С Лєщова - Дози опромінення населення білорусі від мінорних радіонуклідів які випали у результаті чорнобильської аварії - страница 1

Страницы:
1 

ISSN 0206-5657. Вісник Львівського університету. Серія біологічна. 2011. Випуск 55. С. 94-99 Visnyk of the Lviv University. Series Biology. 2011. Issue 55. P. 94-99

ЕКОЛОГІЯ

УДК 614.876.06:621.039.58

ДОЗИ ОПРОМІНЕННЯ НАСЕЛЕННЯ БІЛОРУСІ ВІД МІНОРНИХ РАДІОНУКЛІДІВ, ЯКІ ВИПАЛИ У РЕЗУЛЬТАТІ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ АВАРІЇ

С. Лєщова, Л. Чуніхін

Державна установа "Республіканський науково-практичний центр радіаційної медицини і екології людини" вул. Ілліча, 290, Гомель 246042, Білорусь е-mail: leochun_rcrm@mail.ru

У роботі були оцінені середні річні ефективні дози опромінення від радіону­клідів плутонію і стронцію-90 за їхнім вмістом в органах і тканинах померлих людей, які постійно проживали на території Гомельської обл. Розрахунковим шляхом оцінені ефективні дози опромінення від америцію-241. Середні по районах Гомельської обл. річні ефективні дози опромінення від стронцію-90 перебувають у діапазоні 13-21 мкЗв, а від радіонуклідів плутонію - в діапазоні від 6 до 16 мкЗв. Середня по Го -мельській обл. в цілому ефективна доза від америцію-241 становила 11±7 мкЗв/рік і з часом може досягати значення 20 мкЗв/рік.Сумарна середня річна ефективна доза опромінення від мінорних радіонуклідів становить близько 2% дози опромінення від природних радіонуклідів.

Ключові слова: стронцій-90, радіонукліди плутонію, америцій-241, ефективна доза опромінення.

У результаті аварії на Чорнобильській АЕС утворилося два типи радіоактивних опадів, які відрізнялися між собою за фізико-хімічними властивостями. Перші - це так звані гарячі частинки - частинки ґратчастої структури паливного матеріалу або цирконію, які містять продукти поділу (радіоактивні лантаноїди і трансуранові елементи), другі -конденсована фракція, яка містить легко леткі радіонукліди (радіонукліди йоду, цезію, рутенію та ін.). Біологічно активні радіонукліди стронцію розподілені в обох фракціях радіоактивних опадів у різних кількостях залежно від відстані до аварійного блоку [2].

На початкових етапах після аварії забруднення територій визначалося опадами радіо­нуклідів йоду, цезію, стронцію, церію, рутенію, цирконію, ніобію, молібдену, трансурано­вими елементами тощо. В основному шкідлива дія радіоактивних опадів була обумовлена радіонуклідами йоду і цезію. У більш віддалений термін після аварії вся радіаційна обста­новка визначалася радіонуклідами цезію-137, стронцію-90, плутонію і америцію. Відпо­відно до карт радіоактивного забруднення, рівень забрудненості стронцієм у 10-100 разів, а радіонуклідами плутонію у 100-1000 разів нижчий, ніж рівень забрудненості цезієм-137 [1]. Основна маса гарячих частинок випадала у межах 30-кілометрової зони, у той же час конденсовані частинки мігрували разом з атмосферними потоками на значні відстані.

Проведені раніше дослідження показали, що у ближній зоні опадів 239Pu і 240Pu містяться у грубодисперсній легкорозчинній фракції гарячої матриці. У той же час спостерігалася чітка сепарація 239Pu і 240Pu за механічними фракціями ґрунту. У віддаленій зоні опадів 239Pu і 240Pu перебували у складі дрібнодисперсної фракції, яка характеризується підвищеною розчинністю і біологічною доступністю. Аналогічна закономірність спосте­рігалася і для 90Sr [3].

© Лєщова С., Чуніхін Л., 2011

Радіонукліди вилужнюються із гарячих частинок з різною швидкістю залежно від типу ґрунтів, їхньої кислотності та віддалі від аварійного блоку. Значення періодів вилуж-нення залежно від умов коливається від одного до кількох років [3].

Відправною точкою у вирішенні питань радіаційного захисту населення при радіаційних катастрофах, нормування і контролю вмісту радіонуклідів в об'єктах оточуючого середовища і продуктах харчування, є оцінка доз опромінення контингенту, що зазнав опромінення.

Відомо, що радіонукліди лужноземельної групи, до якої належить і 90Sr, потрапля­ють в організм із продуктами харчування й акумулюються в основному в мінералізованій міжклітинній речовині кісткової тканини.

Основними критичними органами депонування радіонуклідів плутонію, які надхо­дять у кров' яне русло, є кісткова і ретикулоендотеліальна тканини.

Радіонукліди Pu як джерело а-випромінювання (за винятком Pu-241), і Sr-90 як дже­рело р-випромінювання є найбільш небезпечними у разі їх потрапляння в організм інгаля­ційним чи пероральним шляхом.

Отже, радіоізотопи Pu, а також радіонукліди 241Am i 90Sr є основними джерелами опромінення клітин канцерогенного ризику - червоного кісткового мозку, поверхні кістки, ретикулоендотеліальних клітин.

Враховуючи обмеженість шляхів потрапляння в організм, їхню частку в опадах і вклад у дозу опромінення, радіоізотопи Pu, а також радіонукліди 241Am і 90Sr можна назвати мінорними радіонуклідами чорнобильського походження.

Об' єктом дослідження були зразки органів і тканин померлих жителів Гомельської обл. Відбір проб реберних кісток, печінки і легень був організований на базі судово-медич­ної експертизи м. Гомеля і м. Речиця, а також на базі обласних і міських моргів і проводив­ся протягом 1990-1997 рр. Радіохімічні дослідження зразків аутопсійного матеріалу про­водилися на базі Державної установи „Гомельський філіал Науково-дослідного клінічного інституту радіаційної медицини та ендокринології" (ДУ «Гомельський філіал НДКІРМ»).

Радіохімічний метод визначення вмісту 90Sr у зразках кісткової тканини.

Зразки кісткової тканини попередньо піддавали сухому і мокрому озоленню з роз­чиненням в азотній кислоті й подальшому осадженню Sr-90 зі стабільним носієм Sr2NO3.

Метод визначення 90Sr у золі кісткової тканини базується на переважаючій екстракції до­чірнього 90Y моноізооктилметилфосфоновою кислотою (МІОМФ) і подальшому вимірюванні отриманого препарату на низькофонових апаратах УМФ-1500М і УМФ-2000 з похибкою ви­мірювання 18% за вірогідністі 0,95. Діапазон вимірювання: 0,25-100 Бк/кг Вихід носія контролювали полум'яно-фотометричним методом на апараті ПАЖ-2 із літієвим світлофільтром.

Радіометричний метод визначення вмісту радіонуклідів плутонію у зразках тканин.

Метод радіохімічного аналізу проб аутопсійного матеріалу на вміст радіонуклідів плутонію базується на таких етапах: сухе і мокре озолення; осадження з фосфатом вісмуту; хроматографічне розділення на аніонообміннику Dowex 1x8 (100-200 mesh); електрохіміч­не осадження на поліровані сталеві диски; вимірювання одержаних препаратів на альфа-радіометричннрому апараті РІА-01В. Нижня межа визначення - 1,5 мБк/пробу.

Статистична обробка одержаних результатів здійснювалася з використанням про­грамних пакетів STATISTICA 6 і EXSEL.

Об'єм досліджень: усього визначень 90Sr було проведено у ~ 3000 зразків кісткової тканини; було одержано 501 результат визначення радіонуклідів плутонію, а саме: у кіст­ковій тканині - 233, у легенях - 51, у печінці - 217.

Вміст 90Sr і радіонуклідів плутонію в організмі людей із Гомельської обл. Оцінюючи вміст 90Sr, виходили з того, що відношення між питомою активністю ра­діонукліду в реберних кістках і скелетних дорівнює одиниці. При оцінці радіонуклідів плутонію було прийнято:

• основним джерелом потрапляння радіонуклідів плутонію в організм людей є інгаляція під час проходження радіоактивної хмари (розглядається як одноразове надходження);

• швидкість надходження плутонію у складі погано розчинних аерозольних час­тинок із легень у шлунково-кишковий тракт (ШКТ) і швидкість виведення з нього відносно великі і суттєво не впливають на накопичення у критичних ор­ганах;

• всмоктування із ШКТ мізерне і суттєво не впливає на зміну концентрації радіо­нуклідів у крові.

Вміст радіонуклідів плутонію в органах розраховували за питомою активніс­тю у відповідних зразках, беручи масу окремих органів згідно з роботою [8]. Вміст радіонуклідів плутонію в організмі оцінювали, підсумовуючи їх вміст у досліджуваних органах. Досліджуючи вміст радіонуклідів плутонію у 42-х повних комплектах органів і тканин (реберна кістка, печінка, легені), які були взяті при розтині в одних і тих самих померлих осіб, було встановлено, що радіонукліди плутонію, які надійшли у кров' яне русло у результаті резорбції, розподіляються в організмі так: кісткова тканина - 0,58±0,111; легені - 0,09±0,039; печінка 0,33±0,103. Отримані експериментальні дані добре узгоджуються з даними літератури, згідно з якими основним органом депонування є скелет, де затримується 49-59% активності радіонуклідів плутонію, і печінка (31-32% активності) [4]. Використовуючи отримані співвідношення результатів аналізу вмісту радіонуклідів плутонію в окремих органах, розраховано їхній вміст в організмі в цілому. Результати представлені у табл. 2.

За результатами радіохімічного аналізу проб аутопсійного матеріалу, середній вміст 90Sr у кістковій тканині людей, які проживали у забруднених районах Гомельської обл., становить ~ 20±5 Бк/кг, що суттєво перевищує сучасний природний рівень, обумовлений глобальними опадами (5 Бк/кг).

За даними вмісту стронцію-90 у кістковій тканині було розраховано річну ефективну дозу опромінення. Результати представлені у табл. 1.

Таблиця 1

Вміст стронцію-90 в організмі та річна ефективна доза опромінення мешканців

Гомельської обл.

Район

Кількість проб

Вміст 90Sr, Бк/організм

Ефективна доза опромінення, мкЗв/рік

м. Гомель

1491

79

15

Брагінський

33

98

18

Буда-Кошелевський

110

86

16

Вєтковський

86

108

20

Гомельський

310

75

14

Добрушський

128

92

17

Кормянський

33

69

13

Лоєвський

42

100

19

Речицький

350

95

18

Хойнікський

34

111

21

Чечерський

44

70

13

Райони області в цілому

1290

88±14

17±3

При середньому вмісті стронцію-90 в організмі 88 Бк/організм річна доза опромінен­ня від цього радіонукліду становить 17 мкЗв/рік. Найвищі дози опромінення стронцієм-90 спостерігали у Вєтковському, Хойнікському, Лоєвському р-нах. Максимальний вміст стронцію-90 в організмі зареєстровано у Добрушському р-ні. Тут цей показник становив 1191 Бк, що відповідає річній дозі опромінення - 22 мкЗв.

У результаті довготривалого глобального забруднення оточуючого середовища в організмі жителів Північної півкулі сформувалася рівновага концентрацій радіонуклідів плутонію в органах первинного і вторинного депонування.

За оцінками 1984 р. у легенях жителів Західної Європи міститься 2±1, у легеневих лімфовузлах - 12±10, печінці - 24±4, у скелеті - 6±3 мБк/кг і в усьому тілі - 100 мБк/кг 238Pu, 239Pu, 240Pu [9].

Проведені нами дослідження показали, що у 65% випадків виявлена концентрація радіонуклідів плутонію перевищувала 28 мБк/кг. Це значення дорівнює сумі середнього вмісту плутонію у печінці жителів Західної Європи і одного стандартного відхилення. Альфа-спектрометричні дослідження показали, що медіана відношення Pu-238/(Pu-239+Pu-240) дорівнює 0,3. Отримані результати добре узгоджуються з оцінкою радіону­клідного складу палива 4-го енергоблоку ЧАЕС на момент аварії, що підтверджує «чорно­бильське» походження радіонуклідів плутонію, виявлених у тілі жителів Гомельської обл.

Відомо, що бета-радіонуклід плутонію 241Pu з періодом напіврозпаду 14 років перетворюється в альфа-ізотоп - 241Am, який має таке ж радіаційне значення, як і радіонукліди 238Pu, 239Pu, 240Pu.

Згідно з роботою [5], коефіцієнт, який враховує вклад 241Am в ефективну дозу опро­мінення, можна екстраполювати виразом:

К = [1,7 • (1,6 - e-0,77' ') - 1], (1) де t - час після аварії, роки; 1,7, 1,6, 0,77 - емпіричні коефіцієнти.

Була здійснена оцінка середніх річних ефективних доз опромінення від радіонуклідів плутонію за фактичним вмістом в організмі, а від америцію - шляхом розрахунку. Результати представлені у табл. 2.

Таблиця 2

Вміст радіонуклідів плутонію в організмі та річна ефективна доза опромінення

мешканців Гомельської обл. від трансуранових елементів

Район

Кількість проб

Вміст радіонуклідів Pu, Бк/організм

Ефективна доза, мкЗв/рік

 

 

 

від

238,239,240Pu

від

241Am

м. Гомель

123

0,353

11

15

Брагінський

23

0,234

7

10

Буда-Кошелевський

9

0,225

7

10

Вєтковський

30

0,276

8

12

Гомельський

11

0,385

12

16

Добрушський

19

0,299

9

13

Житковичський

3

0,520

16

22

Лоєвський

3

0,393

12

17

Речицький

10

0,337

10

14

Рогачевський

4

0,228

7

10

Хойнікський

23

0,222

7

9

Чечерський

16

0,191

6

8

Райони області в цілому

157

0,268±0,166

8±5

11±7

Оцінки доз від радіонуклідів плутонію і америцію збігаються з оцінками доз, отриманих працівниками сільського господарства, які мають справу з порохоутворюваль-ними технологіями [7].

Оцінені середні по районах ефективні дози опромінення від 90Sr і трансуранових елементів за фактичним вмістом 90Sr і радіонуклідів плутонію в організмі жителів Гомель­ської обл.

Середня по районах Гомельської обл. ефективна доза опромінення від радіонуклідів як Pu, так і 241Am становила близько 10 мкЗв/рік. Середня по районах ефективна доза опро­мінення від 90Sr становила ~ 20 мкЗв/рік. Середні ефективні дози опромінення від 241Am по окремих районах Гомельської обл. з часом можуть досягати значення 50 мкЗв/рік.

Середні річні значення ефективних доз по районах від мінорних радіонуклідів чорнобильського походження - стронцію-90, америцію-241 і плутонію-238, 239, 240 -перебувають у діапазоні від 30 до 50 мкЗв/рік, що становить близько 2% природного радіоактивного фону, який дорівнює у середньому 2,4 мЗв/рік.

1. Алексахин Р. М., Булдаков Л. А., Губанов В. А. и др. Радиационные аварии. М., 2001.

С. 300-311.

2. Асмолов В. Т., Боровой А. А., Демин В. Ф. и др. Авария на Чернобыльской АЭС: Год спустя // Атом. энергия. 1998. Т. 64. Вып. 1. С. 3-23.

3. Кашпаров В. А. Загрязнение территории радионуклидами топливной компоненты чернобыльских радиоактивных выпадений // Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий: Тр. международ. конф. Т. 1 Пленарные доклады. Москва, 5-6 декабря 2005 г. СПб: Гидрометеоиздат, 2006. С. 92-107.

4. Плутоний. Радиационная безопасность / Под общ. ред. Л.А. Ильина. М., 2005. С. 60-83.

5. Реконструкция среднегрупповых и коллективных накопленных доз облучения жителей населенных пунктов Беларуси, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС // Метод. указания. Минск, 2002. 13 с.

6. Тернов В. И. Гигиенические и медицинско-биологические аспекты загрязнения окружающей среды стронцием-90 // Здравоохранение Беларуси. 1998. № 3. С. 62-64.

7. Чунихин Л. А., Тагай С. А. Оценка радиационной опасности трансурановых радиону­клидов в отдаленный период чернобыльской аварии // Чернобыльские чтения -2008: Материалы междунар. науч.-практ. конф. Гомель: КИПУП «Сож», 2008. С. 329-333.

8. Age-dependent Doses of Members of the Puplic from Intake of Radionuclides: Part 4. Inhala­tion Dose Coefficients // A report of Task Group of Committee 2 of the ICRP / Publication № 71. 1995. 402 p.

9. Bunzl K., Henrichs K., Kracke W. Distribution of fallout Pu-238, Pu-239 and Pu-240 in per­sons of different ages from the Federal Republic of Germany // In: Assessment of Radioac­tive Contamination in Man/ 1984, IAEA, Vienna. Р. 541-555.

Стаття: надійшла до редакції 10.12.09

доопрацьована 12.10.10

прийнята до друку 18.10.10

EXPOSURE DOSE OF THE BELARUS POPULATION BY THE MINOR RADIONUCLIDES DROPPED OUT AS A RESULT OF THE CHERNOBYL ACCIDENT

S. Lesheva, L. Chunikhin

The Republican Research Center for Radiation Medicine and Human Ecology 290, Ilyicha St., Gomel 246042, Belarus е-mail: leochun_rcrm@mail.ru

The effective doses from plutonium and strontium-90 and from transuranian ele­ments have been assessed by their actual content. The exposure doses from americium-241 have been assessed by the calculation method. It has been shown that the total average annual effective dose from the minor radionuclides is about 2% of the exposure dose from natural radionuclides.

Key words: strontium-90, plutonium radionuclides, americium-241, effective (ex­posure) dose.

ОЦЕНКА ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ БЕЛАРУСИ ОТ МИНОРНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ, ВЫПАВШИХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ

С. Лещёва, Л. Чунихин

Государственное учреждение "Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека" ул. Ильича, 290, Гомель 246042, Беларусь е-mail: leochun_rcrm@mail.ru

В работе были оценены средние годовые эффективные дозы облучения от радионуклидов плутония и стронция-90 по их содержанию в органах и тканях умерших людей, постоянно проживавших на территории Гомельской обл. Расчетным путем оценены эффективные дозы облучения от америция-241. Средние по районам Гомельской обл. годовые эффективные дозы облучения от стронция-90 находятся в диапазоне 13-21 мкЗв, а от радионуклидов плутония - в диапазоне от 6 до 16 мкЗв. Средняя по Гомельской обл. в целом эффективная доза от америция-241 составила 11±7 мкЗв/год и со временем может достичь значения 20 мкЗв/год. Суммарная средняя годовая эффективная доза облучения от минорных радионуклидов составляет около 2% дозы облучения от природных радионуклидов.

Ключевые слова: стронций-90, радионуклиды: плутония, америций-241, эффективная доза облучения.

Страницы:
1 


Похожие статьи

С Лєщова - Дози опромінення населення білорусі від мінорних радіонуклідів які випали у результаті чорнобильської аварії