Тканевые дозы в теле человека, создаваемые радиоактивными аэрозолями и газами

 

Для оценки степени радиационной опасности газов необходимо знать распределение тканевых доз в теле человека при внутреннем и внешнем облучении. Прогнозирование тканевых доз при внутреннем облучении может быть проведено только на основании данных о закономерностях накопления, распределения и выведения газов из организма человека.

В наибольших количествах инертные газы растворяются в вещест­вах, состоящих из высокомолекулярных соединений, таких, как жир, эритроциты, кровь, и в меньших количествах – в мышцах и воде. На­пример, при производстве изотопов концентрация Хе-133 в теле рабо­тающих может достигать до 0, 2 мкКи.

По рекомендации Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) принята единая схема задержки всех ра­диоактивных веществ в дыхательных путях " стандартного" человека. По этой схеме для всех изотопов независимо от размера, плотности, формы частиц и химического состояния принимается, что 75%посту­пающей активности задерживается в органах дыхания (из них 50% задерживается в дыхательных путях и затем заглатывается, а 25% осаждается в легких). В рекомендациях МКРЗ биологический период полувыведения I-131 из щитовидной железы принят равным 7, 6 сут. Накопление йода в щитовидной железе здоровых людей может колебаться от 7 до 50% по отношению к поступившему количеству. Это обусловлено индивиду­альными особенностями людей и наличием стабильного йода в рацио­не питания.

Радиоактивный йод является одним из " универсальных" изотопов с точки зрения радиационной опасности. Это связано с тем, что в произ­водственных условиях он накапливается в щитовидной железе при аэрогенном поступлении, а в случае его выбросов в окружающую сре­ду опасность радиоактивного йода в подавляющем числе случаев обу­словлена пероральным поступлением с пищевыми продуктами, пре­имущественно с молоком. При попадании радиоактивного йода в атмосферный воздух происходит непрерывное оседание его на поверхность земли. Фиксируясь непосредственно в биомассе растений, он может поступать в организм человека при потреблении пищевых продуктов растительного происхождения. Другой, наиболее распространенный путь поступления радиоактивного йода в организм человека может быть представлен следующей цепочкой: воздух–растения–пастбищное животное–молоко–человек.

В природе углероду принадлежит особая биологическая роль. Он является структурной основой всех органических соединений. Углерод непосредственно входит в состав молекул белков и генетически зна­чимых структур. Радиоактивный углерод проникает во все органы и ткани организма. Здесь проявляется его главная особенность: включа­ясь непосредственно в молекулы органических соединений, он являет­ся для них внутренним облучателем.

Наибольшая концентрация С-14 и соответственно дозовая нагрузка приходится на жировую ткань, которая является критическим органом для этого изотопа. Радиоактивный углерод может поступать в орга­низм человека через органы дыхания в виде СО₂ и с пищевыми продуктами. Критическим органом при аэрогенном поступлении СО₂ яв­ляются легкие. Главным поставщиком С-14 в организм человека слу­жат продукты питания растительного и животного происхождения. В организм человека ежесуточно попадает с пищевым рационом при­мерно ¹/₃₀ часть суммарной активности С-14, равной примерно 9·10^-8 Ки.

В процессе своей профессиональной работы человек может контак­тировать с элементарным тритием (свободным газом), окисью трития, а также с его различными соединениями. При попадании в организм человека тритий сравнительно равномерно распределяется в водной фазе в виде окиси, включается в молекулярные структуры. Скорость поступления окиси трития в виде паров через органы ды­хания можно определить по формуле

 

F = V·η · Q,

 

где V– объем вдыхаемого воздуха за единицу времени, л/ч (для профессионалов – 1250 л/ч);

η – коэффициент задержки в органах дыхания (для окиси трития равен 100%);

Q – концентрация окиси трития в воздухе, Ки/л.

Элементарный тритий в виде свободного газа проникает в организм человека в количествах, примерно в 10⁴ раз меньших, чем пары окиси трития. В рекомендациях МКРЗ биологический период полувыведения принят равным 12 суткам.

Мощность дозы при хроническом контакте можно рассчитать по формуле

D=51E_β ·q·К, мбэр/сут,

 

где q – средняя концентрация трития в 1 г ткани, мкКи/г;

К – коэффициент ОБЭ (1, 7);

Е_β – средняя энергия β -спектра.