Chất phóng xạ:
Hủy diệt hay cứu thế?
Chất phóng xạ là những chất có khả năng tự phát ra tia phóng xạ có năng
lượng. Tuy năng lượng trong mỗi tia là không nhiều, nhưng tùy theo mục
đích sử dụng, người ta luôn tìm cách khuếch đại mức năng lượng này lên.
Và chúng đã gây ra những thảm họa mà lịch sử không bao giờ quên.
Khám phá chất phóng xạ
Chất phóng xạ chính thức được khai sinh vào năm 1896 do công của một
nhà khoa học người Pháp Henri Becquerel. Ông tìm ra chất phóng xạ do sự
tình cờ.
Một hôm, khi đang say sưa nghiên cứu hoá học, ông phát hiện thấy phospho
có khả năng phát sáng mà ông gọi đó là lân tinh. Kỳ thú với hiện tượng này,
ông để tâm nghiên cứu về các hợp chất của phospho. Ông đã thí nghiệm
nhiều lần nhưng tất cả đều không thành công ngoại trừ một thí nghiệm với
urani, một nguyên tử siêu phóng xạ.
Ông đã cẩn thận đặt nhiều tấm phim chụp ảnh vào một chiếc hộp kín, chiếc
hộp này được bao gói bằng những tờ giấy màu đen. Tiếp đó, ông đặt muối
của urani với phospho lên trên chiếc hộp này. Sau một thời gian, ông nhận
thấy toàn bộ các phim chụp ảnh bị đen hết. Điều này chứng tỏ có một tia gì
đó đã phát ra và xuyên qua tấm giấy, làm đen những thước phim bên trong.
Ông cho rằng đó là những tia của phospho và gọi là tia Becquerel. Nhưng
ông đã nhầm vì những tia này không phải của phospho mà lại là của urani
phát ra.
Song nhờ có thí nghiệm này, người ta quan tâm nhiều hơn đến các chất
phóng xạ. Một loạt các chất phóng xạ được tìm ra với sự hy sinh của nhiều
nhà khoa học như Ernest Rutherford, Marie Curie, Pierre Curie. Đến nay, 78
chất phóng xạ khác nhau đã được tìm ra như cacbon phóng xạ, iốt phóng xạ,
urani, radi, poloni, plutoni..
Nhà vật lý người Pháp - Henri Becquerel.
Những thảm họa mang tên “hạt nhân”
Thảm họa kinh hoàng đầu tiên của chất phóng xạ có lẽ là hai quả bom
nguyên tử mà Mỹ ném xuống Nhật Bản ở hai thành phố là Hiroshima và
Nagasaki. Ngày 6/8/1945, Mỹ ném quả bom nguyên tử đầu tiên xuống
Hiroshima. 3 ngày sau đó, Mỹ ném tiếp quả bom thứ hai xuống Nagasaki
như những vụ thí nghiệm đầu tiên về bom nguyên tử. Năng lượng hạt nhân
và phóng xạ do nó tạo ra làm chết ngay tức khắc 140.000 người ở
Hiroshima. Số người thiệt mạng ở Nagasaki là 74.000 người. Mặc dù quả
bom nổ cách mặt đất khoảng 600m nhưng nó đã tàn phá với bán kính 1,6km
và thiêu rụi 4,4km2. Trên 90% nhà cửa ở Hiroshima bị hủy diệt. Cột khói mà
nó tạo ra cao tới 18km, xuyên thủng “chín tầng mây”. Gánh nặng ung thư do
phóng xạ còn tồn tại dai dẳng đến ngày nay bởi để giảm được một nửa khối
lượng phóng xạ là urani, nguyên liệu của quả bom thì cần mất tới vài trăm
triệu năm.
Thảm họa thứ hai là vụ nổ Nhà máy điện nguyên tử tại Chernobyl (Ukraina)
năm 1986. Vụ nổ được cho là một tai nạn kinh hoàng vì nó làm chết quá
nhiều người và để lại tồn dư phóng xạ cho tới triệu năm sau. Có 56 người
chết tại chỗ, khoảng 9.000 người được dự đoán là sẽ tiếp tục bị chết vì ung
thư. Cả một vùng rộng lớn của Ukraina, Belarus và Nga bị ô nhiễm nghiêm
trọng. Toàn bộ 336.000 người phải bỏ đất, bỏ nhà đi sơ tán. Hiện nay, thành
phố này được biết đến là thành phố của chết chóc và hoang tàn bởi phóng xạ
urani. Gánh nặng phóng xạ do nó tạo ra lớn gấp 400 lần so với quả bom
nguyên tử được ném xuống Hiroshima.
Mới đây, một vụ nổ hạt nhân và phóng xạ tung trời đã xảy ra ngay trên đất
Nhật Bản, quốc gia châu Á vẫn được coi là thánh địa của khoa học. Chưa
tính tới những hậu quả ung thư hay bệnh tật trong hàng chục, thậm chí là
hàng nghìn năm về sau, người ta chỉ biết rằng hiện tại, cùng với sóng thần và
động đất, tác hại hạt nhân và phóng xạ đang làm ít nhất 1,4 triệu người
không có nước, hơn 500.000 người sống không có nhà. Đây thực sự là
những thảm kịch mang tên phóng xạ.
Những ứng dụng đặc sắc
Bên cạnh những tai hại mà chất phóng xạ gây ra thì chất phóng xạ đã và
đang cứu rỗi được hàng nghìn người trên thế giới với ứng dụng trong lĩnh
vực y sinh học.
Ứng dụng đặc sắc nhất của chất phóng xạ là trong điều trị các bệnh ung thư.
Dựa trên một nguyên lý là các chất phóng xạ có khả năng phát ra tia giàu
năng lượng nên người ta đã nảy ra ý tưởng dùng năng lượng của các tia này
làm ion hoá các nguyên tử trong tế bào ung thư. Các hạt ion này sẽ tạo ra
nhiều gốc điện tử tự do, chúng sẽ làm biến tính nhiều chất trong tế bào làm
hư hỏng vật chất di truyền của tế bào, DNA. DNA vốn được coi là bộ não
của tế bào, chúng chịu trách nhiệm điều phối sự lớn lên, sinh trưởng, sinh
sản, chuyển hoá và sinh tồn của tế bào, là trung tâm điều phối các hoạt động
chống lại sự tìm diệt của cơ thể và các thuốc sử dụng. Không có chúng, tế
bào ung thư sẽ chết.
Với tác dụng làm hư hỏng DNA, các chất phóng xạ có khả năng làm tế bào
ung thư chết dần dần, khối ung thư thì nhỏ dần không thể hồi phục. Hàng
loạt những bệnh nhân ung thư đã được sử dụng chất phóng xạ trong điều trị
ung thư máu (leukemia), ung thư tinh hoàn, ung thư buồng trứng, ung thư
gan, ung thư tuyến giáp, ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt...
Ngoài ra, người ta còn sử dụng phóng xạ trong lĩnh vực chẩn đoán. Một
trong các bệnh được ứng dụng khá tốt là nhồi máu cơ tim và bệnh Basedow.
Ở đây, người ta sử dụng chất phóng xạ là iốt. Đồng vị phóng xạ của iốt được
đưa vào cơ thể rồi chúng đến tụ tập nhiều tại tuyến giáp. Dùng một máy
chụp hình đặc chủng chụp lại hình ảnh phóng xạ của iốt, người ta sẽ biết là
iốt đi đâu. Máy chụp hình phóng xạ được gọi là máy xạ hình, còn phương
pháp này được gọi là phương pháp chụp xạ hình. Trong bệnh Basedow, sự
hấp thu iốt tăng lên một cách quá lớn vì có hiện tượng cường chức năng
tuyến giáp. Hầu như toàn bộ lượng iốt tiêm sẽ vào đây và trên cơ sở đó,
người ta chụp được một hình ảnh có đậm độ phóng xạ cao tại tuyến giáp.
Như thế, người ta chỉ việc nhìn cũng đủ biết là có bị bệnh tuyến giáp hay
không.
Sự ứng dụng mang tính đột phá có lẽ là trong công nghệ chẩn đoán hình ảnh.
Sử dụng các tia giống tia phóng xạ như tia X, tia gamma, người ta thu được
những hình ảnh sắc nét, rõ ràng của các cấu trúc bên trong cơ thể. Người ta
không những có khả năng nhìn xuyên thấu bên trong mà còn có thể dựng lại
các hình ảnh có không gian 3 chiều y như thật. Đó là các tia X được sử dụng
trong các phòng chụp Xquang, đó là các tia gamma, tia positron sử dụng
trong các máy CT, máy chụp MRI, PET... Giờ đây, việc thăm khám hay nhìn
tận trong cơ thể không còn là quá khó.
Đứng trước những gì mà chất phóng xạ đã và đang làm được, việc nói công
hay tội thật quả là khó công bằng. Ở đây, vai trò của chất phóng xạ là cứu
tinh hay là bóng ma của loài người, điều đó phụ thuộc vào cách hành xử của
chính con người chúng ta