Неотложная помощь при остром поражении изотопами цезия

Содержание

[убрать]

· 1Образование и распад

· 2Цезий-137 в окружающей среде

o 2.1Ядерные испытания

o 2.2Радиационные аварии

o 2.3Локальные заражения

· 3Биологическое действие

· 4Получение

· 5Применение

· 6См. также

· 7Ссылки

· 8Примечания

Образование и распад[править | править вики-текст]

Цезий-137 является дочерним продуктом β⁻-распада нуклида ¹³⁷Xe (период полураспада составляет 3,818(13)^[2] мин):

.

Цезий-137 претерпевает бета-распад (период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария ¹³⁷Ba:

.

В 94,4^[4] % случаев распад происходит c промежуточным образованием ядерного изомера бария-137 ¹³⁷Ba^m (его период полураспада составляет 2,55 мин), который в свою очередь переходит в основное состояние с испусканием гамма-кванта с энергией 661,7 кэВ (или конверсионного электрона с энергией 661,7 кэВ, уменьшенной на величину энергии связи электрона). Суммарная энергия, выделяющаяся при бета-распаде одного ядра цезия-137, составляет 1175,63 ± 0,17^[1] кэВ.

Цезий-137 в окружающей среде[править | править вики-текст]

Карта радиационного загрязнения цезием-137 территорий, граничащих с Чернобыльской зоной отчуждения (на 1996 г.)

Выброс цезия-137 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики.

Ядерные испытания [править | править вики-текст]

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагатьсяспециальный раздел. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел.

Радиационные аварии [править | править вики-текст]

· При аварии на Южном Урале в 1957 г. произошёл тепловой взрыв хранилища радиоактивных отходов, в результате которого в атмосферу поступили радионуклиды с суммарной активностью 74 ПБк, в том числе 0,2 ПБк ¹³⁷Cs^[5].

· При аварии на реакторе в Уиндскейле в Великобритании в 1957 г. произошел выброс 12 ПБк радионуклидов, из них 46 ТБк ¹³⁷Cs^[5].

· Технологический сброс радиоактивных отходов предприятия «Маяк» на Южном Урале в р. Течу в 1950 г. составил 102 ПБк, в том числе ¹³⁷Cs 12,4 ПБк^[5].

· Ветровой вынос радионуклидов из поймы оз. Карачай на Южном Урале в 1967 г. составил 30 ТБк. На долю ¹³⁷Cs пришлось 0,4 ТБк^[5].

· В целях глубинного зондирования земной коры по заказу министерства геологии произведён подземный ядерный взрыв 19 сентября 1971 г. около д. Галкино в Ивановской области. На 18 минуте после взрыва в метре от скважины с зарядом образовался фонтан из воды и грязи. В настоящее время мощность излучения составляет порядка 3 миллирентген в час, изотопы цезий-137 и стронций-90 продолжают выходить на поверхность.

· В 1986 г. во время аварии на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) из разрушенного реактора было выброшено 1850 ПБк радионуклидов, при этом на долю радиоактивного цезия пришлось 270 ПБк. Распространение радионуклидов приняло планетарные масштабы. На Украине, в Белоруссии и Центральном экономическом районе Российской Федерации выпало более половины от общего количества радионуклидов, осевших на территории СНГ. Среднегодовая концентрация цезия-137 в приземном слое воздуха на территории СССР в 1986 году повысилась до уровня 1963 года (в 1963 г. наблюдалось повышение концентрации радиоцезия в результате проведения серии атмосферных ядерных взрывов в 1961—1962 гг.)^[6]

· В 2011 г. во время аварии на АЭС Фукусима-1 из разрушенного реактора было выброшено значительное количество цезия-137 (агентство по атомной безопасности считает, что выброс радиоактивного цезия-137 из трёх реакторов составил 770 ПБк, оценки ТЕРСО в два раза ниже^[7]). Распространение, в основном, происходит через воды Тихого океана.

Локальные заражения [править | править вики-текст]

Известны случаи загрязнения внешней среды в результате небрежного хранения источников цезия-137 для медицинских и технологических целей. Наиболее известным в этом отношении является инцидент в Гоянии, когда мародёрами из заброшенной больницы была похищена деталь из установки для радиотерапии, содержащая цезий-137. В течение более чем двух недель с порошкообразным цезием контактировали все новые люди, и никто из них не знал о связанной с ним опасности. Радиоактивному заражению подверглись приблизительно 250 человек, четверо из них умерли.

На территории СССР инцидент с длительным облучением жителей одного из домов цезием-137 произошёл в 1980-х годах в Краматорске.

Биологическое действие[править | править вики-текст]

Внутрь живых организмов цезий-137 в основном проникает через органы дыхания и пищеварения. Хорошей защитной функцией обладает кожа (через неповреждённую поверхность кожи проникает только 0,007 % нанесённого препарата цезия, через обожжённую — 20 %; при нанесении препарата цезия на рану всасывание 50 % препарата наблюдается в течение первых 10 мин, 90 % всасывается только через 3 часа). Около 80 % попавшего в организм цезия накапливается в мышцах, 8 % — в скелете, оставшиеся 12 % распределяются равномерно по другим тканям^[5].

Накопление цезия в органах и тканях происходит до определённого предела (при условии его постоянного поступления), при этом интенсивная фаза накопления сменяется равновесным состоянием, когда содержание цезия в организме остаётся постоянным. Время достижения равновесного состояния зависит от возраста и вида животных. Равновесное состояние у сельскохозяйственных животных наступает примерно через 10—30 дней, у человека приблизительно через 430 суток^[5].

Цезий-137 выводится в основном через почки и кишечник. Через месяц после прекращения поступления цезия из организма выводится примерно 80 % введённого количества, однако при этом следует отметить, что в процессе выведения значительные количества цезия повторно всасываются в кровь в нижних отделах кишечника^[5].

Биологический период полувыведения накопленного цезия-137 для человека принято считать равным 70 суткам (согласно данным Международной комиссии по радиологической защите)^[5][8]. Тем не менее, скорость выведения цезия зависит от многих факторов — физиологического состояния, питания и др. (например, приводятся данные о том, что период полувыведения для пяти облучённых человек существенно различался и составлял 124, 61, 54, 36 и 36 суток)^[5].

При равномерном распределении цезия-137 в организме человека с удельной активностью 1 Бк/кг мощность поглощённой дозы, по данным различных авторов, варьирует от 2,14 до 3,16 мкГр/год^[5].

При внешнем и внутреннем облучении биологическая эффективность цезия-137 практически одинакова (при сопоставимых поглощённых дозах). Вследствие относительно равномерного распределения этого нуклида в организме органы и ткани облучаются равномерно. Этому также способствует высокая проникающая способность гамма-излучения нуклида ¹³⁷Ba^m, образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см^[5].

Развитие радиационных поражений у человека можно ожидать при поглощении дозы примерно в 2 Гр и более. Симптомы во многом схожи с острой лучевой болезньюпри гамма-облучении: угнетённое состояние и слабость, диарея, снижение массы тела, внутренние кровоизлияния. Характерны типичные для острой лучевой болезни изменения в картине крови^[5]. Уровням поступления в 148, 370 и 740 МБк соответствуют лёгкая, средняя и тяжёлая степени поражения, однако лучевая реакция отмечается уже при единицах МБк^[5].

Помощь при радиационном поражении цезием-137 должна быть направлена на выведение нуклида из организма и включает в себя дезактивацию кожных покровов, промывание желудка, назначение различных сорбентов (например, сернокислого бария, альгината натрия, полисурмина), а также рвотных, слабительных и мочегонных средств. Эффективным средством для уменьшения всасывания цезия в кишечнике является сорбент ферроцианид, который связывает нуклид в неусваиваемую форму. Кроме того, для ускорения выведения нуклида стимулируют естественные выделительные процессы, используют различные комплексообразователи (ДТПА, ЭДТА и др.)^[5].

Получение[править | править вики-текст]

Из растворов, полученных при переработке радиоактивных отходов ядерных реакторов, ¹³⁷Cs извлекается методами соосаждения с гексацианоферратами железа, никеля, цинка или фторовольфраматом аммония. Используют также ионный обмен и экстракцию^[9].

Применение[править | править вики-текст]

Цезий-137 используется в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, для радиационной стерилизации пищевых продуктов, медицинских препаратов и лекарств, в радиотерапии для лечения злокачественных опухолей. Также цезий-137 используется в производстве радиоизотопных источников тока, где он применяется в виде хлорида цезия (плотность 3,9 г/см³, энерговыделение около 1,27 Вт/см³). Цезий-137 используется в датчиках предельных уровней сыпучих веществ (уровнемерах) в непрозрачных бункерах.

Цезий-137 имеет определённые преимущества перед радиоактивным кобальтом-60: более длительный период полураспада и менее жёсткое гамма-излучение. В связи с этим приборы на основе ¹³⁷Cs долговечнее, а защита от излучения менее громоздка. Однако, эти преимущества становятся реальными лишь при отсутствии примеси¹³⁴Cs с более коротким периодом полураспада и более жёстким гамма-излучением^[10].

 

Радиоактивный цезий∗ И. Я. Василенко доктор медицинских наук, Государственный научный центр — Институт биофизики О. И. Василенко† доктор физико-математических наук, физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова Цезий (Cs) — щелочной металл 1 группы Периодической системы Д. И. Менделеева относится к микроэлементам. В крайне незначитель- ном количестве он содержится во всех внешних средах. Кларковое содер- жание нуклида в земной коре — 3, 7·10−4 %, почве — 5·10−5 %, живой фи- томассе — 6·10−6 %. В организм человека входят практически все химиче- ские элементы, из них 47 считаются биогенными — жизненно необходи- мыми: O, C, H, Ca,P, K, S, Cl, Na, Mg, Zn, Fe, Mn,I, Co, Se. Они входят в состав тканей и химически активных соединений — гормонов, фер- ментов, витаминов, пигментов и считаются незаменимыми. В организме содержатся и все другие элементы, в том числе цезий. Физиологическое и биохимическое их значение остается недостаточно изученным. Очевидно, они также играют свою роль в сохранении гомеостаза организма. Чело- веку цезий поступает в основном с продуктами питания. Через органы дыхания поступает лишь 0,25 %. Среднее содержание цезия в организме взрослого человека составляет 0,0015 г, при суточном поступлении около 10 мкг. ∗И. Я. Василенко, О. И. Василенко. “Радиоактивный цезий.” // Энергия: экономика, техника, экология. 2001, N 7, С. 16–22. †E-mail address: [email protected] 1 1 Источники поступления во внешнюю среду Из 23 изотопов цезия 22 радиоактивных с массовыми числами 123 ÷ 132 и 134 ÷ 144. Радиоизотопы цезия образуются при делении ядер атомов тяжёлых элементов (при ядерных взрывах и в ядерных реакторах) и с помощью ускорителей заряженных частиц. Ядерно-физические харак- теристики основных радиоактивных изотопов цезия приведены в табли- це 1. Ядерные взрывы и крупные радиационные аварии на радиационных предприятиях стали основным источником радиоактивного загрязнения природной среды планеты. Вклад СССР и США в радиоактивное за- грязнение примерно одинаков по 40 %, остальные 20 % приходятся на Англию, Францию и Китай. Радиоактивные выпадения радиоизотопов цезия на сушу при испы- таниях ядерного оружия и выбросов ядерных предприятий явились наи- более значимым источником загрязнения внешней среды и радиацион- ного воздействия на человека. Из радиоизотопов цезия наибольшее зна- чение имеет 137Cs, характеризующийся большим выходом в реакциях деления и сроками жизни (T1/2 = 30, 2 года), высокой миграционной спо- собностью и токсичностью. Он считается одним из наиболее значимых радионуклидов продуктов ядерного деления (ПЯД). Цезий-137 — бета- излучатель со средней энергией бета-частиц 170,8 кэВ. Его дочерний ра- дионуклид 137mBa имеет период полураспада 2,55 мин и испускает при распаде гамма-кванты с энергией 661,6 кэВ. Выход 137Cs при делении меняется в зависимости от делящегося вещества и энергии нейтронов, вызывающих деление (таблице 2). Общее поступление нуклида в стратосферу за счет прошедших ядер- ных испытаний равно примерно 960 ПБк с плотностью выпадений в Се- верном, Южном полушариях и в среднем на земном шаре 3,42; 0,86 и 3, 14·103 Бк/м2 соответственно [3]. На территориях бывшего СССР сред- ний уровень составляет 3, 4 · 103 Бк/м2 [4]. В отдельных регионах уровни загрязнения в силу их физико-географических и климатических условий выше приведенных значений. Уровни загрязнения постепенно снижают- ся вследствие физического распада радионуклидов. В выпавших ПЯД повышается относительное содержание долгоживущих радионуклидов, в том числе цезия-137 (таблице 3). Источником загрязнения внешней среды 137Cs, как было отмечено, являются радиационные предприятия. В ядерных реакторах в процессе их эксплуатации накапливаются продукты деления урана и плутония, в том числе радиоактивный цезий, и трансурановые элементы (ТУЭ) 2 в огромном количестве. На 1 МВт электрической мощности образуется 130 ТБк радиоцезия, а всего к концу столетия накопление нуклида в ре- акторах во всех странах мира достигнет около 900 ЭБк [5], что примерно в 1000 раз превышает количество радиоцезия, выпавшего на поверхность Земли (960 ПБк). Согласно прогнозу, в 2000 году реакторами всех стран мира в атмосферу может быть выброшено 1, 1 ÷ 5, 2 ТБк 137Cs [5]. Известно, что при эксплуатации АЭС в нормальном режиме выбро- сы радионуклидов, в том числе радиоактивного цезия, незначительны. На 1 ГВт электрической мощности выброс водо-водяных реакторов до- стигает 29,7 ГБк [3]. По данным дозиметрического контроля концентра- ция радионуклидов в районах расположения АЭС лишь незначительно превышает концентрацию нуклида в контрольных районах. Источником загрязнения являются также радиохимические заводы (РХЗ) по перера- ботке отработавших твэлов и хранилища радиоактивных отходов (РАО). Сложные ситуации могут возникнуть при радиационных авариях. За- регистрированы сотни аварий. Однако лишь некоторые из них сопровож- дались поступлением во внешнюю среду значительных количеств радио- нуклидов. Так при аварии в Уиндскейле (1957 г) в результате ошибки при управлении реактором стало перегреваться топливо и возник пожар, ко- торый продолжался 3 суток. Во внешнюю среду поступило 12 ПБк ради- онуклидов, в том числе 131I – 740 ТБк, 137Cs – 44 ТБк, 106Ru – 12 ТБк [3]. При аварии на АЭС Три Майл Айленд (1979 г) произошел выброс пара и продуктов деления из поврежденного реактора. В атмосферу поступило 370 ПБк РБГ, в основном 133Xe, около 550 ТБк 131I [3]. Авария на Черно- быльской АЭС (1986 г) явилась самой крупной за весь период развития ядерной энергетики. Из разрушенного ядерного реактора было выброше- но огромное количество радионуклидов – 1,85 ЭБк (без РБГ). На долю радиоактивного цезия пришлось 270 ПБк. Распространение радионукли- дов приняло практически глобальный характер. На территории бывшего СССР выпало около 40 % инжектированного радиоцезия, который по- сле распада радиоактивного йода (через 2–3 месяца) стал критическим нуклидом. Особенностью Чернобыльской аварии является крайне неод- нородный характер радиоактивного загрязнения, связанный с длитель- ным выбросом радионуклидов (10 суток) и изменявшимися погодными условиями (выпадение осадков и изменениями направления ветра). На Урале произошло 2 крупных аварии. Первую из них можно лишь условно назвать аварией. С 1949 г по 1956 г осуществлялся вынужденный сброс высокоактивных отходов радиохимическим заводом предприятия "Маяк" в реку Теча. Было сброшено 102 ПБк радионуклидов, в том чис- ле 12,4 ПБк 137Cs. Около четверти суммарной активности приходилось на 90Sr и 137Cs. Присутствовали также радиоизотопы ниобия, рутения, 3 редкоземельных элементов. В 1951 г в верховьях реки Теча уровни за- грязнения воды местами превышали допустимые концентрации в 2 ÷ 3 тысячи раз по 90Sr и в 100 раз по 137Cs и 89Sr. Другая авария произошла в 1957 г в районе города Кыштым, когда в результате теплохимического взрыва хранилища высокоактивных отходов из хранившихся 74 · 1016 Бк (20 МКи) произошел выброс радионуклидов общей активностью 74 ПБк (2 МКи), в том числе 137Cs. Радиоактивному загрязнению подверглись значительные территории Челябинской, Свердловской и Тюменской об- ластей. Загрязнённым оказался регион площадью около 15000 км2 [6, 7]. Следует также отметить ветровой вынос радионуклидов из поймы озера Карачай (1967 г), который составил 37 ТБк. На долю 137Cs пришлось 0,4 ТБк. Таким образом радиоактивное загрязнение цезием-137 при испыта- ниях ядерного оружия носило глобальный характер. Радиоактивному загрязнению при аварии на ЧАЭС подверглись не только территории бывшего СССР, но и всего Северного полушария. При других радиа- ционных авариях загрязнение носило в основном локальный характер. Суммарный запас 137Cs на территории России оценивается в 5, 66·1016 Бк (1,53 млн Ки), из которых 58 % приходится на глобальное загрязнение, 38 % является следствием выпадений в результате аварии на ЧАЭС, 3,6 % — следствием аварии и инцидентов в районе ПО "Маяк" на Юж- ном Урале, 0,4 % — следствием сбросов жидких радиоактивных отходов Красноярским ГХК в р. Енисей и прочие источники — менее 0,1 % [8]. 2 Миграции во внешней среде Миграция радионуклидов во внешней среде чрезвычайно сложный про- цесс. Подробное рассмотрение её выходит за рамки обзора. Мы остано- вимся в основном на процессах миграции радиоцезия по пищевым це- почкам, поскольку продукты питания являются основным источником поступления нуклида человеку. Этой сложной проблеме посвящены мно- гие публикации [4, 5, 12]. Подвижность радионуклидов в биоценозе за- висит от их физико-химических свойств, условий окружающей среды и биологических особенностей растений и животных. Носителями актив- ности при ядерных взрывах являются аэрозоли, образующиеся в резуль- тате конденсации радиоактивных и нерадиоактивных продуктов взры- ва. В процессах миграции и биологической доступности радионуклидов большую роль играет растворимость аэрозолей и степень выщелачива- ния радионуклидов из частиц, определяемая условиями их образования. Атмосфера является первичным резервуаром, откуда радионуклиды по- 4 ступают на земную поверхность. Примерно 1/3 всего количества про- дуктов деления, образовавшихся при испытаниях ядерного оружия, вы- пало на сушу, остальная часть в океан. Цезий, поступивший во внеш- нюю среду, интенсивно включается в процессы миграции, особенно в начальный период, чему способствуют два обстоятельства. Во-первых, предшественниками 137Cs являются йод и ксенон: 137I(24, 2 c) β− −→ 137Xe (3,9 мин) β− −→ 137Cs, которые присутствуют в газовой фазе. Образовавши- еся микроаэрозоли абсорбируются более крупными частицами, образую- щимися при ядерных взрывах и медленно выпадающими на поверхность Земли. Процесс выпадения ускоряют атмосферные осадки и агрегания частиц с образованием более крупных. Период полуочищения страто- сферы равен примерно 1 году. Во-вторых, при всех (кроме наземных на силикатных почво-грунтах и подземных) ядерных взрывах и аварийных выбросах ядерных предприятий выпавшие радионуклиды характеризу- ются хорошей растворимостью, что имеет принципиальное значение в процессах их миграции. При наземных взрывах на силикатных почво- грунтах и подземных взрывах радиоактивные частицы характеризуют- ся слабой растворимостью. Содержание 137Cs в атмосферных осадках в растворимой форме колеблется в широких пределах. Оно составляет 9, 3÷83, 4 %, в среднем 49 % [13], что связано с условиями формирования радиоактивных частиц. Радиоактивный цезий, выпавший на поверхность Земли, перемеши- вается под влиянием природных факторов в горизонтальном и верти- кальном направлениях. Горизонтальная миграция обусловлена ветровой эрозией почв и атмосферными осадками, а вертикальная — фильтраци- онными токами воды, почвенной деятельностью животных и микроор- ганизмов, выносом из корнеобитаемого слоя растениями, сельскохозяй- ственной деятельностью человека и др. Нуклид в первые годы после выпадения находится в верхнем 5 ÷ 10 сантиметровом слое. Удержанию нуклида способствуют мелкодисперсные фракции почвы и органические вещества, повышающие сорбционные свойства почвы. Начальным звеном большинства пищевых цепочек являются расте- ния. Радионуклиды могут попасть на растения (листья, стебли, плоды) непосредственно в момент радиоактивных выпадений, через корневую систему из почвы и с загрязнённой водой при использовании ее для оро- шения. Уровни поверхностного загрязнения растений определяются их морфологическими особенностями и физико-химическими особенностя- ми выпадающих аэрозолей. По степени задержки растения можно распо- ложить в ряд: капуста > свекла > картофель > пшеница > естественная травянистая растительность. Растения способны задерживать аэрозоли 5 размером менее 45 мкм. Коэффициент задержки аэрозолей разнотравьем колеблется от 0,10 до 0,36. Всасывание с поверхности растений раствори- мого цезия достигает 10 %. Усвоение из загрязнённой почвы зависит от особенностей растений и вида почвы. Концентрация нуклида в генера- тивных и вегетативных органах растений примерно одинакова. Наиболее высокие показатели перехода цезия из почвы в растения отмечены на торфянисто-болотных почвах Украинско-Белорусского полесья. Коэф- фициент перехода для зерна, картофеля, огурцов, помидоров достигает 4, 8·10−9; 1÷2·10−11; 6·10−12; 1÷4·10−11 (Бк/кг)/(Бк/км2) соответствен- но [14]. Переход цезия в многолетние травы на пахотных землях ниже, чем на естественных угодьях. Основным источником поступления радиоцезия человеку являются продукты питания животного и растительного происхождения. Радио- активный цезий, поступающий животным с загрязненным кормом, в ос- новном накапливается в мышечной ткани (до 80 %) и в скелете (10 %). Остальное количество нуклида относительно равномерно распределяет- ся по другим органам. При длительном поступлении нуклида равновес- ная концентрация у коров наступала к концу месяца, у коз за 10 дней. Кратность накопления (содержание нуклида в организме по отношению к суточному поступлению) у коров и свиней равна 10 ÷ 20. Содержание цезия в период равновесного состояния в 1 кг мышц у коров, овец, коз, свиней и кур составляет 4, 8, 20, 26 и 450 % от суточного поступления соответственно [15]. Кратность накопления и содержание нуклида в ор- ганах при прочих равных условиях зависит от возраста животных. Цезий в значительных количествах выводится с молоком лактирую- щих животных. Максимальная концентрация нуклида в молоке коров равная 0, 2 ÷ 0, 3 % в 1 литре от поступившего количества зарегистри- рована через 24–48 часов. При длительном поступлении цезия коровам содержание нуклида достигало 0, 8÷1, 2 % в 1 литре молока от ежеднев- ного поступления, у овец 5 ÷ 15 %, коз 10 ÷ 29 % [9]. У кур в период равновесного состояния, наступавшего на 6–7 сутки, содержание цезия в яйце достигало 2, 3 ÷ 3, 3 % от суточного поступления [16]. В белке содержалось в 2 ÷ 3 раза больше цезия, нежели в желтке. Гидробион- ты накапливают цезий в большом количестве. Коэффициент накопления нуклида в мышцах рыб достигает 1000 и более, у моллюсков — 100÷700, ракообразных — 50 ÷ 1200, водных растений — 100 ÷ 10000 [17]. Поступление цезия человеку зависит от характера питания. Так по- сле аварии на ЧАЭС в 1980–1985 гг вклад различных продуктов в сред- несуточное поступление радиоцезия в наиболее загрязненных областях Беларуси был следующим: молоко — 17 %, мясо — 6 %, рыба — 1,5 %, картофель — 40,5 %, овощи — 9 %, фрукты и ягоды — 4 %, грибы — 13 %, 6 хлеб — 3 ÷ 6 %, а в 1990 г: молоко — 19 %, мясо — 9 %, рыба — 0,5 %, картофель — 46 %, овощи — 7,5 %, фрукты и ягоды — 5 %, хлеб и хлебо- продукты — 13 % [18]. Регистрируют повышенное содержание радиоце- зия у жителей, потребляющих в больших количествах "дары природы" (грибы, лесные ягоды и особенно дичь). Численность таких жителей до- стигает 5÷15 %. Дозы облучения у них в 5÷10 раз превышают среднюю дозу основной группы населения [19]. 3 Процессы метаболизма Радиоактивный цезий, поступая во внешнюю среду, как основной до- зообразующий радионуклид ПЯД, становится источником хроническо- го внешнего и внутреннего облучения населения. В организм человека нуклид может поступать в основном через органы дыхания в период радиоактивных выпадений и перорально с загрязненными продуктами питания и водой. Радиоцезий в тех или иных количествах присутствует у всех жителей планеты. Всасывание, накопление в органах и тканях, выведение нуклида из организма определяется его физико-химическими характеристиками. Независимо от пути поступления всасывание раство- римых форм нуклида достигает практически 100 %. Процессы всасыва- ния протекают интенсивно. В крови радиоцезий регистрировали уже с первых минут его поступления в организм. Через неповреждённую кожу нуклид практически не всасывается (0,007 %). Через травмированные и ожоговые поверхности, раны всасывание, в зависимости от характера травмы, может быть значительным. Однако, этот путь поступления не имеет практического значения. В обмене радиоактивного цезия много общего с обменом калия. Всо- савшийся нуклид, как уже было отмечено, в основном накапливается в мышечной ткани (80 %), скелете (10 %), остальные 10 % относительно равномерно распределяются в других органах и тканях. Выводится це- зий из организма в основном через почки и кишечник. Около 90 % цезия, поступившего человеку с пищей, выводится с мочой. Процессы выведе- ния нуклида через кишечник сопровождаются повторным всасыванием значительных количеств нуклида в нижних его отделах. Около 10 % поглощённого радионуклида выводится из организма быстро — период биологического выведения (Tб) равен около 1 суток. Остальная часть выводится медленно. Tб колеблется от 50 до 200 суток. У беременных женщин радиоцезий проникает через плаценту в плод. Чем старше эм- брион, тем в больших количествах нуклид накапливается в его органах и тканях. В плоде средняя концентрация нуклида в среднем в 5 раз ниже 7 концентрации в теле матери. Различия связаны с барьерной функцией плаценты и большой скоростью обмена цезия к плода. Ребенку цезий может поступать с грудным молоком матери. Следует отметить, что процессы обмена радиоактивного цезия зави- сят от многих факторов: физиологического состояния организма, воз- раста, характера питания, питьевого режима, обеспеченности организма калием, др. Так у пяти человек, которым случайно поступил нуклид в организм, биологический период выведения существенно различался и составлял 124, 61, 54, 36 и 36 суток. МКРЗ рекомендует биологический период выведения у взрослого человека считать равным 70 суткам. Вы- ведение стабильного цезия с мочой для условного человека принимается равным 9 мкг/сут, с калом менее 1 мкг/сут [20]. 4 Токсичность Радиоактивный цезий, поступивший во внешнюю среду, стал источни- ком хронического внешнего и внутреннего облучения всех растительных и животных организмов, включая человека. Дозы облучения биоты (рас- тений и животных) обычно выше доз облучения человека при равных плотностях загрязнения, что связано процессами задержки радионукли- дов растениями и поступления их животным. Радиоактивный цезий был основным дозообразующим нуклидом об- лучения населения при испытаниях ядерного оружия и радиационных авариях. Ожидаемая эффективная доза облучения населения земного шара в результате ядерных испытаний в атмосфере равна 540 мкЗв, а коллективная — 220 · 104 чел.Зв. Вклад внешнего излучения, инга- ляционного и перорального поступления равен соответственно 150; 0,1; 6, 9·105 чел.Зв [3]. Дозы облучения населения в зонах местных выпадений были существенно выше. В ряде случаев наблюдали острое лучевое по- ражение. Свой вклад в облучение вносят выбросы предприятий ядерной энергетики. В условиях нормальной эксплуатации выбросы радионук- лидов, как известно, незначительны. Иные ситуации складываются при авариях (аварии на Урале, ЧАЭС, Уиндскейле и др.). Радиоцезий, поступая в организм, относительно равномерно распре- деляется, что приводит к практически равномерному облучению органов и тканей. Этому способствует высокая проникающая способность гамма- квантов его дочернего нуклида 137mBa (Eγ = 0, 662 МэВ), равная при- мерно 12 см. При равномерном распределении нуклида в теле взрослого человека с удельной активностью 1 Бк/(кг массы тела) поглощённая до- за по данным разных авторов колеблется от 2,14 до 3,16 мкГр/год, в 8 среднем 24 мкГр [4]. Биологическая эффективность 137Cs поэтому при внешнем и внутреннем облучении в сопоставимых дозах практически одинакова. Радиоактивный цезий характеризуется достаточно высокой токсич- ностью, мало зависящей от пути поступления нуклида в организм. Био- логическое действие радиоцезия достаточно полно исследовано на раз- ных видах животных. У крыс острые (СД50/30), подострые и хронические поражения регистрировали при введении нуклида в количестве 8 · 105; 6, 5 · 105; и 3, 7 · 105 Бк/(г массы тела). При остроэффективных дозах животные погибали через 2–3 недели, когда в организме формировались дозы, равные примерно 30 Гр. В течении болезни имелось много общего с острой лучевой болезнью при внешнем γ-облучении. Болезнь харак- теризовалась угнетением, слабостью, снижением массы тела, поносом, кровоизлияниями в подкожную клетчатку и внутренние органы. Изме- нения показателей крови были типичными для острой лучевой болезни при внешнем γ-облучении. В количестве 7, 8÷12, 6·104 Бк 137Cs не оказы- вает влияния на продолжительность жизни крыс. У животных, однако, длительное время сохранялась лейкопения, а в отдаленные сроки реги- стрировали доброкачественные и злокачественные опухоли. Для собак необходимы в 5 ÷ 6 раз меньшие количества нуклида [21, 22]. У человека можно ожидать развитие лучевых поражений при по- ступлении радиоцезия в 2 ÷ 3 раза меньших количествах по сравнению с собаками. Различия связаны с видовой радиочувствительностью и ин- тенсивностью процессов обмена. Радиационные поражения легкой, сред- ней и тяжёлой степени у взрослого человека можно ожидать при поступ- лении 148, 370 и 740 МБк/организм. Поглощённые дозы могут составить 2,5 и более грей. Лучевая реакция может развиться при поступлении со- тен мкКи [23]. Фракционирование дозы нуклида снижает его биологическую эффек- тивность в результате восстановительных процессов и защитно-компен- саторных механизмов, осуществляемых на всех уровнях интеграции ор- ганизма. Особый практический интерес представляет хроническое по- ступление нуклида в малых дозах. Так у крыс при ежемесячном поступ- лении радиоцезия в количестве 3, 7 · 103 и 3, 7 · 103 Бк, когда к концу года формировались дозы порядка 0,37 и 3,7 Гр, состояние животных в острый период оставалось без существенных изменений. Отмеченные изменения иммунитета носили кратковременный преходящий характер. При меньших количествах (37 ÷ 370 Бк) нарушения практически отсут- ствовали [24]. Практический интерес представляют клинические наблюдения. Ра- диоактивный цезий нашел широкое применение в народном хозяйстве, 9 медицине и науке. Промышленное получение нуклида осуществляется выделением его из ПЯД методом экстракции, соосаждения и адсорбции. Небрежное хранение нуклида и нарушение техники безопасности при- водило не только к внешнему облучению людей, но и к поступлению нуклида в организм людей. Так пострадавший выпил по ошибке раствор цезия с активностью 14, 8·107 Бк. Доза облучения до полного выведения нуклида оценена в 2,4 Гр. Течение болезни характеризовалось умерен- ными функциональными нарушениями сердечно-сосудистой и нервной систем, печени и умеренными изменениями показателей крови. Количе- ство лейкоцитов снижалось до 5, 2 · 109 /л. Для ускорения выведения радиоцезия дважды проведен курс с введением ЭДТУ. Вводили мерка- мин, глюкозу с аскорбиновой кислотой, диета содержала повышенной количество калия. Комплексная терапия способствовала ускорению вы- ведения нуклида из организма и смягчения течения болезни. На течении болезни сказалась длительная алкогольная интоксикация [25]. Описаны случаи поступления радиоактивного цезия человеку и другими автора- ми. Особый интерес представляет случай массового облучения населения в г. Гаояна (Бразилия) в результате небрежного хранения медицинского источника с активностью 5, 2·1013 Бк. Острые радиационные поражения в результате внешнего и внутреннего облучения получили 17 человек, из них тяжёлой, средней и легкой степени — соответственно 5, 3 и 9 человек, 4 человека умерло. В зависимости от тяжести поражения пострадавшим могло поступить 11 ÷ 1110 МБк цезия. Вклад внутреннего облучения не превышал 15÷30 %, за исключением одного случая, где он мог составить 50 %. Все пострадавшие получили интенсивное лечение, что очевидно снизило летальность [26]. 5 Профилактика. Экстренная помощь Профилактика, оказание экстренной помощи и лечение поражений ра- диоактивным цезием проводятся в соответствии со специально разра- ботанными документами. Общие принципы защиты изложены в реко- мендациях МКРЗ и НКРЗ Российской Федерации. В производственных условиях работа с источниками ионизирующих излучений регламенти- руется санитарными правилами и нормами радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом ра- бот. Величины предела годового поступления с воздухом и допустимой объёмной активности в воздухе 134Cs и 137Cs для отдельных лиц из персо- нала приведены в таблице 4, а величины предельного годового поступле- ния с воздухом и пищей, допустимой объёмной активность во вдыхаемом 10 воздухе и воде для населения в таблице 5. В случае поступления значительных количеств цезия в организм че- ловека диагностику проводят по измерению γ-излучения от тела и по β, γ-излучению от выделений (моча, кал). Для этих целей используют бета-гамма-радиометры и спектрометры излучений человека (СИЧ). Неот- ложная медицинская помощь включает дезактивацию тела водой с мы- лом или специальными пастами ("Защита-7", "Радгез-Д", паста-11), про- мывание глаз, полости рта, носоглотки водой или физиологическим рас- твором. Проводят обильное промывание желудка, назначают рвотные средства (1 % раствор апоморфина 0,5 мл под кожу), солевые слаби- тельные (магний и натрий сульфат — 30,0:200,0). Высокоэффективным средством является специальный сорбент цезия — феррацин (1,0:100,0), связывающий цезий и препятствующий его всасыванию в кишечнике. Последовательность проведения защитных мероприятий определяется радиационной обстановкой. Замедление их в начальный период может привести к переоблучению и депонированию всосавшегося цезия. Недо- пустимо откладывать приведение экстренных мер до получения полных дозиметрических данных. Получение их позволяет уточнить и расши- рить объём помощи. Применение феррацина показано для ускорения выведения из орга- низма инкорпорированного цезия. Взрослым и подросткам старше 14 лет назначают по 1 г 3 раза в день, детям до 2 лет по 0,1 г и старше по 0,5 г. Препарат рекомендуется применять в течение 2–4 недель. В регионах радиоактивного загрязнения население подвергается хро- ническому комбинированному облучению — сочетанному внешнему и внутреннему. Радиоактивный цезий является основным дозообразующим нуклидом. С целью снижения доз облучения проводят комплексные ме- ры защиты. Агромелиоративные и зооветеринарные меры защиты поз- воляют существенно снизить содержание радионуклидов в растеневод- ческой и животноводческой продукции. Весьма эффективным средством для получения "чистой" мясо-молочной продукции является применение феррацина — введение его с комбикормом и скармливание животным 1 раз в сутки. Для коров, бычков и овец оптимальными дозами являются 5, 3 и 2 г в сутки. Применение феррацина в колхозах и совхозах при ава- рии на ЧАЭС позволило получать "чистую" мясо-молочную продукцию [28]. Феррацин связывает поступающий с загрязненным к

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: