Источники излучения, защита, хранение, аварии

3. Источники излучения, защита, хранение, аварии.

Ядерные взрывы, выбросы радионуклидов предприятиями ядерной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях привели к глобальному повышению облучения населения Земли. К естественному облучению прибавились антропогенные источники внешнего и внутреннего облучения.

При ядерных взрывах в окружающую среду поступают радионуклиды деления, наведенной активности и неразделившаяся часть заряда (уран, плутоний). Наведенная активность наступает при захвате нейтронов ядрами атомов элементов, находящихся в конструкции изделия, воздухе, почве и воде. По характеру излучения все радионуклиды деления и наведенной активности относят к b- или b,g-излучателям.

Выпадения подразделяются на местные и глобальные (тропосферные и стратосферные). Местные выпадения, которые могут включать свыше 50% образовавшихся радиоактивных веществ при наземных взрывах, представляют собой крупные аэрозольные частицы, выпадающие на расстоянии около 100 км от места взрыва. Глобальные выпадения обусловлены мелкодисперсными аэрозольными частицами. Наибольшую потенциальную опасность в них представляют такие долгоживущие и биологически опасные радионуклиды как ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr.

Радионуклиды, выпавшие на поверхность земли, становятся источником длительного облучения.

Воздействие на человека радиоактивных выпадений включает внешнее g-, b-облучение за счёт радионуклидов, присутствующих в приземном воздухе и выпавших на поверхность земли, контактное в результате загрязнения кожных покровов и одежды и внутреннее от поступивших в организм радионуклидов с вдыхаемым воздухом и загрязнённой пищей и водой. Критическим радионуклидом в начальный период является радиоактивный йод, а в последующем ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr.

3.1 Йод.

Природный изотоп йода – ¹²⁷I. Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами 115-126, 128-141. Практическое значение имеют ¹²⁵I, ¹²⁹I, ¹³¹I, ¹³²I, ¹³³I. Применяется в физической химии, биологии и медицине. Особенно широко применяются в медицине для целей диагностики и лечения ¹³¹I и ¹²⁵I.

Йод характеризуется высокой миграционной способностью. Поступая во внешнюю среду и включаясь в биологические цепи миграции, он становится источником внешнего и внутреннего облучения. Радиоактивные изотопы йода могут поступать в организм человека через органы пищеварения, дыхания, кожу, раневые и ожоговые поверхности. Основными цепочками являются: растения-человек; растение-животное-молоко-человек; растения-животное-мясо-человек; растения-птица-яйцо-человек; вода-гидробионты-человек. Особенное значение, как источник поступления в организм человека, могут иметь продукты питания растительного происхождения, особенно молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи.

Поступивший в организм радиоактивный йод быстро всасывается в кровь и лимфу. В течение первого часа в верхнем отделе тонкого кишечника всасывается 80-90 %. Органы и ткани по концентрации йода образуют убывающий ряд: щитовидная железа, почки, печень, мышцы, кости. Накопление ¹³¹I в щитовидной железе протекает быстро: через 2 и 6 часов после поступления радионуклида составляет 5-10 и 15-20 % соответственно, через сутки – 25-30 % введённого количества. При гипертиреозе накопление йода в железе протекает быстрее и через сутки достигает 80-70 %. При гипотереозе, напротив, накопление радионуклида замедляется и составляет лишь 5-10 %. В нормально функционирующей железе свыше 90 % йода связано с белками. Основным путём выведения йода из организма является почки.

Острые радиационные поражения ¹³¹I тяжёлой, средней и лёгкой степени можно ожидать при пероральном поступлении в организм следующих количеств

Токсичность радионуклида при ингаляционном поступлении примерно в 2 раза выше, что связано с большей площадью b-облучения.

При поступлении меньших количеств ¹³¹I отмечается нарушение функции щитовидной железы, а также незначительные изменения в картине крови и некоторых показателей обмена и иммунитета. Облучение щитовидной железы в дозах порядка десятков грей вызывает снижение её функциональной активности с частичным восстановлением в ближайшие месяцы и возможным последующим новым снижением. При дозе несколько грей выявлено повышение функциональной активности железы в ближайший период, которое может сменяться состоянием гипофункции. Функциональные нарушения проявляются не только уменьшением секреции гормонов, но и снижением их биологической активности. Повреждение железы связывают не только с непосредственным действием радиации на тереоидный эпителий, но и повреждение сосудов и особенно радиоиммунными нарушениями.

3.2 Цезий.

Природный цезий состоит из одного стабильного изотопа – ¹³³Cs. Известно 23 радиоактивных изотопов с массовыми числами 123-132, 134-144. Наибольшее практическое значение имеет ¹³⁷Cs.

Цезий применяется в химических и радиобиологических исследованиях, в гамма-дефектископии, в радиационной технологии. ¹³⁷Cs используют в качестве источника g-излучения для контактной и дистанционной лучевой терапии, а также для радиационной стерилизации.

Токсическое действие. Животные. При подкожном введении ¹³⁷Cs крысам в количестве 14.8*10⁵ Бк/г отмечались отдышка, слабость, потеря аппетита, кровавый понос, кровянистые выделения из носа, снижение массы тела на 12-19 %. Все животные погибали на 9 – 11 сут. При введении 7.4*10⁵ Бк/г гибель животных наступала на 99-328 сут. Наблюдалась лейкопения, снижалось число лимфоцитов и нейтрофилов.

Человек. Мужчина, 31 год, случайно выпил раствор ¹³⁷Cs в количестве 14.8*10⁷ Бк. Доза облучения организма до полного выведения радионуклида составила 2.4 Зв. Через 3 сут. После отравления жалобы на общую слабость, шум в голове; тремор рук. Отмечено жёлтое и оранжевое свечение ядер гранулоцитов крови при анализе на люминесцентном микроскопе, дегенеративные изменения клеток костного мозга. Наблюдалось учащение пульса до 100 ударов в минуту, колебания артериального давления, приступы слабости. Через 2-3 недели жалобы на головную боль, головокружение, боли в области сердца, тошноту, утомляемость, боли в желудке, сухость во рту. Увеличение печени на 1.5 см. На ЭКГ наблюдались незначительные изменения миокарда. На 17 сут отмечено выпадение волос, потливость, гиперестезия кожи тела, снижение брюшных и сухожильных рефлексов, усиление вазомоторных реакций, признаки депрессии. В течение первых 9 сут обнаружен лейкоцитоз с последующим снижением лейкоцитов. Показатели длительности кровотечения и времени свёртывания крови не уменьшались. Через 2 мес. Больной выписался в удовлетворительном состоянии. Через 5 мес. самочувствие его резко ухудшилось. Появились тошнота, то утрам рвота, боли в желудке и сердце, слабость, подавленное настроение, лабильный пульс, колебания артериально давления, плохой сон, снижение сухожильных рефлексов, вазомоторная лабильность. Выявлено резкое снижение в моче 17-кетостероидов ( с 20.8 до 8.7 мг ). Число лейкоцитов и лимфоцитов, а также эозинофилов уменьшилось, сохранилось жёлтое и оранжевое свечение ядер у нейтрофилов. После проведения комплекса лечебных мероприятий состояние больного улучшилось, и он снова приступил к работе, хотя работоспособность его оставалась пониженной.

3.3 Стронций.

Природный стронций состоит из смеси стабильных изотопов: ⁸⁴Sr (0,56%), ⁸⁶Sr (9,86%), ⁸⁷Sr(7,02%), ⁸⁸Sr(82,56%). Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами 77-83, 85, 89-99. Наибольший токсикологический интерес представляют ⁸⁵Sr, ⁸⁹Sr и ⁹⁰Sr. ⁸⁵Sr и ⁸⁹Sr находят широкое применение в методе меченых атомов. В медицине радиоактивный стронций используют в качестве аппликаторов при лечении кожных и глазных болезней.

Независимо от пути и ритма поступления в организм растворимые соединения радиоактивного стронция избирательно накапливаются в скелете. В мягких тканях задерживается менее 1%. Через 100 суток после внутривенного введения в организме человека задерживается 20% введённого стронция. Путь поступления влияет на величину отложения стронция в скелете. Так, при интратрахеальном поступлении депонируется 76%, ингаляционном – 31,6%, в/ж – 20-60%, в/б – 81,2%, накожном – 7%.

На поведение стронция в организме оказывает влияние вид, пол, возраст животного, а также беременность, лактация и другие факторы. Например, в скелете самцов отложения выше, чем в скелете самок.

При работе со всеми радиоактивными веществами необходимо соблюдать санитарные правила и нормы радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом работ.

Список использованной литературы :

1.    «Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Справочник.» Под общ. ред. Л.А.Ильина, В.А.Филова. Ленинград, «Химия». 1990.

2.    «Медтко-санитарная подготовка учащихся» Под ред. П.А.Курцева Москва, «Просвещение». 1988.

3.    «Основы защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях». Под ред. акад. В.В. Тарасова. Издательство Московского университета. 1998.

4.    «Неотложные состояния и экстренная медицинская помощь. Справочник.» Под ред. Е.И.Чазова. Москва. «Медицина». 1990.

5.    «Справочник практического врача». Под ред. акад. А.И.Воробьёва. Москва. «Медицина». 1991.

6.    «Справочник школьника по физике». Т.И.Трофимова. Москва. Издательский дом «Дрофа». 1996.