Краткая характеристика радионуклидов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Краткая характеристика радионуклидов

1. Йод-131

Йод-131 - радионуклид с периодом полураспада 8.04 сут., бета- и гамма-излучатель. Источниками загрязнения внешней среды являются ядерные взрывы и предприятия ядерно-энергетического цикла. Йод характеризуется высокой миграционной способностью. Поступая во внешнюю среду и включаясь в биологические цепи миграции, он становится источником внешнего и внутреннего облучения. Радиоактивные изотопы могут поступать в организм человека через органы пищеварения, дыхания, кожу, раневые и ожоговые поверхности. Как источник поступления в организм человека йода особое значение могут иметь продукты питания животного и растительного происхождения, особенно молоко, свежие молочные продукты, листовые овощи.

Биологическое действие йод-131 связано с особенностями функционирования щитовидной железы. Ее гормоны имеют в своем составе атомы йода. Поэтому в норме щитовидная железа поглощает около 50% поступающего в организм йода. Естественно, железа не отличает радиоактивные изотопы йода от стабильных. Щитовидная железа детей в три раза активнее поглощает попавший в организм радиойод. Кроме того, йод-131 легко проникает через плаценту и накапливается в железе плода. Накопление в щитовидной железе больших количеств йода-131 ведет к радиационному поражению секреторного эпителия и к гипотиреозу - дисфункции щитовидной железы. Возрастает также риск злокачественного перерождения тканей. У женщин риск развития опухолей в четыре раза выше, чем у мужчин, у детей в три-четыре раза выше, чем у взрослых.

Величина и скорость всасывания, накопление радионуклида в органах, скорость выведения из организма зависят от возраста, пола, содержания стабильного йода в диете и других факторов. В этой связи при поступлении в организм одинакового количества радиоактивного йода поглощенные дозы значительно различаются. Особенно большие дозы формируются в щитовидной железе детей, что связано с малыми размерами органа, и могут в 2-10 раз превышать дозы облучения железы у взрослых.

Йод, поступающий в организм, быстро всасывается в кровь и лимфу, концентрируется в органах и тканях в следующем убывающем порядке: щитовидная железа, почки, печень, мышцы, кости. Основным органом выделения йода-131 являются почки. Период полувыведения: из целостного организма-138 суток, щитовидной железы-138, печени-7, почек-7, селезенки-7, скелета-12 суток.

Профилактика поступления йода-131 в организм человека

Эффективно предотвращает поступление радиоактивного йода в щитовидную железу прием препаратов стабильного йода. При этом железа полностью насыщается йодом и отвергает попавшие в организм радиоизотопы. Прием стабильного йода даже через 6 ч после разового поступления 131I может снизить потенциальную дозу на щитовидную железу примерно в два раза, но если отложить йодопрофилактику на сутки, эффект будет небольшим. Поступление йода-131 в организм человека может произойти в основном двумя путями: ингаляционным, т.е. через легкие, и пероральным - через потребляемые молоко и листовые овощи.

При работе в зоне, загрязненной радиоизотопами йода, с целью профилактики прием ежедневно йодида калия (под врачебным присмотром). Дезактивация кожных покровов водой с мылом, промывание носоглотки и полости рта. Рвотные средства или промывание желудка. Отхаркивающие с повторным назначением йодистых солей и тереостатиков. Обильное питье, мочегонные.

2. Цезий-137

Цезий-137 - бета-излучатель с периодом полураспада 30.174 года. 137Сs открыт в 1860 г. немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesius - голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время известно несколько изотопов цезия. Наибольшее практическое значение имеет 137Сs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана. В небольших количествах радиоактивные изотопы цезия содержатся практически во всех объектах внешней среды.

Ядерная энергетика является источником поступления 137Сs в окружающую среду. Согласно опубликованным данным в 2000 году реакторами АЭС всех стран мира в атмосферу было выброшено около 22,2 х 1019 Бк 137Сs. Выброс 137Сs осуществляется не только в атмосферу, но и в океаны с атомных подводных лодок, танкеров, ледоколов, оснащенных ядерно-энергетическими установками.

После аварии на ЧАЭС во внешнюю среду поступило 1.0 МКи цезия-137. В настоящее время это основной дозообразующий радионуклид на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС. От его содержания и поведения во внешней среде зависит пригодность загрязненных территорий для полноценной жизни.

Почвы Украинско-Белорусского Полесья имеют специфическую особенность - цезий-137 плохо фиксируется ими и, как следствие, он легко поступает в растения через корневую систему. Поэтому еще в доаварийные времена содержание этого радионуклида в выращенной здесь продукции было в 35-40 раз выше, чем в центральных районах страны. После аварии на ЧАЭС людей пришлось отселять из наиболее пострадавших районов вовсе не из-за опасно высокого радиационного фона - там стало невозможным ведение сельского хозяйства.

Изотопы цезия, являясь продуктами деления урана, включаются в биологический круговорот и свободно мигрируют по различным биологическим цепочкам. В настоящее время 137Сs обнаруживается в организме различных животных и человека. Следует отметить, что стабильный цезий входит в состав организма человека и животных в количествах от 0,002 до 0,6 мкг на 1 г мягкой ткани.

Всасывание 137Сs в ЖКТ животных и человека составляет 100%. В отдельных участках ЖКТ всасывание 137Сs происходит с различной скоростью. По данным ученых через час после введения всасывается по отношению к введенной дозе: в желудке всасывается 7% 137Сs, в двенадцатиперстной кишке-77%, в тощей-76%, в подвздошной-78%, в слепой-13%, в поперечно-ободочной кишке-39%.

Через дыхательные пути в организм человека поступление 137Сs составляет 0,25% величины, поступающей с пищевым рационом. После перорального поступления цезия значительные количества всосавшегося радионуклида секретируются в кишечник, затем реабсорбируются в нисходящих отделах кишечника. Степень реабсорбции цезия может существенно различаться у разных видов животных. Поступив в кровь, он сравнительно равномерно распределяется по органам и тканям. Путь поступления и вид животного не влияют на характер распределения изотопа.

В организме северных оленей, после однократного введения, 137Сs распределятся таким образом: в мышцах накапливается 100%, в почках - 79, сердце - 67, селезенке - 60, легких - 55, печени - 48%.

Определение 137Сs в организме человека проводят по измерению гамма-излучения от тела и бета-, гамма-излучению от выделений (моча, кал). Для этой цели используют бета-гамма-радиометры и счетчик излучений человека (СИЧ). По отдельным пикам спектра, соответствующим различным гамма-излучателям, можно определить их активность в организме. С целью профилактики радиационных поражений 137Сs все работы с жидкими и твердыми соединениями рекомендуется проводить в герметичных боксах. Для предупреждения попадания цезия и его соединений внутрь организма необходимо использовать средства индивидуальной защиты и соблюдать правила личной гигиены.

Неотложная помощь при остром поражении изотопами цезия

Неотложная помощь при поражении изотопами 137Сs заключается в дезактивации рук и лица водой с мылом, моющими порошками. Необходимо провести промывание носоглотки и ротовой полости водой или физиологическим раствором. Для ускорения выведения цезия из организма рекомендуют применять в качестве сорбентов: ферроцин или бентонит, с последующим вызыванием рвоты или обильное промывание желудка водой. Внутривенное введение лимоннокислого натрия 10%. Мочегонные с водной нагрузкой. Внутрь димедрол, антибиотики. Допустимое поступление 137Сs в организм человека не должно превышать 7,4х102 Бк/сутки.

3. Стронций-90

Стронций -90 - чистый бета-излучатель с периодом полураспада 29.12 лет. Как и 137Сs, 90Sr может находиться в растворимой и нерастворимой в воде формах. После аварии на Чернобыльской АЭС во внешнюю среду его попало сравнительно немного - суммарный выброс оценивается в 0,22 МКи. Практически весь попавший в организм стронция-90 концентрируется в костной ткани. Объясняется это тем, что стронций - химический аналог кальция, а соединения кальция - основной минеральный компонент кости. У детей минеральный обмен в костных тканях интенсивней, чем у взрослых, поэтому в их скелете стронций-90 накапливается в большем количестве, но и выводится быстрее.

Радиоактивный стронций поступает в организм через ЖКТ, легкие, кожу, быстро всасывается из легких. Уровни всасывания из ЖКТ колеблются от 5 до 100%.

Величина всасывания радионуклида из ЖКТ уменьшается с увеличением возраста, с повышением содержания кальция и фосфора в диете, при введении высоких доз тироксина. Всасывание стронция увеличивается в период лактации.

Независимо от пути и ритма поступления в организм растворимые соединения радиоактивного стронция избирательно накапливаются в скелете. В мягких тканях задерживается менее 1%.

Для человека период полувыведения стронция-90 - 90-154 суток. От депонированного в костной ткани стронция-90 страдает, в первую очередь, красный костный мозг - основная кроветворная ткань, которая к тому же очень радиочувствительная.

От стронция-90 накопленного в тазовых костях, облучаются генеративные ткани. Поэтому для этого радионуклида установлены низкие ПДК - примерно в 100 раз ниже, чем для цезия-137.

В организм стронций-90 поступает только с пищей, причем в кишечнике всасывается до 20% от его поступления.

После аварии на чернобыльской АЭС вся территория со значительным загрязнением стронцием-90 оказалась в пределах 30 - километровой зоны. Большое количество стронция-90 попало в водоемы, но в речной воде его концентрация нигде не превышала предельно допустимой для питьевой воды.

4. Плутоний-239

В декабре 1940 года был открыт изотоп плутония Pu-238, с периодом полураспада ~90 лет, через год - более важный Pu-239 с периодом полураспада ~24 000 лет, альфа-распад (гамма).

В природе плутоний-239 образуется в урановых рудах. Изотопы плутония получаются в урановых реакторах, а также образуются при испытаниях ядерного оружия.

Поверхностные слои почвы и донные отложения в настоящее время являются основным резервуаром плутония (более 99% поступившего в окружающую среду элемента). Основное количество плутония, находящегося в почве, присутствует в нерастворимой форме. В зависимости от источника поступления и состава почвы до 10% всего количества плутония может находиться в растворимой, доступной для усвоения растениями форме.

Ингаляционное поступление изотопов плутония наблюдается у работников плутониевых заводов, у проживающих вблизи предприятий по переработке ядерного топлива, у людей, вдыхающих глобальный плутоний. Период полувыведения плутония из легких человека составляет 250-500 суток.

Токсическое действие определяется воздействием альфа-излучения на органы и ткани. Особую опасность представляет инкорпорация плутония, т.к. в этом случае энергия альфа-частиц будет реализована полностью. Различают острое, подострое и хроническое лучевое поражение плутонием.

Плутоний-239 в 2-45 раз токсичнее радия-226, в 45-200 раз токсичнее стронция.

Сегодня в мире много людей, облученных плутонием. Плутоний концентрируется в жизненно важных органах - костном мозге, печени, что опасно для человека. До сих пор наука не дала ответа, как, в каких количествах распределяется этот элемент в разных частях организма.

С воздухом в организм человека поступает едва ли больше 1% всей радиоактивности, примерно 5% попадает с водой, но основная опасность - это радионуклиды в пище (94%).

загрязнение изотоп плутоний йод

Заключение

При радиационных авариях основную опасность представляет радиоактивное загрязнение. Радиоактивные изотопы - радионуклиды попадают внутрь организма при вдыхании радиоактивных частиц, с продуктами питания. Они накапливаются в определенных органах и тканях, что приводит к их облучению. В основе профилактики поражения от радионуклидов, попавших в организм, лежит ускорение выведения их из организма, а также общее повышение сопротивляемости организма различным заболеваниям.

Защита человека от вредного воздействия радиации обеспечивается системой нормативов, основанных на современных знаниях и представлениях о характере биологического действия ионизирующего излучения.

Обеспечение радиационной безопасности, в соответствии с нормами, базируется на трех принципах:

1) Нормирования, согласно которому не должны быть превышены допустимые пределы облучения граждан от всех источников излучения.

2) Обоснования, запрещающего использование источников излучения, если вред, причиненный дополнительным облучением от этих источников, будет больше, чем польза от их использования для человека и общества.

3) Оптимизации, т.е. поддержания индивидуальных доз облучения и числа облучаемых людей на возможно низком и достижимом уровне, с учетом экономических и социальных факторов.

Список источников

1. Основы радиационной безопасности под редакцией И.Я. Гапановича, Мн., БГЭУ 2002;

2. Радиоэкология йода Ф.А. Тихомиров, 1983;

3. Бударников В.А., Киршин В.А., Антоненко А.Е. Радиобиологический справочник. - Мн., 1992

Размещено на Allbest.ru