Указания к выполнению заданий. 1. Внутреннее облучение формируется за счет различных источников

1. Внутреннее облучение формируется за счет различных источников. Вклад космических радионуклидов в суммарную дозу, обусловленную естественным радиационным фоном, невелик. Наиболее значительно облучение от рассеянных во внешней среде естественных радионуклидов.

В районах природных радионуклидных аномалий и антропогенного радиоактивного загрязнения поступление радионуклидов в организм и дозы внутреннего облучения, вызываемые ими, сильно возрастают.

Повышенная опасность радионуклидов, попавших внутрь организма, обусловлена несколькими причинами, а именно: способностью некоторых нуклидов избирательно накапливаться в отдельных органах тела, называемых критическими (например, 30% йода депонируется в щитовидной железе, которая составляет только 0,03% массы тела), и отдавать свою энергию сравнительно небольшому объему ткани; значительной продолжительностью облучения до момента выведения нуклида из органа или уменьшения активности вследствие радиоактивного распада нуклида; ростом опасности высокоионизирующих a- и b- излучений, которые недейственны или малодейственны для внутренних органов при внешнем облучении ввиду низкой проникающей способности.

Нуклиды через кожу, органы дыхания и ЖКТ (желудочно-кишечный тракт) вначале попадают в кровь и разносятся по всему телу или, преимущественно, в критические органы. В некоторых случаях критическими органами становятся ЖКТ, его отдельные участки и легкие.

Поступление радионуклидов через легкие наиболее опасно.

За шесть рабочих часов человек вдыхает 9 м³ воздуха (в целом за 1 сутки 20 м³), а с пищей потребляется только 2,2 л воды. Усвоение и отложение в организме нуклидов через органы дыхания,как правило, выше, чем при заглатывании. Усвоение через поврежденную кожу в 200-300 раз меньше, чем через ЖКТ и не имеет существенного значения по сравнению с этим путем поступления.

Однако, имеются радиоактивные вещества, легко проникающие через кожу (оксид трития, нитрат уранила, изотопы йода и некоторые другие).

2. Радионуклиды избирательно накапливаются в отдельных органах и тканях и создают дозу внутреннего облучения. Характер накопления радионуклидов в организме, отдельных органах и тканях зависит от скорости их поступления с пищевыми продуктами и водой в ЖКТ, с воздухом в легкие; усвоения из ЖКТ или легких; распределения в органах или тканях; времени удерживания в них и т.д.

Для расчета дозы внутреннего облучения необходимо знать некоторые физиологические параметры, характеризующие обменные процессы в организме. МКРЗ рекомендует при таких расчетах использовать следующие величины:

1) минутный объем дыхания;

2) потребление воды;

3) количество воздуха, вдыхаемого человеком;

4) водный баланс организма.

При оценке степени опасности поступления в организм человека радиоактивных изотопов йода необходимы сведения о массе щитовидной железы людей различного возраста и средний эффективной энергии, поглощаемой в щитовидной железе. Последняя слабо зависит от массы щитовидной железы.

Для расчета дозы от остеотропных радионуклидов, на основании радиохимических исследований отдельных проб костной ткани, требуются данные о массе золы, образующейся при озолении отдельных костей скелета.

При расчете дозы внутреннего облучения необходимо знать удельную эффективную энергию, т.е. энергию, поглощенную в 1 г органа (ткани) – мишени Т_м при испускании излучения определенного вида, возникающего при радиоактивном распаде нуклида в органе (ткани) – источнике Т_и.

Для оценки дозы внутреннего облучения необходимы сведения о характере распределения активности радионуклида в теле человека и его эффективном периоде полувыведения из организма, т.е. при расчете доз учитывается интенсивность метаболизма отдельных радионуклидов в организме человека.

Биологические периоды полувыведения нуклидов из критических органов и тканей различаются от десятков суток (­³Н, ¹⁴ С, ²⁴ Na) до бесконечности (полное усвоение: ⁹⁰ Sr, ²³⁹ Pu).

По характеру распределения нуклидов в организме выделяют три их группы:

1) радионуклиды, концентрирующиеся в костях

(⁹⁰ Sr, ²²⁶ Ra, ²³⁹ Pu, ²⁴¹ Am и др.);

2) радионуклиды, поступающие в печень

(¹⁴⁴ Cr, ²³⁹ Pu, ²⁴¹ Am и др.);

3) радионуклиды, распределяющиеся во всем теле

(³ H, ⁶⁰ Co, ¹⁰⁶ Ru, ¹³⁷ Cs и др.).

Задание. Усвоить основные источники и пути поступления радионуклидов в организм человека. Уяснить все необходимые параметры для расчета доз внутреннего облучения, а также особенности накопления и метаболизма радионуклидов в организме.

3. Трудность определения дозы внутреннего облучения состоит в невозможности прямыми методами измерения непосредственно зарегистрировать дозу облучения тела или критического органа.

Процесс определения дозы разбивается на две части. Вначале определяют активность радионуклида в организме, затем рассчитывают дозу с учетом метаболизма радионуклида за тот или иной промежуток времени.

Способы определения инкорпорированной активности:

1) Измерение концентрации радионуклида в источнике поступления (воздух, вода, продукты питания) с последующим расчетом отложения и удержания в организме;

2) Определение радиоактивности в биосубстратах (моче, кале, крови, волосах, зубах и т.п.) с последующим пересчетом на основании принятых моделей метаболизма;

3) Прямое измерение содержания радионуклидов в организме регистрацией проникающего излучения, исходящего из тела человека.

Последний из перечисленных способов сопряжен с использованием спектрометров: СИЧ-01Т, СИЧ-01Щ, СИЧ-01Л, СИЧ-9R, СИЧ-Universal и т.д.

Детекторами γ- излучения данных приборов являются монокристаллы NaJ или TeJ диаметром 150 мм и высотой до 100 мм в диапазоне энергий фотонов 0,1-3 МэВ. Для регистрации низкоэнергетических фотонов с энергией 10 КэВ и выше используют детекторы из сверхчистого германия. Низкую энергию фотонного излучения имеют радионуклиды ²³⁹ Pu (по рентгеновскому излучению) и ²⁴¹ Am (по низко энергетическому γ- излучению). Приборы имеют амплитудные анализаторы импульсов и устройства для размещения человека.

Для экспрессной оценки содержания радионуклида в организме можно использовать радиометр типа СРП-68-01 или СПР-88Н.

Измерения скорости счета допускается с диапазоном до 10 имп/с. Скорость счета n_c – измеряют в трех точках – в районе легких, желудка и щитовидной железы.

Перед обследованием оценивают фон прибора n_ф. Обычно n_ф=50 имп/с, что соответствует примерно 15 мкР/ч. Определяют n_ф от незагрязненных людей в той же геометрии измерения.

Если радионуклид известен и определена его локализация, то можно с погрешностью не более, чем в 2 раза оценить его активность (в Бк) по следующим формулам:

А=2*10³*n_γ*[n_c-(n_ф+∆ n_ф)], при равномерном распределении радионуклида;

А=7,9*10²*n_γ*[n_c-(n_ф+∆ n_ф)], при содержании в легких;

А=4,9*10²*n_γ*[n_c-(n_ф+∆ n_ф)], при содержании в желудке,

Дата добавления: 2015-07-18