Chất phóng xạ: Hủy diệt hay cứu thế?

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..

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 4,4km ². 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.