Глава четырадцатая. ПОЛОНИЙ-210 КАК РАДИОТОКСИН. ДАННЫЕ РАДИОБИОЛОГИИ, ВАЖНЫЕ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ СЛУЧАЕВ ОТРАВЛЕНИЯ ЛИТВИНЕНКО И КОВТУНА

Глава четырадцатая. ПОЛОНИЙ-210 КАК РАДИОТОКСИН. ДАННЫЕ РАДИОБИОЛОГИИ, ВАЖНЫЕ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ СЛУЧАЕВ ОТРАВЛЕНИЯ ЛИТВИНЕНКО И КОВТУНА

Полоний-210, попадая в кровь, распределяется по внутренним органам неодинаково. Наибольшая его часть, 45 процентов, у человека концентрируется в печени. Сильно повреждаются почки и костный мозг.

Для преступных целей ни полоний-210, ни другие его изотопы в прошлом не использовались. Однако случаи отравлений полонием все же происходили, так как производство полония в прошлом было значительно выше, чем в настоящее время. В шестидесятых — семидесятых годах полоний, ранее применявшийся как «запал» для атомных бомб, стал также использоваться для генераторов электроэнергии на спутниках связи, а также для тепловых батарей «Луноход-1» и «Луноход-2». В электрические генераторы того времени в СССР загружалось 7700 кюри полония. В США изготавливались полониевые генераторы электроэнергии с загрузкой от 1500 до 2000 кюри. Они обеспечивали работу аппаратуры спутников в течение лунной ночи. В тепловых батареях луноходов содержалось до 40 тысяч кюри полония-210.

Большинство случайных отравлений полонием и другими радионуклидами происходило на радиохимических предприятиях атомной промышленности, и сведения о них не публиковались в открытой печати. Только в 2001 году в руководстве по радиационной медицине были опубликованы детали одного случая острой лучевой болезни с летальным исходом от поступления в организм полония, который произошел в 1954 году[20]. Тогда, 28 июня, произошла разгерметизация емкости, содержащей Ро-210, с выбросом полония в воздух рабочего помещения. Сотрудник сорока двух лет, имя которого не называется, работал в течение пяти часов в условиях очень сильной загрязненности воздуха радиоактивным аэрозолем и поглотил через легкие около 3 милликюри полония. Эта цифра была установлена по распределению полония в разных органах уже после смерти пострадавшего, последовавшей на тринадцатый день. Больной был доставлен в клинику Института биофизики АМН СССР уже на третий день после инцидента. К тому времени наиболее поврежденным органом были легкие, у него развились одышка и пневмония. На шестые-седьмые сутки появились сыпь и геморрагический синдром кровоизлияния в кожу, слизистые оболочки и другие симптомы. Летальный исход наступил при явлениях дыхательной и сосудистой недостаточности. Причиной смерти были двустороннее воспаление легких и генерализованный геморрагический синдром из-за повреждения микроциркуляторного русла — капилляров.

Это был единственный до смерти Литвиненко случай острой лучевой болезни, описанный в научной литературе. А вот еще несколько случаев смерти от загрязнения полонием, которые упоминались в общей прессе. Нобус Ямада (Nobus Yamada), японский ученый, работавший в лаборатории Марии Кюри, скончался в 1927 году, Ирен Жолио-Кюри (Irene Joliot Curie), дочь Марии Кюри, умерла в 1956 году. Профессор Института Вейцмана в Израиле Дрор Садех (Dror Sadeh) и его коллеги, профессор Ехуда Волфсон (Yehuda Wolfson) и профессор Амос де Шалит (Amos de Shalit), погибли не от лучевой болезни, а от «отдаленных» последствий альфа-радиации, от лейкозов, развившихся через несколько месяцев или даже лет после загрязнения полонием. Его утечка поизошла в Институте Вейцмана в 1957 году в секретной лаборатории, сотрудничавшей с американской Комиссией по атомной энергии. Дрор Садех, загрязненный больше других, умер через несколько месяцев от рака. Профессор Волфсон, руководитель лаборатории, умер через несколько лет, также от рака. Профессор Амос де Шалит скончался от лейкоза в 1969 году, через 12 лет после попадания неизвестной дозы полония в его организм. Медицинский контроль за всеми сотрудниками этой лаборатории осуществлялся несомненно и в последующие годы. Можно предполагать, что Александр Гольдфарб, который работал в этом институте в 1975–1980 годах, знал эту историю.

В советской медицинской литературе описаны два случая коллективного загрязнения полонием-210 детей. Данные по первому из них опубликованы в журнале «Медицинская радиология» А. К. Гуськовой с соавторами в 1964 году[21]. Гуськова в 1986 году была главным радиологом знаменитой больницы № 6 в Москве, лечившей пострадавших в Чернобыле, а в год выхода статьи работала в больнице засекреченного центра по производству оружейного плутония и других радиоактивных материалов — «Челябинск-40» (ныне г. Озерск). Поэтому можно предположить, что случай отравления подростков полонием произошел именно там, но точная дата не сообщается. Четверо подростков «самовольно похитили и вскрыли» ампулу смеси полония и бериллия, содержавшую 4 кюри полония в расчете на радиоактивность. Это была огромная доза в 150 гигабеккерелей. Такая ампула является «запалом» атомной бомбы и дает мощное нейтронное излучение. Полоний-210 поступал в организм детей с загрязненных кожных покровов рук «через желудочнокишечный тракт и органы дыхания». Их доставили в больницу только через 21 день, и поэтому все наблюдения были начаты с большим опозданием. Определялось выведение полония с мочой и калом и на этом основании устанавливались приблизительные дозы. Они оказались небольшими — от половины до 11 микрокюри. Первоначальные дозы и степень облучения нейтронами оставались неизвестными. С калом выделялось в 10–20 раз больше полония, чем с мочой. Курс лечения включал внутримышечные инъекции антидота — унитиола и переливания крови, а наблюдение за пострадавшими продолжалось полтора года. Лишь у одного из подростков с максимальной дозой наблюдались диффузное расширение сосудов носа и зева, увеличение печени и небольшие изменения почек.

В 1969 году в том же журнале «Медицинская радиология» был описан аналогичный случай, когда десять детей в возрасте от шести до пятнадцати лет имели контакт с полониево-бериллиевым источником. Полоний-210 поступил в организмы через желудочно-кишечный тракт и органы дыхания, причем в больших количествах, чем в случае, наблюдавшемся А. К. Гуськовой. Дети были помещены в больницу с большим опозданием, и содержание полония в их органах определялось через 2, 9, 21 и 46 месяцев после загрязнения. По динамике выделения полония было определено, что его максимальная доза в организме составляла 113 микрокюри. Двое из пострадавших получили дозы в 47 и 13 микрокюри, остальные — от 4 до 0,28 микрокюри. Через 9 месяцев в организмах детей оставалось лишь около одного процента первоначальной дозы. Выделение полония с калом происходило в 20–40 раз интенсивнее, чем с мочой. Детей лечили антидотом — унитиолом, мочегонными, желчегонными и гемостимулирующими средствами. Только у одного из пострадавших, поглотившего 113 микрокюри полония-210, наблюдались, начиная с пятой недели, признаки слабой формы лучевой болезни — точечные геморрагии на голенях и увеличение печени. Не исключено, что у этих детей могли быть отдаленные последствия от действия полония, например в форме лейкоза, что становится очевидным лишь через 10–15 лет. Однако наблюдений за ними в течение столь длительного периода не велось. Это исследование проводилось группой сотрудников Харьковского института медицинской радиологии[22]. Однако конкретное место, где произошло загрязнение детей, не сообщается. Было подсчитано, что у мальчика десяти лет, получившего максимальную общую дозу в 4 мегабеккереля, доза в 6 рад приходилась на костный мозг, в 20 рад — на печень и в 30 рад — на почки. Функциональные повреждения органов начинаются примерно с уровня в 100 рад, а доза в 400 рад является для костного мозга уже летальной.

В опытах на животных данные о летальных дозах очень разнообразятся. Однако на основании экспериментов, проводившихся на крупных животных, собаках и обезьянах, в настоящее время принято считать, что дозы от 100 до 300 мегабеккерелей полония-210, поступившего в кровь, то есть от 3 до 10 милликюри, могут вызвать смерть взрослого человека со средним весом 70 килограммов в течение одного месяца. Но при попадании полония-210 в организм с пищей — это соответствует 1–3 гигабеккерелям (от 30 до 100 милликюри) или даже больше, так как в кровь из загрязненных полонием-210 продуктов попадет лишь 10 процентов радиоизотопа[23]. Полоний является токсином только благодаря альфа-излучению. 1 гигабеккерель активности соответствует 1 микрограмму хлорида полония.

Полоний-210 выделяется из организма главным образом вместе с желчью, через кишечник, то есть благодаря функции печени. Выделение с мочой составляет не более 5—10 процентов от выделения с калом. На третьем месте находится выделение с потом, через кожу. При попадании в легкие часть полония перемещается в ротовую полость и попадает в кишечный тракт или выделяется из легких с мокротами наружу. При поступлении полония-210 с пищей в кровь всасывается не более 5—10 процентов изотопа. Кишечник, чувствительный к гамма- и бета-радиации, мало повреждается альфа-радиацией. Проходя в ткани лишь 30–40 микронов, альфа-частицы не достигают делящихся стволовых клеток кишечной стенки, находящихся на наружной поверхности кишечника.

Основные данные о скорости выделения полония у человека были получены не в тех немногих исследованиях случайных отравлений, а в работах с добровольцами, которые соглашались принять внутрь небольшие и неопасные количества радиоактивных препаратов. В период 1950—1960-х годов, когда способность радиоактивных веществ вызывать генетические повреждения клеток и увеличивать шансы раковых заболеваний еще не была изучена, эксперименты с вводимыми добровольцам небольших количеств радиоактивных соединений были распространены достаточно широко. Полоний-210 и некоторые другие изотопы полония с более коротким периодом полураспада применялись и в антираковой терапии. Это было оправдано в тех случаях, когда ни оперативное вмешательство, ни внешнее облучение не могли применяться. Это касалось, например, метастазов опухолей в печени и миелоидных лейкозов. Применение полония-210 для лечения таких форм рака проводилось, в частности, в Онкологическом центре в Москве и в радиологических клиниках разных стран, но лишь в 60-е и 70-е годы, обычно на последних стадиях болезни. Выздоровлений не наблюдалось.

Опубликованные недавно обобщенные данные по радиотоксичности полония показывают, что из тех 10 процентов, которые поступают в кровь из загрязненной радиоизотопом пищи, за 30 дней из организма удаляется около половины всей радиоактивности. При этом главной системой удаления полония является желчеобразование. Печень поэтому освобождается от радиоактивности быстрее других органов. Из почек удаление полония идет медленно, а в коже изотоп продолжает накапливаться за счет других органов[24]. Через 2–3 месяца кожа содержит почти половину всего полония, оставшегося в организме. Эта картина обнаруживается и при других отравлениях тяжелыми металлами, например свинцом и ртутью, так как они очень плохо фильтруются через почки. Почки приспособлены к удалению токсических веществ, которые образуются в организме. Печень является органом детоксификации ядов из внешней среды, которые нередко повреждают и клетки самой печени.

В коже полоний-210 накапливается главным образом в волосяных мешочках и фолликулах. Он повреждает делящиеся клетки, которые обеспечивают рост волос. Поэтому волосы через 10–15 дней или позже начинают выпадать вместе с нагруженными полонием клетками волосяных сумок. Именно это явление вызывает загрязнение полонием подушек, матрасов кроватей и других объектов. Как известно, в Германии, в Гамбурге, полоний-210 был обнаружен в кровати, на которой спал друг Лугового Дмитрий Ковтун, останавливавшийся 28–30 октября 2006 года на пути в Лондон. Эти загрязнения были явно от уже начинавших выпадать волос. Немецкая полиция быстро открыла дело «О нелегальном провозе через Германию радиоактивных веществ», которое не было закрыто и через год. Это было поспешное и неразумное решение, сделанное без тщательного радиационного обследования. Ковтун был заражен полонием в середине октября либо через желудочно-кишечный тракт, либо через легкие. Может быть, это произошло еще раньше. Все места в Лондоне, которые он посетил 15 и 16 октября — офисы, рестораны и номера гостиниц, содержали следы полония альфа-радиации.

Это же относится и к Луговому, полониевые следы которого также были обнаружены в некоторых местах после его приезда в Лондон в середине октября. Поскольку эти открытия радиоактивности были сделаны почти через полтора месяца, то тщательное, точечное, а тем более авторадиографическое обследование загрязненных объектов могло бы, наверное, обнаружить радиоактивные волосы, оставшиеся на одеялах, диванах, коврах даже после многих чисток пылесосом. Волосы особенно трудно удаляются из ковров — каждый человек, когда-либо имевший собаку, это хорошо знает.

Радиоавтография является намного более чувствительным методом обнаружения полония-210, чем сцинтилляционные переносные счетчики, применявшиеся полицией. Внутриклеточный полоний (в клетках кожи и волосяных сумках) остается локализованным благодаря оболочкам клеток, тогда как следы полония от выделения пота, мочи или мокрот подвергаются «расползанию», вызванному самим альфа-излучением. Крупная альфа-частица, выбрасываемая с большой энергией, сильно отталкивает остаточный атом свинца и соседние атомы полония по принципу «отдачи». В радиочувствительной пленке, которую просматривают под микроскопом с увеличением в 500–700 раз, обнаруживаются звездообразные «треки» разброса альфа-частиц и атомов полония, и они растут при увеличении сроков экспозиции пленок с загрязненной поверхностью. Насколько мне известно, радиоавтографические методы идентификации следов полония не были использованы ни немецкой, ни британской полицией.

Степень адсорбции полония-210 из пищи в кровь на уровне 10 процентов является условной величиной. В случае потребления полония в очень небольших количествах вместе с естественными продуктами, относительно более богатыми полонием, например мясом северных оленей, питающихся лишайниками, или мясом крабов и устриц, коэффициент усвоения полония значительно выше. Полоний, добавленный в пищу в форме солей, проникает в кровь очень плохо, этот показатель составляет 6 процентов для хлоридов и 5 процентов для нитратов. Поскольку коммерческие препараты полония, продаваемые радиохимическими компаниями лабораториям, стоят недешево, почти во всех исследованиях последних десяти лет по токсикологии полония растворы полония вводились животным (мышам, крысам, собакам, бабуинам, морским свинкам) путем внутривенных инъекций, то есть сразу в кровь. Летальные дозы для разных животных определялись путем внутривенных инъекций, так как в этом случае возможна была определенная точность. Именно этим можно, наверное, объяснить неверный расчет летальных доз и необходимость вторичного отравления Литвиненко, Ковтуна и Лугового. Преступники, очевидно, ориентировались на данные, полученные на животных и доступные в Интернете. Очень слабое поступление полония из кишечника в кровь было обнаружено в исследования 50—70-х годов, которые нельзя изучить через Интернет.

Применение полония-210 для ликвидации нескольких человек было исключительно сложной задачей, которая была не под силу даже группе людей, не имеющих представления о радиоактивных веществах и радиобиологии. Должен был существовать какой-то сценарий и рассчитаны дозы токсичности для перорального и ингаляционного вариантов. Пока нет никаких доказательств того, что не использовался аэрозоль полония, по крайней мере, в октябре. Однако маловероятно, что в подготовке отравлений участвовали люди, имевшие реальный опыт работы с полонием. В настоящее время с радиоизотопами работают сотни тысяч людей. Но поскольку полоний имеет очень ограниченное применение в экспериментальных работах с животными, во всех странах мира работают с ним, наверное, не больше 150–200 радиобиологов, в основном там, где имеется развитая атомная промышленность или добыча урана. Среди всей «полониевой» тематики доминируют проблемы детоксификации, то есть способов ускоренного выведения полония из организма. Каких-либо других проблем для радиобиологии полония в последние годы не было. Изучение токсикологии полония также сильно сузилось, так как производство и применение полония сведены к минимуму. От 1980 к 2007 году число публикаций по радиобиологии, радиохимии и токсикологии сокращалось. Прекратилось изучение полония в онкологии. Среди «полониевой» тематики в настоящее время доминируют исследования по экологии природных изотопов полония в различных биоценозах.

Если взять минимальную летальную дозу полония-210 в 3–4 милликюри, то она соответствует дозе для внутривенного или ингаляционного введения. При добавлении такого количества полония в заварочный чайник, то есть способом, использование которого «открыто» Скотленд-Ярдом, в кровь жертвы попадает лишь 4–5 процентов полония или меньше, так как чайник рассчитан на несколько чашек. «Летальная» доза влечет за собой лишь 50 процентов смертности. Поэтому для гарантированного покушения следовало иметь не менее 100 милликюри полония или даже больше. Технически осуществить такой замысел очень трудно, так как коммерческий полоний-210 продается научным лабораториям и в Европе, и в США в форме раствора в концентрированной азотной кислоте. До сравнительно недавнего времени кислотные растворы полония можно было заказать в фирмах: М. G. Р.-АЕА Technology в Чехии, Braunschweig в Германии и Amersham-Buchler в Великобритании. Сильный кислотный раствор не подходит, естественно, для добавления в чай. Нельзя исключить, что для данного конкретного преступления полоний был заказан в какой-либо иной форме, например в растворе с органической кислотой. Производство коммерческого полония для научных лабораторий сейчас настолько ограничено, что проверка всех каналов движения расфасованных в ампулы или контейнеры дозированных порций полония в сентябре — октябре 2006 года не представляла неразрешимой проблемы, так как в течение этого периода вряд ли было больше двадцати-тридцати заказов. Изготовление полония по полному циклу — от висмута до дозированной ампулы раствора Ро-210 — вне уже существующих радиохимических предприятий невозможно, тем более за такой короткий срок.

Поскольку полоний, попавший в организм, подвергается перераспределению между органами и тканями в течение недель и месяцев, данные радиационных измерений в лабораторной фазе пост-мортем могли установить ориентировочные даты первичного и вторичного отравлений. Однако данные пост-мортем пока засекречены.

Пока нет и сообщений о тех дозах полония-210, которые были обнаружены при обследовании Скарамеллы, Лугового и Ковтуна. В октябре 2007 года, во время визита в Институт биофизики в Москве, при котором находится больница № 6, мне удалось получить информацию о том, что дозы полония в организмах Лугового и Ковтуна в период их обследования здесь в декабре 2006 года «не представляли опасности для их жизни» и что «лучевая болезнь» не диагносцировалась. Конкретные величины доз, которые, безусловно, рассчитывались, остаются засекреченными. Но ущерб здоровью был, а опасность «отдаленных последствий» остается на всю жизнь.

При радиационных поражениях организма от внешних гамма-источников или рентгеновского излучения та или иная, сублетальная или летальная, доза может быть получена мгновенно. Острая лучевая болезнь развивается постепенно, в результате первоначальных повреждений органов и тканей. Никаких радиоизотопов в организме нет, но лучевая болезнь прогрессирует, и все стадии этого процесса достаточно хорошо изучены. При попадании радиоизотопов внутрь организма степень облучения органов, выражаемая в тех или иных величинах, беккерелях, берах, радах или греях, нарастает постепенно. Симптомы лучевой болезни появляются постепенно и последовательно. В первую очередь признаки поражения появляются в тканях, состоящих из интенсивно делящихся клеток, таких, как костный мозг, селезенка, наружные слои кишечной стенки и т. д., так как делящиеся клетки являются самыми чувствительными к радиационному повреждению.

Другие радиоизотопы ведут себя иначе. Радиоактивный цезий, как аналог калия, повреждает мышечные ткани. Радиостронций, как аналог кальция, откладывается в костях и повреждает главным образом костный мозг. Радиоактивный йод избирательно накапливается в щитовидной железе. Полоний-210 накапливается в органах выделения, быстрее всего в почках, затем в печени и коже. Поскольку выделение полония происходит медленно, то так называемая «дозовая нагрузка» на ткани постоянно растет. При полониевом отравлении критическим органом оказываются почки.

Было подсчитано, что при попадании в организм 1 гигабеккереля полония-210 и при 10 процентах его поступления из кишечника в кровь к тридцатому дню после отравления аккумулированная доза на почки составляет 39 грей или 3900 рад. Печень аккумулирует 25 грей, а кишечник только 1 грей. Аккумулированная доза на костный мозг к тридцатому дню равна 4,8 грея. Повреждение костного мозга более заметно, так как почти прекращается кроветворение. Но функции почек также нарушаются. Эти расчеты сделаны группой ученых из Великобритании и США специально для того, чтобы показать, как мог распределиться полоний-210 в организме Литвиненко. Соответствуют ли они реальным данным «пост-мортем», пока неизвестно. Повреждений мышц, сердца, мозга, артерий при отравлении полонием почти нет. Литвиненко, как известно, умер от инфаркта. Поэтому не исключено, что в этом случае, как и в случаях Ковтуна, Лугового и Скарамеллы, гарантированной летальной дозы полония в его организме не было. Если бы диагноз полониевого отравления был поставлен вовремя и были бы начаты инъекции препаратов, которые ускоряют выведение полония из организма в три-четыре раза, то смерть могла бы не наступить.