Продолжая исследование, которое началось в 1980-х под лидерством физика Серджио Мэскэренхаса, Профессора в Университете Сан-Паулу (USP), бразильские ученые опубликовали статью в журнале PLOS ONE, описывающем метод точного измерения радиационной дозы, поглощенной костями жертв ядерных бомб, сброшенных на Японию.Расследование проводилось во время постдиссертации Анджелы Киношиты, в настоящее время преподаватель в Universidade делает Саградо Коракао в Бауру, государстве Сан-Паулу. Ее наблюдателем был тогда Освальдо Баффа, Профессор в Университете Школы Рибейран-Прету Сан-Паулу Философии, Науки & Писем (FFCLRP-USP).
«Мы использовали технику, которая, как известно как электронная спектроскопия резонанса вращения, выполнила ретроспективную дозиметрию. В настоящее время есть возобновившийся интерес к этому виду методологии из-за риска террористических атак в странах как Соединенные Штаты», сказал Бэффа.
«Предположите, что кто-то в Нью-Йорке, закладывающем обычную бомбу с небольшим количеством радиоактивного материала, придерживался взрывчатого вещества. Методы как это могут помочь определить, кто был подвергнут радиоактивным осадкам и нуждается в лечении».Как Киношита объяснил, исследование уникально, поскольку оно использовало образцы человеческой ткани от жертв бомбы, сброшенной на Хиросиму.
«Были серьезные сомнения относительно выполнимости использования этой методологии, чтобы определить радиационную дозу, депонированную в этих образцах из-за процессов, вовлеченных в эпизод», сказала она. «Результаты подтверждают его выполнимость и открывают различные возможности для будущего исследования, которое может разъяснить детали ядерного удара».Оборудование, используемое в расследовании, было куплено во время проекта, скоординированного Baffa, и поддержало Исследовательский фондом Сан-Паулу – FAPESP.Происхождение
В 1970-х, когда он преподавал в Университете Института Физики Сан-Карлуса Сан-Паулу (IFSC-USP), Мэскэренхас обнаружил, что рентген и озарение гамма-луча сделали человеческие кости слабо магнитными. Явление, известное как парамагнетизм, происходит, потому что гидроксиапатит (прозрачный фосфат кальция) в минеральной части костной ткани поглощает ионы углекислого газа, и когда образец освещен, CO2 теряет электроны и становится CO2-.
Этот свободный радикал служит маркером радиационной дозы, полученной материалом.«Я обнаружил, что мы могли использовать эту собственность выполнить радиационную дозиметрию и начали использовать метод в археологическом датировании», Мэскэренхас вспомнил.Его цель в то время состояла в том, чтобы вычислить возраст костей, найденных в sambaquis (навозные кучи, созданные оригинальными жителями Бразилии как насыпи обломков моллюска, скелеты доисторических животных, человеческие кости, камень или посуда кости и другой мусор) на основе естественной радиации, поглощенной за века через контакт с элементами, такими как торий, которые присутствуют в песке на побережье.
На основании этого исследования он был приглашен преподавать в Гарвардском университете в Соединенных Штатах. Перед отъездом в США, однако, он решил поехать в Японию, чтобы попытаться получить образцы костей от жертв ядерных бомб и проверить его метод на них.
«Они дали мне челюстную кость, и я решил измерить радиацию тут же в Университете Хиросимы», сказал он. «Я должен был доказать экспериментально, что мое открытие было подлинным».Mascarenhas преуспел в том, чтобы демонстрировать, что дозиметрический сигнал мог быть получен из образца даже при том, что технология была все еще элементарной и не было никаких компьютеров, чтобы помочь обработать результаты.
Исследование было представлено на Встрече годовых колебаний американского Физического Общества, где это произвело сильное впечатление. Mascarenhas принес образцы в Бразилию, где они остаются.«Были основные улучшения инструментовки, чтобы сделать его более чувствительным за прошлые 40 лет», сказал Бэффа. «Теперь, Вы видите в цифровой форме обработанные данные в столах и графах на мониторе. Базовая физика также развилась до такой степени, что Вы можете моделировать и управлять сигналом от типовых использующих вычислительных методов».
Благодаря этим достижениям он добавил в новом исследовании, было возможно отделить сигнал, соответствующий радиационной дозе, поглощенной во время ядерного удара от так называемого второстепенного сигнала, своего рода шумовые ученые подозревают, возможно, следовал из перегревания материала во время взрыва.«Второстепенный сигнал – широкая линия, которая может быть произведена всевозможными вещами и испытывает недостаток в определенной подписи», сказал Бэффа. «Дозиметрический сигнал спектральный. Каждый свободный радикал резонирует в определенную точку на спектре, когда выставлено магнитному полю».
МетодологияЧтобы сделать измерения, исследователи удалили части масштаба миллиметра челюстной кости, используемой в предыдущем исследовании. Образцы были снова освещены в лаборатории, используя технику, названную совокупным методом дозы.«Мы добавили радиацию к материалу и измерили повышение дозиметрического сигнала», объяснил Бэффа. «Мы тогда построили кривую и экстраполировали от этого начальную дозу, когда сигнал был, по-видимому, нолем.
Этот метод калибровки позволил нам измерить различные образцы, поскольку каждая кость и каждая часть той же самой кости имеет различную чувствительность к радиации, в зависимости от ее состава».Благодаря этой комбинации методов они смогли измерить дозу приблизительно 9,46 серых оттенков (Gy), который высок с точки зрения Бэффы. «Приблизительно половина той дозы, или 5 Гр, фатальная, если все тело выставлено ему», сказал он.Стоимость была сопоставима с дозами, полученными другими методами, относился к небиологическим образцам, таким как измерение люминесценции кварцевых зерен, существующих в кирпиче и фрагментах плитки крыши, найденных в разрушенных бомбами местностях.
По словам авторов, это было также близко к результатам биологических техник измерений, примененных в долгосрочных исследованиях, используя изменения в ДНК оставшихся в живых в качестве параметра.«Измерение, которое мы получили в этом последнем исследовании, более надежно и современно, чем предварительное открытие, но я в настоящее время оцениваю методологию, это приблизительно в тысячу раз более чувствительно, чем резонанс вращения.
У нас будут новости через несколько месяцев», Мэскэренхас предсказал.