Ядерные бананы
В самый обычный калифорнийский день в супермаркет, что на Университетской авеню в Беркли, зашёл необычный покупатель. На нём был плащ цвета июльского тумана, а правая нога его заметно хромала. Вместе с посетителем, вытеснив только что прокондиционированный воздух, в магазин ворвался несколько потусторонний, химический запах. Но нельзя сказать, чтобы работники магазина не привыкли к подобным чудесам. В конце концов, это был калифорнийский магазин.
С решительностью, с какой мы возвращаемся к себе домой, незнакомец прошествовал по фруктовым рядам и остановился возле прилавка с бананами. В его руке сам собой возник приборчик, который помощник раскладывателя фруктов и овощей Джонни Крикет принял поначалу за телефон. Казалось, будто въедливый посетитель сканирует штрих-коды на каждом банане, выбирая особое лакомство для семейного ужина. А выбирать было из чего. Магазин был дорогой, а потому либеральный, и каких только бананов в нём не было: жёлтые, как хрустящий пластик, мексиканские бананы; короткие и непритязательные гватемальские бананы; ядовито-зелёные бананы коста-риканские; покоричневевшие от долгой дороги эквадорские; никому неведомый сорт китайских бананов, который никто раньше в этом магазине не видал, по цене $8.88 за фунт; и даже бананы в крапинку с острова Окинава, больше похожие на тыквы. Но взыскательный покупатель, тщательно обследовав каждый банан, только качал головой, и Джонни не мог понять, когда случилась подмена, но только в руках незнакомца оказался уже не телефон, а увесистая книга, наверняка целая энциклопедия, а может, и учебник.
Ох уж эти книгочеи. Джонни Крикет знал: если покупатели в костюме пришли с книгой, жди скандала. И потому помощник раскладывателя фруктов и овощей уже диффундировал в банановый ряд, неуклюже расталкивая в тесном проходе ухоженную даму, выбиравшую себе баклажан потвёрже для вечернего рагу.
- Сэр, сэр, я могу вам чем-нибудь помочь? - окрикнул Джонни хромого гостя.
- Возможно. Я хочу купить самые радиоактивные бананы, какие у вас только есть.
Покупательская масса, столь плотная в этот час, отшатнулись от незнакомца, как от зачумлённого, создав вокруг него кольцо человеческого вакуума. Почтенная покупательница украдкой выложила из своей тележки бананы и пристроила их в лоток с экзотическими фруктами киви. И только помощник раскладывателя Джонни Крикет сохранил на своём лице маску профессионализма и, будто он всю жизнь только и делал, что торговал радиоактивными бананами, ответил возмутителю порядка:
- Нету у нас радиоактивных бананов. Отродясь не было. Зачем вам радиоактивные, не понимаю. Возьмите эквадорские.
Но незнакомец столь хитровато прищурил глаз, что лицо его перерисовалось, и за какую-нибудь десятую секунды вдруг стало и не его лицо:
- В эквадорских слишком много сахару. Так вы готовы богом поклясться, что все ваши бананы не содержат радиоактивный изотоп калий-40?
Сотрудник магазина смутился, и последние поползновения сладкой улыбки испарились с его губ.
- Никакого калия в наших бананах нет! - неприлично громко начал оправдываться Джонни. - Чтоб мне за Трампа проголосовать, если есть. Я их сегодня утром вымыл. С мылом. И с санитайзером.
- Знаем, как вы хорошо бананы моете. Ну зачем вы лжёте о том, в чём ни нейтрино не понимаете? Калий ведь внутри бананов, а не снаружи. Смотрите сами.
В руках посетителя вновь оказался телефон, на экране которого высветилась питательная информация с сайта супермаркета:
- Наименование: Банан коста-риканский. Состав: банан. Размер порции: один средний банан (118 г), - зачитывал он. - Энергетическая ценность: 105 ккал. Это не тот «кал», который я ищу. Так, жиры, белки - это неинтересно. Натрий. Калий. 422 мг калия. Я повторяю для тех, кто не верит в науку: четыреста двадцать два миллиграмма калия в одном среднем банане. Что, братец, есть калий в бананах? - спросил он Джонни Крикета.
- Есть калий, - согласился тот упавшим голосом.
- А теперь откроем книгу.
Джонни так и знал, что без книги не обойдётся. На странице будто в босховском аду скакали формулы, жуткие аппараты для чёрт знает какой перегонки, а больше всего было значков радиационной опасности. Между ними, как душа грешника, располагалась картинка бананов.
Незнакомец тем временем продолжал свою то ли лекцию, то ли проповедь.
- Где бананы, там и калий. А где калий, там и калий-40. А где калий-40, там и радиоактивность. Содержание этого радиоактивного, - он так надавил на слово «радиоактивного», что внутри Джонни что-то хрустнуло, - неустойчивого изотопа составляет одну сотую процента, то есть в одном банане содержится около, чего греха таить, 40 микрограммов радиоактивного калия-40. Прошу заметить, что в составе любого и каждого банана, - незнакомец схватил с прилавка один из мексиканских бананов и угрожающе направил его на толпу. - Эрго, все бананы радиоактивны, что и требовалось доказать.
- И вы ещё называетесь органическим магазином, ай-ай-ай, - раздался позади Джонни осуждающий окрик. - В книгах врать не будут.
- Ничего не понимаю, - бормотал помощник раскладывателя, который так смутился и сжался, что сам стал не более банана. - А как же наши доблестные агропатрули на въезде в штат? Как недоглядели, недодетектировали, как могли пропустить?
- Граница дырявая, вот что, - заметил из толпы чей-то сиплый голос и добавил ещё пару хлёстких комментов на смеси калифорнийского с великорусским.
Калифорнийцы - народ толерантный, но если дойдёт до искоренения несправедливостей, то только держись. И быть помощнику раскладывателя фруктов и овощей битым, если бы из неприметной двери не выплыла громада, перед которой расступались все посетители и работники магазина. Никто не мог понять, мужчина это или женщина, ну да оно впрочем и не важно, так как громада имела чин старшего менеджера.
- Проблемы? - пробасила громада, нависнув над хромым посетителем, как балансирующая скала.
Но тот не растерялся, распахнул свой туманный плащ и махнул бейджиком с устрашающей эмблемой:
- КалРадНадзор, - прокричал незнакомец. - Отзываем белорусские бананы. Как, вас не предупредили?
Джонни Крикет открыл рот, чтобы продемонстрировать свои познания в географии, но, так как таковых не обнаружилось, поспешил его закрыть и сделал вид, что зевает.
- Господин инспектор, простите, не было времени разглядеть ваши имя и фамилию, полноте, разве в Беларуси растут бананы? - удивился старший менеджер.
- Если очень надо, в Беларуси всё растёт. Это одна из ведущих банановых держав в мире.
И прежде чем собравшиеся успели переварить эту информацию, таинственный посетитель выудил из нагрудного кармана пиджака тонкий магический фонарик и направил его в сторону гватемальских бананов. В беспристрастном свете его луча бананы вздулись синими фосфорическими пятнами.
Все обитатели магазина замерли статуями, а затем заплакал младенец в переноске, заскулила собака, зазвонил чей-то телефон.
- Этого я и боялся, - прорвался сквозь какофонию ужаса грозный голос незнакомца. - Видите этот прибор? Это телефон, переоборудованный в счётчик Ай-Гейгера. Прошу всех запомнить, что радиационный фон составляет 120 нанозивертов в час или, в внесистемных единицах, 12 микрорентген всё в тот же час. Сейчас мы устроим контрольную проверку ваших бананов.
- Стойте, - менеджерское тело остановило занесённую руку посетителя. - Не надо проверок. Лучше скажите, как нам их теперь правильно утилизировать?
После сих слов посетитель достал из кармана своего такой бумажный пакет, что если бы слоны несли яйца и те продавались в супермаркетах, то, верно, два или три слоновьих яйца поместились бы в пакет, который из своего кармана достал посетитель. Как торнадо, сносящий крыши оклахомских домишек, провёл он могучей дланью по банановым рядам, наполняя свой циклопический пакет.
И не успел Джонни Крикет повести носом, как супермаркет обезбананил. Лишь сиротливая табличка «Отозвано» со знаком радиационной опасности указывала место, откуда столь стремительно смело жёлтых гостей с юга. Да одна бдительная покупательница, которая на беду человечества оказалась влиятельным инфлюэнсером по гастрономической части, добавила на свою страничку в одной популярной соцсети фото синих бананов, таблички «Отозвано» и шифрованное послание:
***
В национальной LL лаборатории полный профессор Хамфри Форвард, 39,96 лет от роду, весом 70,0 кг и ростом 1807 мм, вкушал банан с видом истинного философа. Его накрахмаленный лабораторный халат был завязан в невероятную салфетку, а загорелые руки проворно орудовали стальным шпателем и особой мельхиоровой вилочкой, которую его дед привёз с банкета у шведского короля. Отрезав тонкий, не толще мизинца кусочек, он откладывал вилочку, переворачивал шпатель и другим его концом мазал отрезанный банановый ломтик вязкой субстанцией, которая одновременно напоминала мёд, лимонный джем и силиконовую смазку.
Профессор вкушал банан никуда не торопясь, подолгу смакуя и разжёвывая каждый кусочек, потому что он потреблял продукт правильно, вместе со шкурой. Он предавался осуждающим размышлениям о том, сколь неправильно едят бананы нынешние татуированные зумеры и хипстерки с кольцами в носу, которые глотают на ходу, спорят до посинения, как правильно чистить банан, заказывают в интернете специальные бананочистки и изобретают роботов по снятию с банана кожуры, лицемерно утверждая при этом, что они за уменьшение пищевых отходов. Дураки и не знают, что в кожуре содержится самый ценный эликсир. Профессору вспомнился дурацкий анекдот о том, почему блондинка не съела банан, и он принял давно откладываемое решение перестать игнорировать девушку с короткими рыжими волосами на голове и с блокнотом и карандашом в руках, вот уже пять минут отражавшуюся в трёхгорлой колбе с медленно закипавшим на профессорском столе чаем.
- Вам нужна шутка для университетской первоапрельской рассылки, мисс Блэкберри? - спросил он, не оборачиваясь.
- Профессор… Как вы догадались, по какому я вопросу?
- Вы пять, нет, уже шесть минут переминаетесь с ноги на ногу за моей спиной, значит, дело безотлагательное. Но о пятничном экзамене вы бы вспомнили не раньше вечера четверга. Я связал одно с другим и заключил, что вам снова хочется спустить науку на уровень публики и выставить её как нечто, способное вызвать улыбку.
- Извините, профессор Форвард, но год назад вы потребовали, чтобы в следующий раз я вначале получила одобрение на шутку у вас, прежде чем сделаю очередную глупость. Я не хотела вас беспокоить, помня, что когда вы едите банан, вы заняты решением задач.
- Задача оказалась сложнее, чем на один банан, но я вас не извиняю. Вы сбили мой поток мыслей, так что достойны шутки. Что ж, напишите, что президентом стал Дональд Трамп и на фундаментальную науку больше не выделяют денег. Поэтому мы все увольняемся, а последнюю зарплату забираем продукцией нашей лаборатории. Тем, кто знает, чем мы тут с вами занимаемся, будет очень смешно.
- Нет, нам нужно что-нибудь научно-правдоподобное, с образовательным уклоном, а не ужастики в стиле Стивена Кинга. И, пожалуйста, без политики, если это только возможно. Что-нибудь, бытовое, что для простого человека с улицы ближе к телу, - Эшли Блэкберри сделала непроизвольный жест, который заставил профессора, наконец, развернуться к ней лицом.
- Прекрасно, коллега, знаете ли вы, какой изотоп ответственен за 85% радиоактивности человеческого тела?
- Двести тридцать восьмой уран? - запнулась девушка, не ожидавшая спонтанного теста. - А нет, как его, радон, не помню который.
- Нет-нет-нет, человеческого тела, а не общего радиационного фона. Откуда в здоровом теле радон?
- Радон - газ. Он образуется как один из продуктов распада природного урана, просачивается сквозь трещины в камнях, и мы его вдыхаем.
- Стойте-стойте. Допустим, что мы всё хорошо провентилировали и радона не вдыхаем. В любом случае это альфа-распад, который целиком и полностью остаётся внутри нас. Меня же интересует, за счёт чего человеческое тело излучает во внешнюю среду. Почему люди радиоактивны?
- Да разве человеческое тело радиоактивно? - Эшли недоумённо посмотрела на себя, а затем на профессора.
- А как же? Ну конечно, радиоактивно. Мы все радиоактивны. Все до единого. Чему я вас учу? У вас экзамен в пятницу, если вы о нём забыли. Думайте, Блэкберри, думайте.
- Так мы же состоим в основном из воды, углерода… А, углерод-14, радиоуглеродный метод хронологии…
- Не угадали. Углерод-14 ответственен за оставшиеся 15%. Ладно, что ожидать от такого существа как вы, - сказал профессор, потирая руки. - Калий-40. За 85% радиоактивности человеческого тела ответственен изотоп калия-40. Как вам должно быть хорошо известно, в природе калий представлен тремя изотопами: стабильным калием-39 с процентным содержанием 93,258%, стабильным калием-41 с содержанием 6,730%, а так же радиоактивным калием-40, которого у нас осталось около сотой процента, пусть будет 0,0117% для круглого числа. Заметьте, что калий-40 с 19 протонами и 21 нейтроном относится к неустойчивым нечётно-нечётным нуклидам, но период его полураспада необычайно велик и составляет 1,248 миллиарда лет из-за высокого собственного вращательного момента ядра. Впрочем, эти вещи вам пока знать рано. Так вот, каждый атом калия-40 распадается по одному из трёх механизмов.
С этими словами профессор поднялся из вращающегося кресла, подошёл к белой доске и начал выводить на ней чёрным маркером следующую таблицу, не переставая разъяснять:
- С вероятностью 89% с хвостиком он претерпевает бета-минус распад в кальций-40, электрон, почему собственно бета-минус, и антинейтрино. Выделившаяся энергия в 1,31 мегаэлектронвольт распределяется между электроном и нейтрино. С вероятностью 11% без хвостика калий-40 захватывает орбитальный электрон и переходит в возбуждённое состояние аргона-40 и самое обычное нейтрино. В течение одной пикосекунды аргон-40 релаксирует из возбуждённого состояния в основное, что сопровождается испусканием гамма-кванта с энергией 1,46 МэВ, вы это запоминайте, пригодится для экзамена. Наконец, с невероятностью в ноль-точка-ноль-ноль-один процента калий-40 испытывает бета-плюс распад в аргон-40, позитрон и электронное нейтрино.
- Из какого это справочника? - спросила внимательно слушавшая Эшли.
- Из самого надёжного, из моей головы, - профессор постучал по ней указательным пальцем. - Поработайте в LL с моё, и вы будете помнить свойства основных изотопов лучше, чем день рождения своей бабушки. Так вот, в теле человека содержится около 0,2% калия. Умножаем массу тела в 70 килограммов на два, делим на тысячу. 140 граммов калия, сотая доля процента, сто сорок тысяч миллиграммов разделить на десять тысяч. Итак, в каждом из нас содержится 14 миллиграммов калия-40. Это 4-5 тысяч радиоактивных распадов каждую секунду. За то время, что мы тут с вами болтаем, в вас распалось три миллиона атомов калия-40, образовались миллионы новых кальциев и сотни тысяч новых аргонов. Разве это не чудесно? А если вам повезло, то в вас успело раз тридцать образоваться и аннигилировать антивещество, так как позитрон - это античастица электрона. Жалко, что нельзя написать, что человек - это источник антиматерии. И бета-излучение почти полностью задерживается нашими тканями. Зато как минимум половина высокоэнергетического гамма-излучения вылетает наружу. Вы же знаете, что если источник излучения находится снаружи, то от альфа-частиц можно закрыться газетой, от бета-излучения - шапочкой из алюминиевой фольги, а от гамма-лучей нужен свинцовый блок. А здесь источник излучения внутри нас, и мы сами как та самая фольга. Вот об этом и напишите. По-моему, прекрасный материал и для первого апреля, и для второго, и для сорок второго.
- Извините, но это слишком сложно и несмешно. Даже я не поняла всё из того, что вы сейчас сказали.
Слова девушки неприятно кольнули Хэмфри Форварда где-то в груди. Или это распался особенно мощный атом радиоактивного калия.
- Вы хотите написать о радиоактивности, но без изотопов, электронвольтов и гамма-излучения? Прекрасно, возьмите хотя бы вот этот банан, для вашей аудитории бананус вульгарис, - профессор одним рывком распахнул выдвижной ящик своего стола и вытащил оттуда жёлтый продолговатый фрукт. - Возьмите-возьмите. А теперь рассчитайте, какая радиоактивность в одном банане.
- Для этого надо знать массу банана. Сколько он весит, унций шесть?
- Никаких унций в моей лаборатории! - разозлился профессор. - Учёная ты или кто? Иди и взвесь. Ещё спроси меня: «А в каком справочнике можно посмотреть массу банана?»
Эшли молча взяла профессорский банан и прошла с ним к электронным весам, стоявшим в дальнем углу лаборатории.
- Сто пятьдесят девять граммов двести шестьдесят пять миллиграммов, - сказала она. - Теперь нам нужно содержание калия в банане. Как мы его узнаем?
- Как устанавливается концентрация элемента в образце?
- Титрованием?
Профессор Форвард затрясся в таком хохоте, что масса банана на весах начала флуктуировать.
- Тогда иди и оттитруй банан, - выдавил он из себя сквозь смех и слёзы.
Но профессорская радость была скоротечной. Он так стремительно вскочил из кресла, что со всего размаха ударился ногой о свинцовую болванку, использовавшуюся в качестве защитного экрана, и, потирая ушибленную ступню, позволил себе ещё несколько латинских восклицаний.
- Вы в порядке? - спросила Эшли, протягивая профессору руку.
- Я окей.
- Вы всё ещё хотите, чтобы я оттитровала банан?
- Да, Блэкберри, я хочу посмотреть, как ты будешь титровать банан. Точнее не на сам процесс, а на число, которое получится в конце.
- С кожей титровать или без?
- Как тебе будет удобнее.
Эшли, всё ещё не понимая, шутит профессор или издевается, поместила банан в объёмистый лабораторный стакан, медленно залила его в меру разбавленной серной кислотой и поставила греться в вытяжном шкафу на плитку, с которой профессор только что снял свой чай. Он вытащил из колбы обратный холодильник и термометр, закрыл центральное горло пробкой и через боковое налил себе чай в платиновый тигель. Затем он добавил в него порошок сахарозы и лимонной кислоты на кончике шпателя. Размешав ароматный напиток стеклянной палочкой, Хамфри Форвард сделал осторожный глоток и погрузился в мечтательные размышления о том, что будет, если калий станет в сто раз радиоактивнее.
Разбудили профессора покашливания Эшли и заметный тычок пальцем в плечо:
- Что? - спросил он, не соображая, сколько времени прошло. - Вы уже провели анализ калия?
- Да, в цельных бананах содержится 357 мг калия на 100 граммов.
- Это с кожурой?
Эшли кивнула и добавила:
- Я рассчитала, что это 17 распадов калия-40 за секунду в среднем банане массой 150 граммов.
- Итого активность одного банана 17 беккерелей или, в внесистемных единицах измерения, 400 с чем-то пикокюри. А теперь перейдите к зивертам.
- Кто такой этот Зиверт? Который на третьем этаже с мышами работает?
- Нет, с мышами работает Рентген, а зиверт - это единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения на тело человека. Один зиверт вас ещё не убьёт, но даст вам 5,5%-шанс рака. Столько вы получите, слетав на Марс. А вот против восьми зивертов у вас нет ни малейшего шанса.
- Вы хотите, чтобы я выразила радиоактивность одного банана в зивертах?
- Именно так. Считайте-считайте, это полезно для здоровья. А мне надо кое-куда сходить.
Когда профессор вернулся в лабораторию, Эшли, обхватив голову руками, напряжённо склонилась над исписанным листом бумаги.
- Не знаете, как перевести беккерели в зиверты? Ну-ну. Возьмите активность в обратных секундах, умножьте её на энергию излучения в джоулях, затем на среднее время пребывания изотопа в организме в секундах, поделите на облучённую массу тела. Учтите, что разные типы радиации имеют разный биологический эффект на человеческий организм и что в каждом органе своя концентрация калия и своя восприимчивость к радиации. Домножьте на взвешивающие коэффициенты тканей, отбросьте мелкие члены, суммируйте по всем органам, и вы получите искомую величину.
- Профессор, я не смогу. Покажите мне один раз, как посчитать, и я запомню.
- Хм. Для этого я принёс справочник, изданный Агентством по охране окружающей среды, - профессор водрузил на нос несколько старомодные очки. - Для съеденного калия-40 они предлагают коэффициент пересчёта 5,02 нанозиверта на беккерель. Какой тогда получается бананофон - фон одного банана?
- 83 нанозиверта.
- Округлим до 0,1 микрозиверта или, в внесистемных единицах, 10 миллибэр. Бананы, знаете, ли бывают разные, и учёные предпочитают завышать опасность, а не занижать. Доставайте карандаш и пишите свою шутку: «Так как простые люди путаются в зивертах, миллирентгенах, беккерелях, пикокюри, греях, радах и бэрах, отныне LL лаборатория рекомендует измерять бытовую радиацию в понятных каждой американской домохозяйке единице измерения - в бананах. Эталон банана хранится в национальной LL лаборатории, посещение по записи, аренда дозиметра $5». Блэкберри, где у нас клейкая лента? Встаньте к стене и держите банан.
- Можем вколоть в него немного плутония, чтобы было, что измерять дозиметром, и посетители могли фоткаться на фоне цифр радиации эталонного банана. И чтобы ни один безумец его не съел.
- Плохо же вы понимаете безумцев, - заметила Эшли.
- Пишите дальше: «Тщательная экспериментально-теоретическая работа установила, что один съеденный целиком банан соответствует в устаревших единицах 0,1 микрозиверту. Поэтому…» - профессор раскрыл другую таблицу в справочнике. - Поэтому рентген зуба эквивалентен 50 съеденным бананам.
- А перелёт из Сан-Франциско в Нью-Йорк - 400 бананов, - включилась в игру Эшли. - Это же лопнуть, если столько съесть.
- Да, но дневная доза естественного радиационного фона - 100 бананов.
- Так много? Даже если никуда не летать? Это же больше 30 тысяч бананов в год!
- Зато компьютерная томография грудной клетки - 70 тысяч бананов.
- Летальная доза - 80 миллионов бананов.
- Зачем мелочиться. В ста метрах от эпицентра взрыва атомной бомбы в Хиросиме было 4 гигабанана. Что не так уж и много: во всём мире ежегодно съедается 100 гигабананов. Вот если их собрать все в одну кучу…
- Э-э-э, профессор, а не слишком страшно получается для первоапрельской шутки? Мы же добавим опровержение, что на самом деле бананы безопасны?
- Ни в коем случае! Напиши «бананы безопасны», и люди плечами пожмут. Напиши «радиоактивные бананы убивают», и к тебе уже прикованы выпученные глаза, ожидающие животрепещущих подробностей.
- Мне кажется, что люди уже настолько не верят учёным, что напиши мы, что бананы безопасны, все перепугаются не на шутку.
- Вот-вот, не держите американцев за идиотов. Лучше влейте под конец побольше сарказма. Трансмутируйте вашу шутку в фантасмагорию. Записывайте: «Радиоактивность уже проникла в ваш продуктовый магазин! Учитывая тот факт, что Министерство энергетики официально заявило, что “безопасной дозы радиации не существует”, наш вам совет - немедленно прекратить есть. С пожеланием здоровой диеты безо всякой химии, Ваш Капитан Внутренний Дозиметр. 42 мартопреля KLMN года». Вуаля, шутка готова.
- Ох, нас точно засудит банановая промышленность за то, что мы выбрали именно бананы, а не огурцы или помидоры.
- Блэкберри, вы вечно всего боитесь. Пусть засудят. Я лично готов на суде в присутствии присяжных съесть 12 бананов. Идиоты, которые вычитают в нашем тексте только про опасность бананов, не достойны есть сей благородный фрукт. Людям вредит их собственная глупость, а бананы безопасны. В листьях табака накапливаются радиоактивные полоний-210 и свинец-210, но люди не прекращают курить, добавляя в свои лёгкие по 400 бананов радиации в год.
- То есть, если съедать каждый день по паре бананов, накопится приличная дополнительная доза радиации?
Лицо профессора снова помрачнело, и от наметившейся весёлости не осталось и следа.
- Блэкберри, вы не понимаете разницу между калием и полонием? Если вы думаете, что вы забавны, когда несёте чушь, то вы ошибаетесь. Ничто так не выводит меня из себя, как человеческая тупость. И вам она простительна в последнюю очередь: у вас экзамен на носу. Все ваши расчёты годятся только для… в общем, когда вы в следующий раз будете выводить из своего организма избыток радиоактивного калия, эти бумажки могут пригодиться. Вы когда-нибудь слышали о гомеостазе? Съеденный банан не изменит количество калия-40 в теле, так как незначительное дополнительное количество калия будет быстро выведено почками, и концентрация калия в организме останется неизменной. В каждом человеке, живи он в Беркли, Москве, Касабланке, даже в сумоисте с острова Окинава каждую секунду происходят всё те же четыре тысячи распадов калия-40, независимо от того, едят они бананы или у на них на бананы аллергия. Хорошо, в сумоисте распадов калия побольше, но абсолютное количество, не концентрация на килограмм живого веса. Если вы и увеличите радиационный фон, поедая бананы, то только собственной мочи. Бананы - ещё не рекордсмены по содержанию калия. Его ещё больше в киви или в шпинате. Гроздь бананов, айдахская картошечка или моя жена - все они являются источниками мягкого гамма-излучения. Но я же не боюсь возвращаться домой к жене. Да в мешке с калийными удобрениями или в KCl, который продаётся как более дорогая соль для смягчителя воды, калия 52% - в 150 раз больше, чем в бананах. В отличие от бананов, на них дозиметр уже должен реагировать. Можете сами проверить с банкой гидроксида калия, которая стоит над вашим рабочим столом и почему-то вас нимало не смущает.
Профессор встал и начал ходить по лаборатории, заложив руки за спину и прихрамывая на ушибленную правую ногу.
- А вот что может привести к смерти, так это гипокалиемия - нехватка калия в организме. Рекомендуется получать 3 грамма в день, но большинство столько не ест, - продолжал распекать он свою подопечную. - Содержание калия в клетках выше, чем во внеклеточной среде. А натрия наоборот. Наш организм тратит энергию АТФ на поддержание этого баланса, закачивая с помощью белковых натрий-калиевых насосов калий внутрь клеток против градиента концентрации и выкачивая натрий из клеток. И никто не понимает почему мы так устроены.
Одна из гипотез, что жизнь зародилась в «калиевых котлах» на склоне вулкана, а потом пришлось подстраиваться к новым условиям, сохраняя древний баланс, когда внутри клеток много калия и мало натрия. Но в экспериментах по моделированию ранней Земли и изучению происхождения жизни, используется нынешний малорадиоактивный калий. Жизнь возникла около 4 миллиардов лет назад. Это больше трёх периодов полураспада калия-40. Значит, тогда он был в 10 раз радиоактивнее, чем в наши дни. Даже сейчас по генерации тепла в земной мантии радиоактивный калий третий после тория и урана, а 4 миллиарда лет назад он был первый. Что если жизнь на этой планете, а в итоге и мы с вами, появились благодаря радиогенным реакциям? Особенно учитывая проблему гомохиральности и асимметрию бета-распада. Вот о чём я думал, а вы лезете ко мне со своими шутками.
- Получается я зря титровала банан? - не выдержав, спросила Эшли.
- Почему же зря. Во-первых, у меня сохраняется маленькая надежда, что вы выучили к экзамену единицы радиоактивности. А, во-вторых, признайтесь, Блэкберри, вы же ничего не титровали. Почему-то студенты, у которых не получается эксперимент, заявляют, что они теоретики. Как показывает практика, теоретики из них тоже как из банана бомба. Кого вы хотели обмануть? Концентрацию калия в банане вы взяли из справочника Министерства сельского хозяйства, где она была определена атомно-эмиссионной спектрометрией. Пытаясь меня запутать, вы изменили последнюю цифру с «8» на «7», но ваших мозгов не хватило на то, чтобы догадаться, что Министерство указало данные по содержанию калия в плоде банана, а вы же при мне растворили его целиком. Если бы вы на самом деле провели эксперимент, у вас обязаны были получиться другие данные, потому что содержание калия в шкурке выше, чем в плоде.
- Я действительно не титровала банан, - сказала Эшли под торжествующую усмешку профессора. - Но вы сами попросили меня запомнить величину в 1,46 МэВ для гамма-излучения калия-40. Я вспомнила, что на третьем этаже есть гамма-спектрометр с детектором из германия высокой чистоты, и я им измерила концентрацию калия в растворе банана. Я получила 357 миллиграммов на 100 граммов, и никто, даже вы, не посмеет меня обвинить, что я где-то сжульничала.
- И в ответ вы обвиняете меня, что я не помню, какая концентрация калия в плоде банана, а какая в его шкурке? Блэкберри, если бы существовал титул бананового сомелье, я бы первым его получил. Я определю сорт банана с закрытыми глазами по одному только запаху кожи. Я готов биться об заклад, что содержание калия в банановой кожуре раза в два выше, чем в плоде, и вы никак не могли получить свой результат иначе, как подглядыванием в справочник. Калий легко измеряется экспериментально, и если вы окажетесь правы, то я зачту вам пятничный экзамен с высшим баллом. Но если прав окажусь я, то я провалю вас с пометкой, что вы пытались обмануть преподавателя. Идёт?
Эшли кивнула и пожала протянутую ей руку.
- Мне приготовить ещё один раствор банана? - спросила она.
- Нет, у меня давно подозрения, что тот германиевый детектор не работает правильно. Наш спор разрешит классическая химия, изобретённая в те далёкие времена, когда бензол ещё не был ядовит. С меня бананы, а вы подготовьте все необходимые нам реактивы. Но для начала я напишу жене, что задержусь сегодня на работе, так как принимаю досрочный экзамен.
Продолжение здесь
С решительностью, с какой мы возвращаемся к себе домой, незнакомец прошествовал по фруктовым рядам и остановился возле прилавка с бананами. В его руке сам собой возник приборчик, который помощник раскладывателя фруктов и овощей Джонни Крикет принял поначалу за телефон. Казалось, будто въедливый посетитель сканирует штрих-коды на каждом банане, выбирая особое лакомство для семейного ужина. А выбирать было из чего. Магазин был дорогой, а потому либеральный, и каких только бананов в нём не было: жёлтые, как хрустящий пластик, мексиканские бананы; короткие и непритязательные гватемальские бананы; ядовито-зелёные бананы коста-риканские; покоричневевшие от долгой дороги эквадорские; никому неведомый сорт китайских бананов, который никто раньше в этом магазине не видал, по цене $8.88 за фунт; и даже бананы в крапинку с острова Окинава, больше похожие на тыквы. Но взыскательный покупатель, тщательно обследовав каждый банан, только качал головой, и Джонни не мог понять, когда случилась подмена, но только в руках незнакомца оказался уже не телефон, а увесистая книга, наверняка целая энциклопедия, а может, и учебник.
Ох уж эти книгочеи. Джонни Крикет знал: если покупатели в костюме пришли с книгой, жди скандала. И потому помощник раскладывателя фруктов и овощей уже диффундировал в банановый ряд, неуклюже расталкивая в тесном проходе ухоженную даму, выбиравшую себе баклажан потвёрже для вечернего рагу.
- Сэр, сэр, я могу вам чем-нибудь помочь? - окрикнул Джонни хромого гостя.
- Возможно. Я хочу купить самые радиоактивные бананы, какие у вас только есть.
Покупательская масса, столь плотная в этот час, отшатнулись от незнакомца, как от зачумлённого, создав вокруг него кольцо человеческого вакуума. Почтенная покупательница украдкой выложила из своей тележки бананы и пристроила их в лоток с экзотическими фруктами киви. И только помощник раскладывателя Джонни Крикет сохранил на своём лице маску профессионализма и, будто он всю жизнь только и делал, что торговал радиоактивными бананами, ответил возмутителю порядка:
- Нету у нас радиоактивных бананов. Отродясь не было. Зачем вам радиоактивные, не понимаю. Возьмите эквадорские.
Но незнакомец столь хитровато прищурил глаз, что лицо его перерисовалось, и за какую-нибудь десятую секунды вдруг стало и не его лицо:
- В эквадорских слишком много сахару. Так вы готовы богом поклясться, что все ваши бананы не содержат радиоактивный изотоп калий-40?
Сотрудник магазина смутился, и последние поползновения сладкой улыбки испарились с его губ.
- Никакого калия в наших бананах нет! - неприлично громко начал оправдываться Джонни. - Чтоб мне за Трампа проголосовать, если есть. Я их сегодня утром вымыл. С мылом. И с санитайзером.
- Знаем, как вы хорошо бананы моете. Ну зачем вы лжёте о том, в чём ни нейтрино не понимаете? Калий ведь внутри бананов, а не снаружи. Смотрите сами.
В руках посетителя вновь оказался телефон, на экране которого высветилась питательная информация с сайта супермаркета:
- Наименование: Банан коста-риканский. Состав: банан. Размер порции: один средний банан (118 г), - зачитывал он. - Энергетическая ценность: 105 ккал. Это не тот «кал», который я ищу. Так, жиры, белки - это неинтересно. Натрий. Калий. 422 мг калия. Я повторяю для тех, кто не верит в науку: четыреста двадцать два миллиграмма калия в одном среднем банане. Что, братец, есть калий в бананах? - спросил он Джонни Крикета.
- Есть калий, - согласился тот упавшим голосом.
- А теперь откроем книгу.
Джонни так и знал, что без книги не обойдётся. На странице будто в босховском аду скакали формулы, жуткие аппараты для чёрт знает какой перегонки, а больше всего было значков радиационной опасности. Между ними, как душа грешника, располагалась картинка бананов.
Незнакомец тем временем продолжал свою то ли лекцию, то ли проповедь.
- Где бананы, там и калий. А где калий, там и калий-40. А где калий-40, там и радиоактивность. Содержание этого радиоактивного, - он так надавил на слово «радиоактивного», что внутри Джонни что-то хрустнуло, - неустойчивого изотопа составляет одну сотую процента, то есть в одном банане содержится около, чего греха таить, 40 микрограммов радиоактивного калия-40. Прошу заметить, что в составе любого и каждого банана, - незнакомец схватил с прилавка один из мексиканских бананов и угрожающе направил его на толпу. - Эрго, все бананы радиоактивны, что и требовалось доказать.
- И вы ещё называетесь органическим магазином, ай-ай-ай, - раздался позади Джонни осуждающий окрик. - В книгах врать не будут.
- Ничего не понимаю, - бормотал помощник раскладывателя, который так смутился и сжался, что сам стал не более банана. - А как же наши доблестные агропатрули на въезде в штат? Как недоглядели, недодетектировали, как могли пропустить?
- Граница дырявая, вот что, - заметил из толпы чей-то сиплый голос и добавил ещё пару хлёстких комментов на смеси калифорнийского с великорусским.
Калифорнийцы - народ толерантный, но если дойдёт до искоренения несправедливостей, то только держись. И быть помощнику раскладывателя фруктов и овощей битым, если бы из неприметной двери не выплыла громада, перед которой расступались все посетители и работники магазина. Никто не мог понять, мужчина это или женщина, ну да оно впрочем и не важно, так как громада имела чин старшего менеджера.
- Проблемы? - пробасила громада, нависнув над хромым посетителем, как балансирующая скала.
Но тот не растерялся, распахнул свой туманный плащ и махнул бейджиком с устрашающей эмблемой:
- КалРадНадзор, - прокричал незнакомец. - Отзываем белорусские бананы. Как, вас не предупредили?
Джонни Крикет открыл рот, чтобы продемонстрировать свои познания в географии, но, так как таковых не обнаружилось, поспешил его закрыть и сделал вид, что зевает.
- Господин инспектор, простите, не было времени разглядеть ваши имя и фамилию, полноте, разве в Беларуси растут бананы? - удивился старший менеджер.
- Если очень надо, в Беларуси всё растёт. Это одна из ведущих банановых держав в мире.
И прежде чем собравшиеся успели переварить эту информацию, таинственный посетитель выудил из нагрудного кармана пиджака тонкий магический фонарик и направил его в сторону гватемальских бананов. В беспристрастном свете его луча бананы вздулись синими фосфорическими пятнами.
Все обитатели магазина замерли статуями, а затем заплакал младенец в переноске, заскулила собака, зазвонил чей-то телефон.
- Этого я и боялся, - прорвался сквозь какофонию ужаса грозный голос незнакомца. - Видите этот прибор? Это телефон, переоборудованный в счётчик Ай-Гейгера. Прошу всех запомнить, что радиационный фон составляет 120 нанозивертов в час или, в внесистемных единицах, 12 микрорентген всё в тот же час. Сейчас мы устроим контрольную проверку ваших бананов.
- Стойте, - менеджерское тело остановило занесённую руку посетителя. - Не надо проверок. Лучше скажите, как нам их теперь правильно утилизировать?
После сих слов посетитель достал из кармана своего такой бумажный пакет, что если бы слоны несли яйца и те продавались в супермаркетах, то, верно, два или три слоновьих яйца поместились бы в пакет, который из своего кармана достал посетитель. Как торнадо, сносящий крыши оклахомских домишек, провёл он могучей дланью по банановым рядам, наполняя свой циклопический пакет.
И не успел Джонни Крикет повести носом, как супермаркет обезбананил. Лишь сиротливая табличка «Отозвано» со знаком радиационной опасности указывала место, откуда столь стремительно смело жёлтых гостей с юга. Да одна бдительная покупательница, которая на беду человечества оказалась влиятельным инфлюэнсером по гастрономической части, добавила на свою страничку в одной популярной соцсети фото синих бананов, таблички «Отозвано» и шифрованное послание:
***
В национальной LL лаборатории полный профессор Хамфри Форвард, 39,96 лет от роду, весом 70,0 кг и ростом 1807 мм, вкушал банан с видом истинного философа. Его накрахмаленный лабораторный халат был завязан в невероятную салфетку, а загорелые руки проворно орудовали стальным шпателем и особой мельхиоровой вилочкой, которую его дед привёз с банкета у шведского короля. Отрезав тонкий, не толще мизинца кусочек, он откладывал вилочку, переворачивал шпатель и другим его концом мазал отрезанный банановый ломтик вязкой субстанцией, которая одновременно напоминала мёд, лимонный джем и силиконовую смазку.
Профессор вкушал банан никуда не торопясь, подолгу смакуя и разжёвывая каждый кусочек, потому что он потреблял продукт правильно, вместе со шкурой. Он предавался осуждающим размышлениям о том, сколь неправильно едят бананы нынешние татуированные зумеры и хипстерки с кольцами в носу, которые глотают на ходу, спорят до посинения, как правильно чистить банан, заказывают в интернете специальные бананочистки и изобретают роботов по снятию с банана кожуры, лицемерно утверждая при этом, что они за уменьшение пищевых отходов. Дураки и не знают, что в кожуре содержится самый ценный эликсир. Профессору вспомнился дурацкий анекдот о том, почему блондинка не съела банан, и он принял давно откладываемое решение перестать игнорировать девушку с короткими рыжими волосами на голове и с блокнотом и карандашом в руках, вот уже пять минут отражавшуюся в трёхгорлой колбе с медленно закипавшим на профессорском столе чаем.
- Вам нужна шутка для университетской первоапрельской рассылки, мисс Блэкберри? - спросил он, не оборачиваясь.
- Профессор… Как вы догадались, по какому я вопросу?
- Вы пять, нет, уже шесть минут переминаетесь с ноги на ногу за моей спиной, значит, дело безотлагательное. Но о пятничном экзамене вы бы вспомнили не раньше вечера четверга. Я связал одно с другим и заключил, что вам снова хочется спустить науку на уровень публики и выставить её как нечто, способное вызвать улыбку.
- Извините, профессор Форвард, но год назад вы потребовали, чтобы в следующий раз я вначале получила одобрение на шутку у вас, прежде чем сделаю очередную глупость. Я не хотела вас беспокоить, помня, что когда вы едите банан, вы заняты решением задач.
- Задача оказалась сложнее, чем на один банан, но я вас не извиняю. Вы сбили мой поток мыслей, так что достойны шутки. Что ж, напишите, что президентом стал Дональд Трамп и на фундаментальную науку больше не выделяют денег. Поэтому мы все увольняемся, а последнюю зарплату забираем продукцией нашей лаборатории. Тем, кто знает, чем мы тут с вами занимаемся, будет очень смешно.
- Нет, нам нужно что-нибудь научно-правдоподобное, с образовательным уклоном, а не ужастики в стиле Стивена Кинга. И, пожалуйста, без политики, если это только возможно. Что-нибудь, бытовое, что для простого человека с улицы ближе к телу, - Эшли Блэкберри сделала непроизвольный жест, который заставил профессора, наконец, развернуться к ней лицом.
- Прекрасно, коллега, знаете ли вы, какой изотоп ответственен за 85% радиоактивности человеческого тела?
- Двести тридцать восьмой уран? - запнулась девушка, не ожидавшая спонтанного теста. - А нет, как его, радон, не помню который.
- Нет-нет-нет, человеческого тела, а не общего радиационного фона. Откуда в здоровом теле радон?
- Радон - газ. Он образуется как один из продуктов распада природного урана, просачивается сквозь трещины в камнях, и мы его вдыхаем.
- Стойте-стойте. Допустим, что мы всё хорошо провентилировали и радона не вдыхаем. В любом случае это альфа-распад, который целиком и полностью остаётся внутри нас. Меня же интересует, за счёт чего человеческое тело излучает во внешнюю среду. Почему люди радиоактивны?
- Да разве человеческое тело радиоактивно? - Эшли недоумённо посмотрела на себя, а затем на профессора.
- А как же? Ну конечно, радиоактивно. Мы все радиоактивны. Все до единого. Чему я вас учу? У вас экзамен в пятницу, если вы о нём забыли. Думайте, Блэкберри, думайте.
- Так мы же состоим в основном из воды, углерода… А, углерод-14, радиоуглеродный метод хронологии…
- Не угадали. Углерод-14 ответственен за оставшиеся 15%. Ладно, что ожидать от такого существа как вы, - сказал профессор, потирая руки. - Калий-40. За 85% радиоактивности человеческого тела ответственен изотоп калия-40. Как вам должно быть хорошо известно, в природе калий представлен тремя изотопами: стабильным калием-39 с процентным содержанием 93,258%, стабильным калием-41 с содержанием 6,730%, а так же радиоактивным калием-40, которого у нас осталось около сотой процента, пусть будет 0,0117% для круглого числа. Заметьте, что калий-40 с 19 протонами и 21 нейтроном относится к неустойчивым нечётно-нечётным нуклидам, но период его полураспада необычайно велик и составляет 1,248 миллиарда лет из-за высокого собственного вращательного момента ядра. Впрочем, эти вещи вам пока знать рано. Так вот, каждый атом калия-40 распадается по одному из трёх механизмов.
С этими словами профессор поднялся из вращающегося кресла, подошёл к белой доске и начал выводить на ней чёрным маркером следующую таблицу, не переставая разъяснять:
- С вероятностью 89% с хвостиком он претерпевает бета-минус распад в кальций-40, электрон, почему собственно бета-минус, и антинейтрино. Выделившаяся энергия в 1,31 мегаэлектронвольт распределяется между электроном и нейтрино. С вероятностью 11% без хвостика калий-40 захватывает орбитальный электрон и переходит в возбуждённое состояние аргона-40 и самое обычное нейтрино. В течение одной пикосекунды аргон-40 релаксирует из возбуждённого состояния в основное, что сопровождается испусканием гамма-кванта с энергией 1,46 МэВ, вы это запоминайте, пригодится для экзамена. Наконец, с невероятностью в ноль-точка-ноль-ноль-один процента калий-40 испытывает бета-плюс распад в аргон-40, позитрон и электронное нейтрино.
- Из какого это справочника? - спросила внимательно слушавшая Эшли.
- Из самого надёжного, из моей головы, - профессор постучал по ней указательным пальцем. - Поработайте в LL с моё, и вы будете помнить свойства основных изотопов лучше, чем день рождения своей бабушки. Так вот, в теле человека содержится около 0,2% калия. Умножаем массу тела в 70 килограммов на два, делим на тысячу. 140 граммов калия, сотая доля процента, сто сорок тысяч миллиграммов разделить на десять тысяч. Итак, в каждом из нас содержится 14 миллиграммов калия-40. Это 4-5 тысяч радиоактивных распадов каждую секунду. За то время, что мы тут с вами болтаем, в вас распалось три миллиона атомов калия-40, образовались миллионы новых кальциев и сотни тысяч новых аргонов. Разве это не чудесно? А если вам повезло, то в вас успело раз тридцать образоваться и аннигилировать антивещество, так как позитрон - это античастица электрона. Жалко, что нельзя написать, что человек - это источник антиматерии. И бета-излучение почти полностью задерживается нашими тканями. Зато как минимум половина высокоэнергетического гамма-излучения вылетает наружу. Вы же знаете, что если источник излучения находится снаружи, то от альфа-частиц можно закрыться газетой, от бета-излучения - шапочкой из алюминиевой фольги, а от гамма-лучей нужен свинцовый блок. А здесь источник излучения внутри нас, и мы сами как та самая фольга. Вот об этом и напишите. По-моему, прекрасный материал и для первого апреля, и для второго, и для сорок второго.
- Извините, но это слишком сложно и несмешно. Даже я не поняла всё из того, что вы сейчас сказали.
Слова девушки неприятно кольнули Хэмфри Форварда где-то в груди. Или это распался особенно мощный атом радиоактивного калия.
- Вы хотите написать о радиоактивности, но без изотопов, электронвольтов и гамма-излучения? Прекрасно, возьмите хотя бы вот этот банан, для вашей аудитории бананус вульгарис, - профессор одним рывком распахнул выдвижной ящик своего стола и вытащил оттуда жёлтый продолговатый фрукт. - Возьмите-возьмите. А теперь рассчитайте, какая радиоактивность в одном банане.
- Для этого надо знать массу банана. Сколько он весит, унций шесть?
- Никаких унций в моей лаборатории! - разозлился профессор. - Учёная ты или кто? Иди и взвесь. Ещё спроси меня: «А в каком справочнике можно посмотреть массу банана?»
Эшли молча взяла профессорский банан и прошла с ним к электронным весам, стоявшим в дальнем углу лаборатории.
- Сто пятьдесят девять граммов двести шестьдесят пять миллиграммов, - сказала она. - Теперь нам нужно содержание калия в банане. Как мы его узнаем?
- Как устанавливается концентрация элемента в образце?
- Титрованием?
Профессор Форвард затрясся в таком хохоте, что масса банана на весах начала флуктуировать.
- Тогда иди и оттитруй банан, - выдавил он из себя сквозь смех и слёзы.
Но профессорская радость была скоротечной. Он так стремительно вскочил из кресла, что со всего размаха ударился ногой о свинцовую болванку, использовавшуюся в качестве защитного экрана, и, потирая ушибленную ступню, позволил себе ещё несколько латинских восклицаний.
- Вы в порядке? - спросила Эшли, протягивая профессору руку.
- Я окей.
- Вы всё ещё хотите, чтобы я оттитровала банан?
- Да, Блэкберри, я хочу посмотреть, как ты будешь титровать банан. Точнее не на сам процесс, а на число, которое получится в конце.
- С кожей титровать или без?
- Как тебе будет удобнее.
Эшли, всё ещё не понимая, шутит профессор или издевается, поместила банан в объёмистый лабораторный стакан, медленно залила его в меру разбавленной серной кислотой и поставила греться в вытяжном шкафу на плитку, с которой профессор только что снял свой чай. Он вытащил из колбы обратный холодильник и термометр, закрыл центральное горло пробкой и через боковое налил себе чай в платиновый тигель. Затем он добавил в него порошок сахарозы и лимонной кислоты на кончике шпателя. Размешав ароматный напиток стеклянной палочкой, Хамфри Форвард сделал осторожный глоток и погрузился в мечтательные размышления о том, что будет, если калий станет в сто раз радиоактивнее.
Разбудили профессора покашливания Эшли и заметный тычок пальцем в плечо:
- Что? - спросил он, не соображая, сколько времени прошло. - Вы уже провели анализ калия?
- Да, в цельных бананах содержится 357 мг калия на 100 граммов.
- Это с кожурой?
Эшли кивнула и добавила:
- Я рассчитала, что это 17 распадов калия-40 за секунду в среднем банане массой 150 граммов.
- Итого активность одного банана 17 беккерелей или, в внесистемных единицах измерения, 400 с чем-то пикокюри. А теперь перейдите к зивертам.
- Кто такой этот Зиверт? Который на третьем этаже с мышами работает?
- Нет, с мышами работает Рентген, а зиверт - это единица измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения на тело человека. Один зиверт вас ещё не убьёт, но даст вам 5,5%-шанс рака. Столько вы получите, слетав на Марс. А вот против восьми зивертов у вас нет ни малейшего шанса.
- Вы хотите, чтобы я выразила радиоактивность одного банана в зивертах?
- Именно так. Считайте-считайте, это полезно для здоровья. А мне надо кое-куда сходить.
Когда профессор вернулся в лабораторию, Эшли, обхватив голову руками, напряжённо склонилась над исписанным листом бумаги.
- Не знаете, как перевести беккерели в зиверты? Ну-ну. Возьмите активность в обратных секундах, умножьте её на энергию излучения в джоулях, затем на среднее время пребывания изотопа в организме в секундах, поделите на облучённую массу тела. Учтите, что разные типы радиации имеют разный биологический эффект на человеческий организм и что в каждом органе своя концентрация калия и своя восприимчивость к радиации. Домножьте на взвешивающие коэффициенты тканей, отбросьте мелкие члены, суммируйте по всем органам, и вы получите искомую величину.
- Профессор, я не смогу. Покажите мне один раз, как посчитать, и я запомню.
- Хм. Для этого я принёс справочник, изданный Агентством по охране окружающей среды, - профессор водрузил на нос несколько старомодные очки. - Для съеденного калия-40 они предлагают коэффициент пересчёта 5,02 нанозиверта на беккерель. Какой тогда получается бананофон - фон одного банана?
- 83 нанозиверта.
- Округлим до 0,1 микрозиверта или, в внесистемных единицах, 10 миллибэр. Бананы, знаете, ли бывают разные, и учёные предпочитают завышать опасность, а не занижать. Доставайте карандаш и пишите свою шутку: «Так как простые люди путаются в зивертах, миллирентгенах, беккерелях, пикокюри, греях, радах и бэрах, отныне LL лаборатория рекомендует измерять бытовую радиацию в понятных каждой американской домохозяйке единице измерения - в бананах. Эталон банана хранится в национальной LL лаборатории, посещение по записи, аренда дозиметра $5». Блэкберри, где у нас клейкая лента? Встаньте к стене и держите банан.
- Можем вколоть в него немного плутония, чтобы было, что измерять дозиметром, и посетители могли фоткаться на фоне цифр радиации эталонного банана. И чтобы ни один безумец его не съел.
- Плохо же вы понимаете безумцев, - заметила Эшли.
- Пишите дальше: «Тщательная экспериментально-теоретическая работа установила, что один съеденный целиком банан соответствует в устаревших единицах 0,1 микрозиверту. Поэтому…» - профессор раскрыл другую таблицу в справочнике. - Поэтому рентген зуба эквивалентен 50 съеденным бананам.
- А перелёт из Сан-Франциско в Нью-Йорк - 400 бананов, - включилась в игру Эшли. - Это же лопнуть, если столько съесть.
- Да, но дневная доза естественного радиационного фона - 100 бананов.
- Так много? Даже если никуда не летать? Это же больше 30 тысяч бананов в год!
- Зато компьютерная томография грудной клетки - 70 тысяч бананов.
- Летальная доза - 80 миллионов бананов.
- Зачем мелочиться. В ста метрах от эпицентра взрыва атомной бомбы в Хиросиме было 4 гигабанана. Что не так уж и много: во всём мире ежегодно съедается 100 гигабананов. Вот если их собрать все в одну кучу…
- Э-э-э, профессор, а не слишком страшно получается для первоапрельской шутки? Мы же добавим опровержение, что на самом деле бананы безопасны?
- Ни в коем случае! Напиши «бананы безопасны», и люди плечами пожмут. Напиши «радиоактивные бананы убивают», и к тебе уже прикованы выпученные глаза, ожидающие животрепещущих подробностей.
- Мне кажется, что люди уже настолько не верят учёным, что напиши мы, что бананы безопасны, все перепугаются не на шутку.
- Вот-вот, не держите американцев за идиотов. Лучше влейте под конец побольше сарказма. Трансмутируйте вашу шутку в фантасмагорию. Записывайте: «Радиоактивность уже проникла в ваш продуктовый магазин! Учитывая тот факт, что Министерство энергетики официально заявило, что “безопасной дозы радиации не существует”, наш вам совет - немедленно прекратить есть. С пожеланием здоровой диеты безо всякой химии, Ваш Капитан Внутренний Дозиметр. 42 мартопреля KLMN года». Вуаля, шутка готова.
- Ох, нас точно засудит банановая промышленность за то, что мы выбрали именно бананы, а не огурцы или помидоры.
- Блэкберри, вы вечно всего боитесь. Пусть засудят. Я лично готов на суде в присутствии присяжных съесть 12 бананов. Идиоты, которые вычитают в нашем тексте только про опасность бананов, не достойны есть сей благородный фрукт. Людям вредит их собственная глупость, а бананы безопасны. В листьях табака накапливаются радиоактивные полоний-210 и свинец-210, но люди не прекращают курить, добавляя в свои лёгкие по 400 бананов радиации в год.
- То есть, если съедать каждый день по паре бананов, накопится приличная дополнительная доза радиации?
Лицо профессора снова помрачнело, и от наметившейся весёлости не осталось и следа.
- Блэкберри, вы не понимаете разницу между калием и полонием? Если вы думаете, что вы забавны, когда несёте чушь, то вы ошибаетесь. Ничто так не выводит меня из себя, как человеческая тупость. И вам она простительна в последнюю очередь: у вас экзамен на носу. Все ваши расчёты годятся только для… в общем, когда вы в следующий раз будете выводить из своего организма избыток радиоактивного калия, эти бумажки могут пригодиться. Вы когда-нибудь слышали о гомеостазе? Съеденный банан не изменит количество калия-40 в теле, так как незначительное дополнительное количество калия будет быстро выведено почками, и концентрация калия в организме останется неизменной. В каждом человеке, живи он в Беркли, Москве, Касабланке, даже в сумоисте с острова Окинава каждую секунду происходят всё те же четыре тысячи распадов калия-40, независимо от того, едят они бананы или у на них на бананы аллергия. Хорошо, в сумоисте распадов калия побольше, но абсолютное количество, не концентрация на килограмм живого веса. Если вы и увеличите радиационный фон, поедая бананы, то только собственной мочи. Бананы - ещё не рекордсмены по содержанию калия. Его ещё больше в киви или в шпинате. Гроздь бананов, айдахская картошечка или моя жена - все они являются источниками мягкого гамма-излучения. Но я же не боюсь возвращаться домой к жене. Да в мешке с калийными удобрениями или в KCl, который продаётся как более дорогая соль для смягчителя воды, калия 52% - в 150 раз больше, чем в бананах. В отличие от бананов, на них дозиметр уже должен реагировать. Можете сами проверить с банкой гидроксида калия, которая стоит над вашим рабочим столом и почему-то вас нимало не смущает.
Профессор встал и начал ходить по лаборатории, заложив руки за спину и прихрамывая на ушибленную правую ногу.
- А вот что может привести к смерти, так это гипокалиемия - нехватка калия в организме. Рекомендуется получать 3 грамма в день, но большинство столько не ест, - продолжал распекать он свою подопечную. - Содержание калия в клетках выше, чем во внеклеточной среде. А натрия наоборот. Наш организм тратит энергию АТФ на поддержание этого баланса, закачивая с помощью белковых натрий-калиевых насосов калий внутрь клеток против градиента концентрации и выкачивая натрий из клеток. И никто не понимает почему мы так устроены.
Одна из гипотез, что жизнь зародилась в «калиевых котлах» на склоне вулкана, а потом пришлось подстраиваться к новым условиям, сохраняя древний баланс, когда внутри клеток много калия и мало натрия. Но в экспериментах по моделированию ранней Земли и изучению происхождения жизни, используется нынешний малорадиоактивный калий. Жизнь возникла около 4 миллиардов лет назад. Это больше трёх периодов полураспада калия-40. Значит, тогда он был в 10 раз радиоактивнее, чем в наши дни. Даже сейчас по генерации тепла в земной мантии радиоактивный калий третий после тория и урана, а 4 миллиарда лет назад он был первый. Что если жизнь на этой планете, а в итоге и мы с вами, появились благодаря радиогенным реакциям? Особенно учитывая проблему гомохиральности и асимметрию бета-распада. Вот о чём я думал, а вы лезете ко мне со своими шутками.
- Получается я зря титровала банан? - не выдержав, спросила Эшли.
- Почему же зря. Во-первых, у меня сохраняется маленькая надежда, что вы выучили к экзамену единицы радиоактивности. А, во-вторых, признайтесь, Блэкберри, вы же ничего не титровали. Почему-то студенты, у которых не получается эксперимент, заявляют, что они теоретики. Как показывает практика, теоретики из них тоже как из банана бомба. Кого вы хотели обмануть? Концентрацию калия в банане вы взяли из справочника Министерства сельского хозяйства, где она была определена атомно-эмиссионной спектрометрией. Пытаясь меня запутать, вы изменили последнюю цифру с «8» на «7», но ваших мозгов не хватило на то, чтобы догадаться, что Министерство указало данные по содержанию калия в плоде банана, а вы же при мне растворили его целиком. Если бы вы на самом деле провели эксперимент, у вас обязаны были получиться другие данные, потому что содержание калия в шкурке выше, чем в плоде.
- Я действительно не титровала банан, - сказала Эшли под торжествующую усмешку профессора. - Но вы сами попросили меня запомнить величину в 1,46 МэВ для гамма-излучения калия-40. Я вспомнила, что на третьем этаже есть гамма-спектрометр с детектором из германия высокой чистоты, и я им измерила концентрацию калия в растворе банана. Я получила 357 миллиграммов на 100 граммов, и никто, даже вы, не посмеет меня обвинить, что я где-то сжульничала.
- И в ответ вы обвиняете меня, что я не помню, какая концентрация калия в плоде банана, а какая в его шкурке? Блэкберри, если бы существовал титул бананового сомелье, я бы первым его получил. Я определю сорт банана с закрытыми глазами по одному только запаху кожи. Я готов биться об заклад, что содержание калия в банановой кожуре раза в два выше, чем в плоде, и вы никак не могли получить свой результат иначе, как подглядыванием в справочник. Калий легко измеряется экспериментально, и если вы окажетесь правы, то я зачту вам пятничный экзамен с высшим баллом. Но если прав окажусь я, то я провалю вас с пометкой, что вы пытались обмануть преподавателя. Идёт?
Эшли кивнула и пожала протянутую ей руку.
- Мне приготовить ещё один раствор банана? - спросила она.
- Нет, у меня давно подозрения, что тот германиевый детектор не работает правильно. Наш спор разрешит классическая химия, изобретённая в те далёкие времена, когда бензол ещё не был ядовит. С меня бананы, а вы подготовьте все необходимые нам реактивы. Но для начала я напишу жене, что задержусь сегодня на работе, так как принимаю досрочный экзамен.
Продолжение здесь