Файл: Марей, А. Н. Глобальные выпадения цезия-137 и человек.pdf

ния химического выхода 6Р; относительную погрешность кали­ бровочного коэффициента прибора бк, суммирующуюся из пас­ портной погрешности определения активности эталона и погреш­ ностей отбора аликвотной части раствора и измерения актив­ ности; и относительную среднеквадратическую статистическую погрешность измерения б.

Среднеквадратическая погрешность измерения корректирова­ лась временем измерения и не превышала 25%. Общая погреш­ ность составляла

ö0Gl„ = V 02р + д1 + 0* .

Нижний предел активности определяли по формуле:

гумуса. Содержание углерода определяли методом И. В. Тю­ рина [134]. Метод основан на учете расхода бихромата при окислении углерода перегноя почвы. При анализе торфяноболотных почв этот метод применяли в модификации С. Я. Печеневой [135]. Качественный состав почвенного гумуса определяли по методу И. В. Тюрина в модификации В. В. Пономаревой [136].

Экспрессный (полевой] метод определения содержания цезия-137 в молоке

Содержание Cs137 в молоке определяли посредством одно­ канального гамма-спектрометра типа «Север» (рис. 3.1). Де­ тектором являлся кристалл Nal(Tl) размером 70X70 мм с ФЭУ-56. При измерении детектор погружали в сосуд с молоком

2 раза. Кроме того, некоторое снижение фона обеспечивалось экранированием детектора самим молоком. Коэффициент экра­ нирования определяли измерением в адекватных условиях прак­ тически чистой воды. Значение его составляет 0,8. Расчет актив­ ности молока производили по формуле:

46

. Калибровку прибора (определение коэффициента пересчета) осуществляли путем измерения воды с известной активностью.

Точность каждого определения регламентировалась уровнем фона и временем измерения. При концентрации Cs137 в молоке

Рис. 3.1. Общий вид прибора для определения со­ держания Cs137 в молоке экспрессным методом.

выше 100 пкюри/л она была не ниже 30%. Для проверки на­ дежности работы прибора ряд параллельных проб измеряли

влабораторных условиях на 512:канальном анализаторе PL-4050

сдетектором Nal (ТІ) размером 70X70 мм и ФЭУ-52, окружен­

ными свинцовой защитой толщиной 7 см. Результаты, полу­ ченные на одноканалы-юм спектрометре в полевых условиях и на PL-4050 в лаборатории, приведены в табл. 3.1.

Показатели таблицы свидетельствуют о достаточно хорошем совпадении результатов; в основном концентрации различаются в пределах точности определений.

47

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЦЕЗИЯ-137 В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Одним из решающих моментов в оценке радиационной об­ становки, сложившейся под влиянием тех или иных причин, является определение содержания радиоизотопов в организме человека. В зависимости от условий проводимых работ и тре­ бований, предъявляемых к ним, используют различные методы определений, начиная от анализа патологоанатомического мате­ риала и кончая применением счетчиков всего тела человека. Анализ патологоанатомического материала, несмотря на оче­ видные преимущества, связанные с большой точностью резуль­ татов, имеет ограниченное применение (за исключением опреде­ ления содержания Sr90 в скелете человека по экстрагированным зубам [137, 138]). Что касается измерений содержания Cs137, который фиксируется в мягких тканях, то получение представи­ тельной выборки, обеспечивающей достоверность результатов для различных контингентов, практически очень сложно.

Широко используемые в настоящее время методы определе­ ния содержания радиоактивных изотопов, в частности Cs137, в организме человека можно подразделить на две группы: косвен­ ные и прямые методы. Косвенные методы радиометрии дают возможность рассчитать содержание изотопа в организме по его поступлению с рационом, выделению с мочой и экскрементами. Прямой метод — непосредственное измерение излучения тела специальными счетчиками и спектрометрами. Каждый из мето­

48

дов'обладает своими преимуществами и недостатками, и исполь­ зование того или иного диктуется задачами и возможностями

проводимых исследований.

Расчет содержания Cs137 в организме по поступлению или выделению изотопа основан на использовании математических моделей кинетики обмена изотопа в организме. Накопление Cs137 в организме человека в случае хронического поступления хорошо описывается экспоненциальной функцией [8, 29, 139]:

где Q — содержание Cs137 в организме; а — ежесуточное поступ­

Период эффективного полувыведения определяется в основ­ ном биологическим выведением изотопа из организма и меняется и зависимости от возраста и пола. Так, по данным ряда авторов, среднее значение Ті/2 для детей в возрасте 6—16 лет составляет 46—57 дней [140—142]. Заметно меньшее значение Т%/2 (20 дней) для возрастной группы 5—14 лет указывают другие авторы [143]. У взрослых людей значение 7Ѵ2 резко возрастает. Так, для стан­

половых различий. Однако многими исследователями показано, что выведение Cs137 из организма женщин происходит быстрее,

авторы приводят значения, соответственно равные 93 и 47 дням [143]. Более детальное изучение показало, что для мужчин 7Ѵ2 составляет в среднем 82—115 дней при вариации этого пара­ метра от 35 до 194 дней [144, 145]. В одном из обзорных докла­ дов НКДАР [139] сообщены данные различных авторов, приво­ дящих средние значения 7Т/2, равные 100—120 дням, и указы­ вающих на большой диапазон колебаний (59—160 дней). Эти же авторы сообщают, что процесс метаболизма более надежно описывается двухкомпонентной моделью, причем 10—15% изо­ топа выводятся с 7’і/2=1 —1,5 дня, а оставшаяся часть — более медленно: с 7Ѵ2=100 дней [146, 147]. Другие авторы показали, что процесс метаболизма Cs137 описывается несколькокомпонентной экспоненциальной моделью, однако для практических целей в условиях хронического поступления изотопа однокомпонентная модель является достаточно хорошим приближением и 7Ѵ2 составляет 105 дней для мужчин и 80 дней для жен­ щин [148].

Таким образом, математическая модель позволяет рассчиты­ вать содержание Cs137 в организме человека, основываясь на информации о среднесуточном поступлении изотопа с рационом и константах метаболизма. Этот метод дает возможность опре­ делять средние значения для различных возрастных и половых контингентов и, таким образом, более детально исследовать радиационную обстановку и распределение дозовых нагрузок в зависимости от пола и возраста. Однако диапазон колебании биологических параметров свидетельствует о том, что исполь­ зование средних показателей может привести к существенным искажениям результатов и, помимо этого, не позволяет иссле­ довать статистические характеристики распределения уровней накопления изотопа у однородных групп населения. Кроме того, индивидуальные особенности питания населения также нивели­ руются при подобных расчетах, не говоря уже о том, что поступ­ ление Cs137 с рационом может существенно изменяться во времени.

В этом отношении более точным и приемлемым представ­ ляется расчет содержания Cs137 по выделению его с мочой и калом человека. Практически подобные расчеты достаточно основывать на выделении изотопа с мочой, поскольку, по дан­ ным многих исследователей, основное количество изотопа вы­ водится из организма человека преимущественно через почки. Среднее соотношение между содержанием Cs137 в моче и кале несколько колеблется, составляя у взрослых 3,1—3,3 [144], 3,4 [149], 4 [150]. Более высокое соотношение, а именно 5,7, уста­ новлено у детей [141].

Эти данные свидетельствуют о достаточной стабильности со­ отношения между экскрецией Cs137 с мочой н экскрецией его- с калом. Расчет содержания изотопа в организме производится по формуле:

содержание изотопа в организме находится в равновесном со­ стоянии. Для Cs137 каждый данный момент времени формально может рассматриваться как момент равновесного состояния, поскольку в организме происходит 100%-ное всасывание изо­ топа из желудочно-кишечного тракта, и выделение его пропор­ ционально общему содержанию в организме, но не поступлению в данный момент.

Рассмотренный выше метод позволяет определять содержа­ ние Cs137 в организме отдельных индивидуумов, но использова­ ние его для массового исследования и контроля ограничено техническими трудностями сбора экскрементов. К недостаткам

50