радиоактивным с другим периодом полураспада. Например, существует стронций⁹⁰. Лишь небольшое количество этого изотопа образуется непосредственно в процессе деления. Процесс деления дает большое количество криптона⁹⁰, который распадается с периодом полураспада полминуты в рубидий⁹⁰. Последний имеет период полураспада три минуты и распадается в стронций⁹⁰. Именно так образуется практически весь стронций⁹⁰ при взрыве. Таким образом, и интенсивность, и природа радиоактивности продолжают меняться со временем.

Эти факты важны, потому что они определяют масштаб и характер опасности, когда радиоактивность наконец выпадает из облака и оседает на поверхности земли. Те радиоактивные частицы, которые распадаются, находясь еще в облаке, не должны нас беспокоить, поскольку это излучение не может оказать никакого влияния на живые организмы, которые могут находиться под ним. При условии, что облако находится на высоте более нескольких сотен футов над землей, бета- и гамма-лучи, высвобождаемые при этих распадах, просто рассеивают свою энергию, ионизируя воздух.

Время, которое радиоактивные обломки проводят в облаке, наиболее критически зависит от одного фактора: близости взрыва к поверхности земли. Природа поверхности, будь то почва или вода, также играет роль. Если взрыв произошел прямо на земле, на поверхности почвы, много крупных, тяжелых частиц грязи вовлекается в огненный шар и начинает падать под действием силы тяжести еще до того, как облако перестает подниматься. Эти осадки продолжаются в течение периода от нескольких часов до, возможно, половины дня. В то же время выпадают и некоторые радиоактивные продукты деления, которые прилипли к этим частицам грязи. Это источник так называемых ближних или локальных радиоактивных осадков, которые распространяются на расстояние от нескольких миль до нескольких сотен миль от взрыва по ветру, в зависимости от мощности бомбы и силы ветров. Примерно восемьдесят процентов всех продуктов деления приходится на эти ближние осадки в случае наземного взрыва. Взрыв 1 марта 1954 года был именно такого типа.

Существует несколько возможностей повлиять на количество ближних осадков. Одна из них — взорвать бомбу над глубокой водой. В этом случае ближние осадки составляют от тридцати до пятидесяти процентов. Это происходит потому, что многие капли воды, к которым прилипли радиоактивные частицы, испаряются до того, как они достигают земли. Однако над мелководьем, если огненный шар фактически касается дна, ближние осадки напоминают случай наземного взрыва и снова составляют около восьмидесяти процентов. Ближние осадки при подземных или подводных взрывах будут даже выше, чем при наземных. На самом деле, действительно глубокий подземный или подводный взрыв был бы полностью локализован, и никакая активность не распространилась бы вокруг.

Другая возможность уменьшить ближние осадки — взорвать бомбу на башне такой высоты, чтобы огненный шар не мог коснуться поверхности. В этом случае количество ближних осадков сокращается с восьмидесяти процентов примерно до пяти процентов. Конечно, нецелесообразно строить башни для действительно больших бомб, огненные шары которых могут достигать мили в диаметре. В этом случае бомбу можно сбросить с самолета, чтобы получить тот же эффект. Взрыв в Хиросиме был примером воздушного взрыва небольшой бомбы. Ближние осадки в том случае были очень малы. Такая лучевая болезнь, которая там возникла, была вызвана прямыми гамма-лучами и нейтронами, высвобожденными при самом взрыве.

В случае околоземного взрыва, когда огненный шар почти касается земли, ближние осадки также составляют лишь около пяти процентов. Это несколько удивительный факт, поскольку в этом случае фотографии показывают, что большое количество поверхностного материала засасывается в облако, точно так же, как и при настоящем наземном взрыве.

Этот материал, безусловно, состоит из крупных, тяжелых частиц грязи, которые впоследствии выпадают из облака. И все же большинство из них каким-то образом не вступают в контакт с радиоактивными продуктами деления.

Это странное явление можно понять, если взглянуть на детали того, как поднимается огненный шар. Сначала центральная часть огненного шара намного горячее внешней части и поэтому поднимается быстрее. Однако по мере подъема она остывает и падает обратно вокруг внешней части, создавая таким образом структуру в форме пончика. Весь процесс аналогичен образованию обычного дымового кольца. На большинстве фотографий, которые мы видим, пончик скрыт облаком воды, которое образуется, но иногда, когда погода особенно сухая, он становится совершенно видимым. Во время довольно упорядоченной циркуляции воздуха через отверстие обломки бомбы и грязь, которая была засосана, остаются разделенными. (См. рисунки 1-4.)

На ближние осадки приходится лишь часть радиоактивности, варьирующаяся от менее одного процента для высотного взрыва до почти полного осаждения для некоторых наземных взрывов. Для глобальных осадков нас интересует, что происходит с остатком. Это зависит от того, как атомное облако переносится верхними ветрами на большие расстояния. В этой связи важно различать большую бомбу и маленькую бомбу. Также важно различать нижние и верхние слои атмосферы, называемые, соответственно, тропосферой и стратосферой.

Атмосфера нагревается солнцем косвенным путем. Солнечные лучи проходят сквозь воздух, не нагревая его. Вместо этого они нагревают нижнюю часть атмосферы, то есть твердую землю. Атмосфера нагревается так же, как кипящий котел на кухонной плите. Тепло поступает снизу и переносится восходящими потоками к вершине.

Только в случае с атмосферой нет четкого верхнего предела. Потоки поднимаются на высоту от тридцати до пятидесяти тысяч футов, затем поворачивают и опускаются. Эта кипящая часть атмосферы называется тропосферой, или областью тепла. Выше нее вертикальное движение меньше. Верхняя область называется стратосферой, или стратифицированной областью.

Для маленькой бомбы атомное облако перестает подниматься, не достигая стратосферы. Для большой бомбы, мощностью более мегатонны (миллион тонн в тротиловом эквиваленте), облако протыкает стратосферу и продолжает подниматься до высоты около ста тысяч футов.

Самый важный факт о стратосфере заключается в следующем: в ней почти нет погоды. Большинство погодных явлений, таких как облака, дождь, снег, туман, дымка и т. д., ограничены нижней частью атмосферы — тропосферой. В стратосфере же практически нет воды.

Теперь предположим, что маленькая бомба, облако которой останется в тропосфере, была взорвана на одном из испытательных полигонов США. Испытательный полигон в Неваде находится на широте 37° с. ш., а испытательный полигон в Тихом океане — на 12° с. ш. В этих средних широтах, в тропосфере, ветры дуют в основном с запада на восток со средней скоростью около 20 миль в час. Поверх этого будет небольшое движение на юг или север. Но в целом радиоактивное облако будет оставаться в довольно узкой полосе вокруг широты, на которой произошел взрыв.

После первых нескольких часов, когда ближние осадки уменьшаются, радиоактивные частицы, остающиеся в облаке, становятся слишком легкими и слишком мелкими, чтобы падать дальше под действием силы тяжести. В этот момент погода становится важной. Дождь, туман или дымка захватывают радиоактивные частицы и возвращают их на землю с осадками. Это приводит к так называемым тропосферным осадкам. Среднее время для выпадения этих осадков составляет примерно от двух недель до месяца. В течение этого времени, оставаясь более или менее на широте взрыва, радиоактивные частицы могут фактически облететь земной шар.

Облака больших бомб поднимаются высоко в стратосферу. Ветры в стратосфере не дуют так преимущественно в широтном направлении. Что еще более важно, они остаются в стратосфере годами, в течение которых радиоактивность распределяется по всем районам земного шара. Таким образом, осадки от больших бомб действительно являются глобальными.

Тропосферные осадки занимают около месяца. Стратосферные осадки занимают от 5 до 10 лет. Причина этого различия — погода, или, скорее, ее отсутствие. В стратосфере нет дождя или тумана, чтобы захватить радиоактивные частицы, и, следовательно, нет эффективного механизма для образования осадков. На самом деле, поскольку радиоактивные частицы слишком мелкие, чтобы падать под действием силы тяжести, они должны просто ждать, пока какие-то турбулентные движения не направят их обратно вниз в тропосферу. Этот процесс требует много времени.

То, что выпадение осадков является наиболее важным механизмом образования глобальных радиоактивных осадков, было показано путем изучения осадков в некоторых сухих регионах южной Калифорнии и Южной Америки. В каждом случае было обнаружено, что количество осадков значительно ниже нормы. В одном месте в Чили, где никогда не бывает дождя, количество осадков оказалось лишь одним процентом от того, что можно было ожидать на основе средних осадков на той же широте.

В регионах, где выпадает хотя бы несколько дюймов дождя в год, количество радиоактивных осадков в среднем имеет тенденцию быть пропорциональным количеству осадков. Однако пропорциональность количеству осадков зависит от характера погоды, так что, скажем, двадцать дюймов дождя в одной части мира могут не дать столько же радиоактивных осадков, сколько такое же количество дождя в других погодных зонах. Мы быстро узнаем об этом.

Сказав, каков возраст различных видов радиоактивных осадков, мы можем сказать, какие радиоактивные виды все еще присутствуют, когда радиоактивность оседает на землю. Ближние осадки, которым всего несколько часов, все еще включают много короткоживущих изотопов, которые распадаются до того, как возникнет возможность попадания внутрь организма при проглатывании или вдыхании. Следовательно, опасность от ближних осадков проистекает из внешнего облучения, главным образом гамма-излучением на все тело, и в меньшей степени из воздействия энергичных бета-лучей на кожу. Одежда и обычное жилье обеспечивают относительно небольшую защиту от гамма-лучей. Необходимы специальные защитные укрытия. Во время войны, если бы враг разбомбил наши города супермегатонным оружием при наземном взрыве, ближние осадки были бы гораздо более разрушительным агентом против незащищенного населения, чем ударная волна или тепловое излучение.

Однако в стратосферных глобальных осадках вся короткоживущая радиоактивность исчезла, поскольку с момента взрыва прошло много лет. Через год или около того единственным гамма-излучателем, который остается в заметном количестве, является цезий¹³⁷ с периодом полураспада 30 лет. Его гамма-лучи, однако, не очень проникающие. Несмотря на этот факт, цезий¹³⁷ считается второй по значимости опасностью для долгосрочных осадков. Первая — это стронций⁹⁰, который является бета-излучателем с периодом полураспада 28 лет. Этого достаточно, чтобы большинство этих ядер все еще присутствовало даже после долгого пребывания в стратосфере. Поскольку стронций химически похож на кальций, он загрязняет наши продукты питания и легко усваивается нашим организмом. Попав внутрь, он остается там на долгие периоды времени, откладываясь в наших костях. В следующей главе мы увидим, насколько серьезной может быть эта опасность.

Тропосферные осадки, и в меньшей степени стратосферные, включают некоторые другие радиоактивные виды, помимо цезия¹³⁷ и стронция⁹⁰, и мы обсудим их в следующей главе. Но в целом они имеют мало значения (за возможным исключением йода¹³¹), либо потому, что они нелегко поглощаются организмом, либо потому, что их излучение не очень энергично. Таким образом, глобальная опасность сужается всего до двух изотопов: внутреннего бета-излучателя и слабого гамма-излучателя.

ГЛАВА XI. От почвы к человеку

В радиоактивных осадках содержится ошеломляющее разнообразие радиоактивных продуктов. При определенных условиях все они могут быть опасны для человека. На самом деле очень немногие из них опасны.

Примером радиоактивного изотопа, который производится в больших количествах в процессе деления и по поводу которого есть некоторые причины для беспокойства, но который на самом деле не опасен для человека, является йод¹³¹. Этот изотоп в осадках не опасен, потому что у него довольно короткий период полураспада: восемь дней.

В течение первых недель после ядерного взрыва некоторое количество радиоактивного йода может выпасть из облака и загрязнить пастбища. Корова съедает сотни фунтов травы за несколько дней. Теперь йод обнаруживается в организме коровы или любого млекопитающего в основном в одном месте. Это щитовидная железа, расположенная у человека рядом с кадыком. Щитовидная железа важна, потому что она секретирует химическое вещество, которое регулирует многие функции организма. У человека они включают то, как мы сжигаем нашу пищу, и в каком настроении мы находимся. Около двадцати процентов всего йода, который усваивается, будь то радиоактивный или природный, концентрируется в этой одной довольно маленькой железе. Такая концентрация — это именно тот вид опасности, за которым мы должны следить.

Вскоре после ядерных испытаний у коров, пасущихся на пастбищах, были обнаружены аномально большие количества радиоактивного йода, хотя и не настолько большие, чтобы быть вредными. Однако у людей измеренные уровни радиоактивного йода составляют менее сотой доли того, что они составляют у коров, потому что к тому времени, когда этот радиоактивный изотоп достигает человека, он в основном распадается в стабильную, безвредную разновидность газа ксенона.

В радиоактивных обломках ядерного взрыва много потенциально опасных изотопов. Но большинство из них распадаются слишком быстро, чтобы повлиять на человека.

Изотопы, которые живут чрезвычайно долго по сравнению с продолжительностью жизни человека, также не опасны для человека. Радиоактивная частица в организме не вредна, если только она не распадается и не высвобождает свою энергию, пока человек еще жив.

Два примера долгоживущих радиоактивных изотопов, которые используются в качестве топлива в бомбах и которые могут оставаться после взрыва в больших количествах: уран²³⁵ и плутоний²³⁹. Уран²³⁵ имеет период полураспада 710 миллионов лет, что слишком долго, чтобы быть опасным. Плутоний имеет период полураспада 24 000 лет и несколько более опасен. Опасность от плутония возникает из-за того, что он испускает энергичные альфа-лучи.

Опасность от радиоактивности зависит от вида испускаемой частицы — альфа-, бета- или гамма-лучей — и от того, атакуют ли эти лучи организм изнутри или снаружи. Снаружи гамма-лучи наиболее опасны, а альфа-лучи наименее опасны. Изнутри порядок прямо противоположный.

Чтобы вызвать повреждение снаружи, излучение должно быть очень проникающим. Гамма-лучи могут пройти через все тело. Бета-лучи останавливаются в тканях кожи. Альфа-лучи не могут даже проникнуть через внешний слой неживой, защитной кожи.

Однако внутри, в чувствительных органах, малый радиус действия альфа-лучей делает их чрезвычайно опасными. Их энергия концентрируется в небольшом количестве ткани, повреждение которой является серьезным. Бета-лучи вызывают немного менее концентрированное повреждение, а гамма-лучи — наименее концентрированное из всех.

Радиоактивность может попасть в организм в виде загрязнения в пище, которую мы едим, или в воздухе, которым мы дышим. Однако, чтобы быть опасной, она должна оставаться в организме, будь то в кишечнике, легких или других жизненно важных органах, достаточно долго для того, чтобы произошли распады, которые ионизируют и повредят живые клетки.

К счастью, плутоний в нашей пище легко выводится из организма. Только несколько тысячных долей процента того, что съедается, фактически усваивается. При вдыхании крупные частицы задерживаются в носовых проходах. Мелкие частицы попадают в легкие, но быстро выдыхаются. Усваиваются только частицы среднего размера. Однако плутоний, который усваивается, обычно откладывается в костях, где он остается в течение длительного периода времени. В целом, плутоний в небольших количествах, с которыми мы обычно имеем дело, не является одной из самых больших опасностей для людей. Пожалуй, его самое неприятное свойство заключается в том, что, будучи альфа-излучателем, его не очень легко обнаружить. Поскольку альфа-частицы не проникают через поверхность большинства радиационных счетчиков, для их обнаружения требуются специальные приборы.

Два продукта деления, которые легко усваиваются при проглатывании: стронций⁹⁰ (Sr⁹⁰) и цезий¹³⁷ (Cs¹³⁷). В зависимости от их химической формы, усваивается примерно тридцать пять процентов Sr⁹⁰ и весь Cs¹³⁷. Оба этих изотопа в изобилии образуются в процессе деления. Более того, они имеют очень «опасные» периоды полураспада — около 30 лет, — что достаточно долго, чтобы распад был пренебрежимо мал между взрывом и контактом с человеком, но достаточно коротко, чтобы распад был вероятен после контакта.

Из таких аргументов можно сделать вывод, что Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷ являются наиболее важными изотопами для внутренней опасности от глобальных радиоактивных осадков. Можно быть достаточно уверенным, что нет других важных изотопов, потому что тщательные и обширные исследования не обнаружили значительных количеств каких-либо других изотопов в наших телах. Нам не нужно бояться, что какой-то из них был упущен из виду, потому что бета-активность продуктов деления всегда легко обнаружить.

Два главных вопроса, на которые мы должны ответить: каким именно образом опасные элементы Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷ будут распределены в организме? И после того, как они распределятся, какой ущерб они нанесут?

Мы слишком мало знаем о химии живого организма, чтобы получить полный ответ на второй вопрос. Поэтому приходится признать, что реальную опасность нельзя выразить точным образом.

К счастью, из прямого опыта известно достаточно, чтобы получить хорошее значение для наибольшего ущерба, который может быть нанесен. В настоящей главе мы опишем то, что известно о поглощении опасных элементов организмом. В следующих главах мы перейдем к вопросу о биологических последствиях.

Мы можем начать со сравнения опасности от Cs¹³⁷ с опасностью от Sr⁹⁰. Оба этих изотопа образуются в процессе деления примерно в равных количествах. (Примерно 2 или 2,5 процента всех продуктов деления — это Sr⁹⁰, и 3 процента — Cs¹³⁷.) Они имеют примерно одинаковые радиоактивные периоды полураспада. Но они различаются в важном отношении: Cs¹³⁷ распределяется более или менее равномерно по всему организму; Sr⁹⁰ концентрируется в костях.

Cs¹³⁷ испускает большую часть своей радиоактивной энергии в виде гамма-лучей, которые вызывают ионизацию равномерно по всему организму. Sr⁹⁰, с другой стороны, испускает всю свою энергию в виде двух бета-лучей, которые имеют радиус действия всего лишь малую долю дюйма в кости. Таким образом, в одном случае энергия радиоактивного распада распределяется по всему организму; в другом — энергия откладывается только в костях.

Поскольку кости составляют около десяти процентов от общего веса тела, они подвергаются в десять раз большей дозе радиации. Кости довольно чувствительны к радиации, и передозировка может вызвать рак костей и помешать производству клеток крови, которое происходит в костном мозге. Таким образом, мы приходим к выводу, что Sr⁹⁰ является гораздо большей потенциальной опасностью, чем Cs¹³⁷. Еще один момент, который ведет к тому же выводу, заключается в том, что Cs¹³⁷ после усвоения удерживается в организме менее шести месяцев, а затем выводится. Sr⁹⁰ удерживается в течение многих лет.

С другой стороны, Cs¹³⁷ может вызвать тип повреждения, который Sr⁹⁰ вызвать не может: а именно, повреждение репродуктивных клеток. Эффект Sr⁹⁰ действительно ограничен костями и прилегающим или близлежащим костным мозгом и не достигает репродуктивных органов. В более поздней главе мы затронем вопрос генетической опасности, и тогда мы будем очень заинтересованы в Cs¹³⁷. Однако на остаток этой главы мы можем сосредоточить наше внимание на Sr⁹⁰.

Поскольку большая часть Sr⁹⁰, попадающего в организм, остается там, наиболее важные вопросы, которые остаются: как он туда попадает и сколько его туда попадает. Существенный факт в этой связи заключается в том, что Sr⁹⁰ обычно встречается в осадках в химической форме, которая легко растворяется в воде. Вода поглощается растениями через листья и корни. Животные пасутся на растениях. Люди едят растения и пьют молоко от пасущихся животных и, таким образом, подвергаются воздействию Sr⁹⁰. (См. рисунки 5 и 6.)