ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 0
ление об интенсивности их у-излучения [13]. При решении этой задачи Хультквист допускал, что радон и торон находятся в равновесии с продуктами их распада. Полученные им соот ношения приведены в табл. 53.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 53 |
|
Соотношения для вычисления мощности |
дозы {N) |
|
|
|
||||
V-излучения |
аэрозолей |
|
|
|
|
|
|
|
Элемент |
Плотность |
ионизации, |
N, |
1 0 ч |
м к р / ч |
N, 10'» |
мрад/еод |
|
10'* |
пар |
ионов/(см3'сек) |
||||||
Радон |
|
0,97 |
|
16,2 |
Q |
14,2 |
Q |
|
Торон |
|
0,96 |
|
15,8 |
Q |
13,8 |
Q |
|
П р и м е ч а н и е . |
Q — концентрация |
элемента |
в воздухе, |
кюри/л. |
|
|||
Сопоставление мощности дозы в приземном слое воздуха, создаваемых радоном и тороном, с мощностью дозы, формируе мой космическим или у-излучением подстилающих пород, по казывает, что значимость вклада у-излучения продуктов рас пада эманации в экспозиционную дозу пренебрежимо мала.
|
§ 2. ВНУТРЕННЕЕ |
ОБЛУЧЕНИЕ |
|
|
||
|
Внутреннее облучение |
бионтов формируется радионуклида |
||||
ми, |
накапливающимися |
в |
их тканях |
в процессе |
поглощения |
|
питательных |
веществ из |
окружающей среды и находящихся в |
||||
их |
теле, как |
правило, |
в |
некотором |
равновесном |
состоянии. |
У растений это равновесное состояние преимущественно обеспе чивается тем, что поступающие с питательными соками в орга низм радиоизотопы в основном откладываются в растущих органах и частях. У животных оно поддерживается путем уста новления подвижного равновесия между поступающим их коли чеством и выделяемым с экскрементами.
Через корневую систему растения преимущественно погло
щают 3 Н, 4 0 К, 8 7 Rb, 2 2 6 Ra, 2 3 8 U , |
другая часть природных радио |
||
активных |
изотопов 1 4 С, 2 1 0 РЬ, |
2 1 0 Р о |
включается в их интерме- |
диарный |
обмен, главным образом |
через наземные органы. Но |
|
независимо от путей поступления анатомо-физиологическая структура растений такова, что внутреннее их облучение в ос новном обусловлено а- и ^-частицами. у-Излучение создает от носительно малый вклад.
Внутреннее облучение гидробионтов и, в частности, ихтио фауны также в основном осуществляется резорбированными ра дионуклидами. Облучение со стороны просвета пищеваритель ного тракта, производимое радионуклидами, поступающими вместе с кормом и заглатываемыми с водой, практически соиз меримо с дозой, создаваемой внутренними тканями. Так как
концентрация радионуклидов в водной среде, влияющая на уровень их накопления в тканях, не всегда гомогенна, то луче вая нагрузка гидробионтов может колебаться в сравнительно широком диапазоне. График рис. 28 указывает, на то, что даже в закрытых водоемах суши градиент активности воды под влия
нием |
геохимических |
|
и |
|
|||
гидрологических |
условий |
|
|||||
иногда |
достигает весьма |
|
|||||
существенных |
значений. |
|
|
||||
В отличие |
от |
гидробион |
|
||||
тов у млекопитающих, птиц |
|
||||||
и других |
аэробионтов, |
об |
|
||||
ладающих |
легочным |
|
ап |
|
|||
паратом, |
внутреннее |
облу |
|
||||
чение |
формируется |
двумя |
|
||||
составляющими: |
радионук |
|
|||||
лидами, |
отложившимися |
в |
»5 |
||||
тканях, |
и |
радионуклидами, |
|
||||
задерживающимися |
|
на |
woo |
||||
слизистых |
оболочках |
дыха |
|||||
тельных органов.
Облучение а- и р-ча- стицами. При достаточно больших размерах тела бионта, превышающих длину пробега а- и р-частицы, их энергия полностью по глощается тканями орга низма. Поэтому в таких случаях тканевая доза на-
1Ш |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
|
|
|
|||||
|
і Концентрация трития, отн, ед. |
|||||
Рис. |
28. |
Стратификация |
концентрации |
|||
трития в |
воде |
южной |
части оз. |
Бай |
||
кал |
[16]. |
|
|
|
|
|
ходится в прямой зависимости от количества радионуклида, со держащегося в организме, и энергии испускаемых им частиц. Отыскивается она с помощью следующего соотношения [18]:
|
|
D = 2,13-10"3 С Щ О Б Э ) |
п |
|
|
где |
D — мощность |
тканевой |
дозы, мкбэр/ч; |
С — концентрация |
|
излучателя в ткани, пкюри/кг; |
^ ( О Б Э ) ^ — эффективная |
энер |
|||
гия, |
поглощенная |
тканью, на |
распад радионуклида, Мэв; |
п — |
|
относительный коэффициент поражения для радионуклидов, от ложившихся в костях.
Пользуясь приведенным уравнением, можно получить эта лонную шкалу, характеризующую зависимость тканевой дозы от концентрации радионуклида в организме, в его критических органах. Результаты этого расчета приведены в табл. 54. При осуществлении расчета допускалось полное поглощение в ткани энергии а- или р-частиц. Во всех тех случаях, когда размеры ор гана меньше длины пробега частицы, тканевая доза тоже меньше.
Приведенные в табл. 54 показатели свидетельствуют о том, что а-излучатели при их сравнительно малых концентрациях способны создавать в теле относительно большие дозы облуче ния, чем р-активные нуклиды. Но в целом даже при большой продолжительности жизни бионта накопленная им тканевая до за в сущности достигает сравнительно невысоких значений. На о. Тенерифе Гумбольтом обнаружено драконово дерево возра
стом |
более |
6000 |
лет. Если допустить, |
что |
концентрация |
2 1 0 Р о |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
54 |
||||
Эталонные тканевые дозы от инкорпорированных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
радионуклидов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Эталон |
|
|
Мощность |
тканевой |
дозы |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Е |
(ОБЭ)л, |
ная кон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Изотоп |
|
Ткань |
центра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Мэв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ция, |
мкЬэр/ч |
|
|
мбэр/месяц |
|
|
мбэр/год |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пкюри/кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 Н |
Мышечная |
|
0,01 |
100 |
2,1 |
ю - |
|
|
1,5 - 10 - » |
|
|
1,8-10—2 |
||||||||
" С |
Жировая |
|
0,054 |
100 |
1,1 |
10- |
|
|
0 , 8 - Ю - з |
|
|
9,6 - 10 - 3 |
||||||||
40 |
К |
Мышечная |
|
0,63 |
100 |
0 ,13 |
|
|
|
0,09 |
|
|
1,1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
e 7 Rb |
|
» |
|
|
0,09 |
100 |
1,9- ю - |
|
|
1 , 4 - Ю - 2 |
|
|
0,17 |
|
||||||
|
|
|
» |
|
|
0,02 |
10 |
4,8- ю - |
|
|
3,0-10-4 |
|
|
3 , 6 - Ю - з |
||||||
2 1 0 P b |
Костная |
|
0,05 |
10 |
1,0- ю - |
|
|
7,2-10-4 |
|
|
8 , 6 1 0 - з |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 1 0 р о |
Мышечная |
|
55 |
|
10 |
1 ,2 |
|
|
0,86 |
|
|
10,3 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Костная |
275 |
|
10 |
6 ,0 |
|
|
4,36 |
|
|
51,5 |
|
|||||||
2 a e R a |
|
» |
|
|
48,0 |
|
10 |
1 ,0 |
|
|
0,72 |
|
|
|
8,64 |
|||||
|
|
Мышечная |
|
48,0 |
|
10 |
1 ,0 |
|
|
0,72 |
|
|
|
8,64 |
||||||
|
|
Костная |
|
55,0 |
|
10 |
1 ,1 |
|
|
0,79 |
|
|
|
9,48 |
||||||
|
|
Мышечная |
55,0 |
|
10 |
1 ,1 |
|
|
0,79 |
|
|
|
9,48 |
|||||||
238TJ |
Костная |
220,00 |
10 |
4 ,7 |
|
|
3,38 |
|
|
40,6 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Мышечная |
|
43,0 |
|
10 |
0 ,9 |
|
|
0,64 |
|
|
|
7,68 |
||||||
в |
его тканях в течение |
всего |
этого |
времени |
была |
равномерной |
||||||||||||||
и |
соответствовала |
~2 — 4 пкюри/кг, |
то аккумулированная |
тка |
||||||||||||||||
невая |
доза |
за эти тысячелетия |
должна |
приближаться |
к 20 |
бэр. |
||||||||||||||
Возраст некоторых кипарисов в Мексике |
10 000 лет. |
При кон |
||||||||||||||||||
центрации 2 2 6 Ra |
в их стволах |
в пределах |
1—2 |
пкюри/кг |
накоп |
|||||||||||||||
ленная |
тканевая |
доза |
за |
это время |
будет |
приближаться к |
||||||||||||||
10 |
бэр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная |
продолжительность жизни |
щуки |
|
определена |
|||||||||||||||
в 250 лет [19]. При |
концентрации |
в |
ее |
костях |
2 1 0 Р о |
около |
||||||||||||||
10 пкюри/кг |
доза, |
накопленная в склете за всю ее жизнь, |
будет |
|||||||||||||||||
соответствовать |
примерно 14 бэр. Концентрация 2 І 0 Р о |
в мышеч |
||||||||||||||||||
ной ткани китов, по определению А. П. Ермолаевой, 60 |
пкюри/кг. |
|||||||||||||||||||
Продолжительность |
жизни этих морских |
животных |
|
достигает |
||||||||||||||||
40 |
лет. Следовательно, |
накопленная |
в течение |
их жизни |
ткане |
|||||||||||||||
вая доза |
будет |
приближаться |
к 3 бэр. Более |
высокие |
тканевые |
|||||||||||||||
дозы формируются у животных, обитающих в районах с повы шенным содержанием а-излучателей в почве. Так, у грызунов, населяющих район Морре-де-Ферро в Бразилии, доза облуче-
ния скелета за |
счет накопленных 2 2 6 Ra и 2 2 8 Th только за |
один |
год достигает 7 бэр [10]. |
|
|
Облучение легких. Величину средней тканевой дозы человека, |
||
обусловленной |
вдыханием воздуха, содержащего радон |
и то- |
рон, приближенно можно оценить с помощью следующих соот ношений [13]:
|
D p |
= 5,0-101 4 Cp |
бэр/год; |
|
|
|
|
|
DT |
= 6,6 • 101Г| |
Ст |
бэр/год, |
|
|
|
где С — концентрация эманации, |
кюри/л. |
|
|
|
|||
При пользовании |
этими соотношениями допускается |
ряд |
|||||
условностей: концентрация радона |
и торона |
во вдыхаемом |
воз |
||||
духе |
постоянна; радон |
и торон находятся в равновесном |
состоя |
||||
нии |
с продуктами их распада. Кроме того, |
на основании |
экспе |
||||
риментальных исследований принимается, что в легких человека задерживается в среднем около 60% аэрозольных частиц, несу щих радиоактивные продукты распада радона и торона. Объем легких равен 3000 см3, а их масса — 800 г.
Для случаев вентилируемых строений, в которых воздух за меняется полностью в течение 17 мин, т. е. 0,001 объема воздуха обменивается через каждую секунду, найдены следующие соот
ношения [131-. |
|
|
D p |
= 1,4- 101 4 Ср |
бэр/год; |
DT |
- 3 , 8 5 - 1 0 1 4 С Т |
бэр/год. |
Мощность дозы облучения других тканей человека продук тами распада радона и торона, всасывающихся в легких и раз носимых по всему организму кровью, была определена при допущении, что от общего числа радиоактивных аэрозолей, по ступающих, в легкие в процессе дыхания, внутрь резорбируется только около 20%- На основе этого было найдено, что средняя
поглощенная тканями доза (и в |
их числе гонадами), обуслов |
||
ленная продуктами распада радона и торона, |
при |
концентра |
|
ции в воздухе эманации порядка |
0,3 пкюри/л |
равна |
примерно |
2,5 мбэр/год [13]. |
|
|
|
Высокие дозы облучения легких были найдены для грызунов ториевого биогеоценоза, значительную часть времени проводя щих в норах, в воздухе которых концентрация радона иногда достигала 100 нкюри/л, а торона — 3,0 нкюри/л.
Оказалось, что тканевая доза в сутки за счет:
Торона (без продуктов распада) достигает |
3 мбэр |
|||
Торона + продукты распада (равновесие 50%) |
175 |
|||
Торона + продукты распада (равновесие 100%) |
375 |
|||
Радона без продуктов распада |
|
100 |
||
Радона + продукты |
распада |
(равновесие |
0,1 96) . . . . . . |
250 |
Радона + продукты |
распада |
(равновесие |
1%) : |
1600 |
Радона -|- продукты |
распада |
(равновесие |
10°'о) |
15 0С0 |
Ю Л. А. Перцов |
145 |
Проведенное исследование [10] показало, что короткоживу-
щие |
продукты распада |
являются |
ответственными |
за основную |
||||
часть |
поглощенной |
дозы, так как они оседают на |
пограничных |
|||||
тканях, |
выстилающих |
просвет |
легочного аппарата. При |
этих |
||||
расчетах |
было принято, что масса животных |
75 г, масса легких |
||||||
1 г, скорость дыхания 40 смъ/мин, |
объем вдоха 0,4 см3, объем |
|||||||
легких 3 см3, средняя концентрация радона |
35 000 |
пкюри/л, а |
||||||
юрона 1000 пкюри/л. |
|
|
|
|
|
|||
В |
этих условиях |
накопленная |
в течение |
года тканевая |
доза |
|||
в легких грызунов |
при концентрации 2 1 2 РЬ, |
составляющей |
при |
|||||
мерно 1 % равновесной активности, будет достигать 580 рад, или 5800 бэр.
В свое время для человека было найдено, что доза облуче ния базальных клеток бронхиального эпителия вследствие преи мущественного осаждения на нем дочерних продуктов распада эманации примерно в 5 раз больше альвеолярной дозы [20]. Если этот вывод справедлив и для мелких животных, то базальные клетки бронхиального эпителия грызунов будут облучаться
радоном в дозе 8 бэр/сутки, или 3000 бэр/год |
при 1%-ном |
рав |
новесии и 30 000 бэр/год при 10%-ном равновесии. |
|
|
Все приведенное выше свидетельствует о том, что, несмотря |
||
на известную неопределенность полученных |
показателей |
луче |
вой нагрузки на легкие грызунов, последняя в радиоактивных провинциях может быть во много раз больше, чем тканевая до за, формируемая внешним облучением или остеотропными нук лидами.
Мощность дозы у-облучения внутри сплошного объема тка ней одинаковой плотности, в котором равномерно распределен у-излучающей нуклид, может быть выражена следующей фор мулой [17]:
|
|
Р, = |
КГ-С-М, |
|
|
где |
Рт — мощность |
дозы, |
р/ч; |
Кт — гамма-постоянная, |
|
(р-см2)/(ч-мкюри); |
С — концентрация |
изотопов, |
мкюри/см3; |
||
М — геометрический |
фактор, |
равный мощности тканевой дозы |
|||
в определенной точке ткани при / ( г = 1 и С = 1 . |
располо |
||||
|
Величина М зависит от формы и размера органа, |
||||
жения точки, для которой вычисляются мощность дозы, и коэф
фициента поглощения у-излучения ц, |
(см-1). |
|
|||
Принимая, что тело человека по размерам подобно цилин |
|||||
дру |
с высотой 70 см и радиусом |
15 см, тканевая доза, |
создавае |
||
мая |
в нем у-излучением, может |
быть определена с |
помощью |
||
следующего соотношения [17]: |
|
|
|
||
|
Рт = Кг-С-2я |
• (76,2 — 465ц.). |
|
||
Расчет величины тканевой дозы, формируемой у-излучением |
|||||
инкорпорированного в теле |
человека |
4 0 К, показывает, |
что по |
||