A sugarak faggatása

Jóllehet, több mint száz év telt már el a radioaktivitás felfedezése óta, a sugárzó anyagokról hallva a legtöbb ember mégis megborzong, sőt egyfajta félelem fogja el. A Hirosimára és Nagaszakira ledobott atombombák, a különböző atomreaktor-katasztrófák ismeretében ez egyáltalán nem meglepő, de sok esetben teljesen alaptalan.

Az utóbbi években a különböző szlovákiai környezetvédő szervezetek masszív kampányba kezdtek a pozsonyi Károlyfaluban létesítendő ciklotronközpont ellen, s elérték az építési munkák lefékezését. Ez több szempontból is elszomorító. Egyrészt sok tucat szakember tisztességes igyekezetét és szakmai hitelét kérdőjelezték meg, másrészt a szóban forgó városrész lakóinak tájékozatlanságát kihasználva olyan közhangulatot keltettek, mintha legalábbis egy csernobili típusú (és perspektívájú) atomerőmű felépítéséről lenne szó. Szögezzük le rögtön, hogy a ciklotron nem a láncreakció nyomán fellépő maghasadás elvén működő berendezés, hanem olyan részecskegyorsító, amelyben körpályára állított különböző elemi részecskéket, esetleg kisebb atommagokat (elektront, protont, deutériumot, héliumot, kis protonszámú elemeket) gyorsítanak fel elektromágneses térben. Minden fordulat megtételekor megnő a részecskék sebessége és energiája, s amint ez eléri a szükséges értéket, a részecskéket valamilyen céltárgyra irányítják, amelyben lejátszódik a kívánt radiokémiai átalakulás. Ennek során rendszerint az egyik kémiai elemből egy másik kémiai elem keletkezik, amely gyengén sugároz. Az így előállított radioaktív izotópok (radionuklidok) felezési ideje általában percekben vagy legfeljebb órákban mérhető. Pl. a protonokkal bombázott nitrogénatomokból keletkező szénizotóp (11C) felezési ideje valamivel több mint 20 perc, a deuteronokkal bombázott szénatomokból létrejövő nitrogénizotóp (13N) mennyisége 10 perc alatt bomlik a felére, míg a mesterségesen sugárzóvá tett oxigénizotóp (15O) felezési ideje csupán 2 perc. Az ún. rövid felezési idejű izotópok között a 18-as fluórizotóp a „leghosszabb” életű, miután felezési ideje 110 perc. (A néhány órányi felezési idejű rubidium-, jód- vagy asztáciumizotópot is alkalmazzák diagnosztikai, illetve terápiás célból, de nem tartoznak témánkhoz, ezért nem foglalkozom velük.) Az imént felsorolt „bio-izotópokat” nemcsak a rövid felezési idő, hanem a kibocsátott sugárzás is összekapcsolja. Valamennyi ugyanis béta-bomló és pozitronokat küld a környezetébe. Ennek a gyenge sugárzásnak a detektálásán alapul egy olyan diagnosztikai eljárás, amelyet pozitron emissziós tomográfiának (rövidítve: PET-nek) neveznek. A PET egyike az izotópokat felhasználó korszerű orvosbiológiai képalkotó eljárásoknak. Az orvosi diagnosztikában alkalmazott képalkotó módszerek úttörője a röntgenvizsgálat volt, amely egy külső forrás sugarait használja fel a vizsgált testrész „átvilágítására”, s az átjutott sugarakat egy fényképezőlemezen regisztrálja. Az előhívott képet elemezve az orvos következtetni tud a személy egészségi állapotára, illetve a szervezetében végbement elváltozásokra. A röntgenvizsgálat viszonylag sok információt kínál, de komolyan megterheli a szervezetet. A röntgensugarak mellett hosszú ideig csak az ultrahangokat alkalmazták mint képalakotó módszert. A múlt század hetvenes éveinek elején jelent meg a számítógépes tomográfia (CT), amely ugyancsak röntgensugarakat alkalmaz, de jóval kíméletesebb módon és a beteget mintegy szeletekre vágva vizsgálja. Az így végigpásztázott testről egy számítógép segítségével áll össze a kívánt felvétel, amelynek kiértékelése nyomán a diagnózis sokkal pontosabb és részletesebb, mint a hagyományos módszerek esetében. Egy további, ugyancsak külső hullámforrást (és számítógépet) használó eljárás az orvosi diagnosztikába a múlt század nyolcvanas éveiben bevezetett nukleáris mágneses rezonanciás (NMR) képalkotó módszer, amely az előbbihez hasonlóan elsősorban a belső struktúrát vizsgálja. A szervezetet ez veszi igénybe a legkisebb mértékben, miután az „átvilágító médium” a mágneses tér, amelynek hatására megváltozik bizonyos atommagok rotációs momentuma. A hetvenes években vetették meg két további képalkotó diagnosztikai módszer: az egyfoton emissziós számítógépes tomográfia (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) és a már említett pozitron emissziós tomográfia alapjait is. Ezek az előbbiektől abban különböznek, hogy az elemzett sugarak nem áthaladnak a vizsgált testrészen, hanem maga a test sugározza ki azokat (emittálódnak). A SPECT-eljárásnál fotonokat, míg a PET esetében pozitronokat (pozitív elektronokat), pontosabban mondva: a radioaktív izotópokból kiszabaduló pozitronok és a környezetben található elektronok találkozása során keletkező gammafotonokat regisztrálnak. Ez a két módszer elsősorban a szervezet működéséről nyújt adatokat és a számítógépes összegezést követően képi információkat is. Az említett négy korszerű képalkotási eljárás közül a SPECT a legkevésbé tökéletes, de intenzíven fejlesztik.