Рентген позвал в лабораторию свою жену Анну и поместил ее руку между источником лучей и фотопластинкой. Лучи прошли сквозь руку и оставили на пластинке силуэт костей и обручального кольца: внутренняя анатомия руки просматривалась, словно через магическое стекло. “Я видела свою смерть”, – сказала Анна, однако ее муж увидел совсем другое – новый вид излучения, столь мощный, что мог проходить через большинство живых тканей. Рентген назвал его икс-лучами [179].
Первое время рентгеновские лучи считали специфическим побочным продуктом, генерируемым катодными трубками. Однако в 1896 году, через несколько месяцев после открытия Рентгена, французский химик Анри Беккерель, знавший о новом излучении, обнаружил, что некоторые природные вещества – например, уран – самопроизвольно испускают незримые лучи, по свойствам очень похожие на рентгеновские. В Париже Друзья Беккереля, молодые ученые Пьер и Мария Кюри, начали прочесывать природный мир в поисках еще более мощного химического источника “лучей Беккереля”. Пьер и Мария (тогда еще Склодовская, бедная польская иммигрантка, живущая в парижской мансарде) встретились в Сорбонне: их притянуло друг к другу общее увлечение магнетизмом. В середине 1880-х Пьер с помощью крошечных кристаллов кварца сконструировал собственный электрометр – инструмент для измерения очень малых доз энергии. Применив новый прибор, Мария показала, что даже самое незначительное излучение от урановой руды можно измерить количественно. Вооружившись этим инструментом, пара пустилась на поиски новых источников загадочных лучей. Так с измерений начался грандиозный путь еще одного научного открытия.
У горного местечка Яхимов, находящегося на территории современной Чехии, добывали серебро и урановую руду для лакокрасочной промышленности. В отходах добычи – смоляной урановой обманке – Кюри обнаружили следы нового элемента, гораздо активнее урана испускавшего лучи Беккереля[180]. Супруги начали дистилляцию этой смолки, пытаясь выделить источник излучения в максимально чистом виде. Из нескольких тонн урановой обманки с помощью 400 тонн воды для промывки они к 1902 году получили примерно одну десятую грамма нового элемента. Металл, занявший место внизу периодической таблицы элементов, испускал лучи Беккереля с такой силой, что в темноте светился гипнотическим голубым светом, пожирая сам себя. Этот нестабильный элемент был странным гибридом вещества и излучения – веществом, распадающимся на излучение. Мария Кюри назвала новый элемент радием, от латинского radius, “луч”.
Радий благодаря мощности своего излучения выявил новое и неожиданное свойство рентгеновских лучей[181]: их энергия не только проникала сквозь ткани человеческого тела, но и накапливалась в них. Благодаря первому свойству Рентгену удалось сфотографировать руку жены: лучи прошли сквозь кости и мягкие ткани и оставили на пленке теневое отображение скелета. А вот руки Марии Кюри наглядно продемонстрировали второй, мучительный эффект: из-за многомесячных трудов по извлечению из урановой обманки чистого источника радиации вечно раздраженная кожа на ладонях начала сходить почерневшими слоями, словно обожженная изнутри. Несколько миллиграммов радия в пузырьке, лежавшем в нагрудном кармане Пьера, прожгли дыру в плотном твидовом жилете и оставили пожизненный шрам на груди. У человека, демонстрировавшего на ярмарке “магические трюки” с помощью незащищенного устройства с радием, губы распухли и покрылись пузырями, а ногти вылезли[182]. Радиация в какой-то момент добралась и до костного мозга Марии Кюри, навсегда оставив ее малокровной.
Биологи десятилетиями расшифровывали механизм, лежащий в основе всех этих эффектов, однако сам спектр поврежденных тканей – кожа, губы, кровь, десны и ногти – давал важную подсказку: радий атаковал ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота – инертная молекула, удивительно устойчивая к большинству химических реакций, поскольку ее задача – поддерживать неизменность генетической информации. Однако рентгеновские лучи способны разрывать нити ДНК или создавать токсичные вещества, разъедающие их. Клетки отвечают на подобные повреждения гибелью или – чаще – отказом делиться. Таким образом, рентгеновские и радиевые лучи наносят ущерб первым делом активно возобновляющимся тканям – вроде кожи, ногтей, десен и крови, – клетки которых обязаны делиться чаще.
179
Об открытии Рентгена см., например, Maddox J.
180
Вещества, испускающие лучи Беккереля, с подачи Марии Склодовской-Кюри стали называть
181
Энергетические диапазоны рентгеновского и гамма-излучения – одного из трех компонентов излучения радия – прилично перекрываются, а при одинаковой энергии квантов эти излучения можно считать эквивалентными (вне перекрывающейся зоны энергия гамма-квантов выше). Различия их порой сводятся к происхождению: икс-лучи чаще порождаются процессами в электронной оболочке атомов (для этого необходим источник высокого напряжения), а гамма-лучи – в ядрах (источник напряжения не нужен, процессы самопроизвольные). Оба излучения ионизируют вещества. –