CC BY
5
УДК 612.014.482 + 813.648 + 614.73
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ КЮРИ КАК ЕДИНИЦА УСЛОВНОГО КОЛИЧЕСТВА РАДИОАКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА
В. М. Крупчатников
Измерение количества радиоактивного вещества в кюри или других производных от кюри величинах не дает полного представления о степени радиационной опасности в отношении внутреннего облучения, так как в зависимости от вида изотопов воздействие радиоактивных веществ на организм человека различно.
Токсичность радиоактивных веществ обусловлена рядом особенностей, в частности видом излучения, энергией частиц, избирательной способностью радиоактивных изотопов откладываться в определенных органах, периодом полураспада, периодом полувыведения и др. В соответствии с этими особенностями установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) радиоактивных изотопов в воздухе рабочих помещений, санитарно-защитных зон и населенных пунктов. Диапазон ПДК разных изотопов весьма велик. Так, ПДК родия-103 составляет б:10-8 кюри/л, а ПДК протактиния-231—всего лишь 1:10-5 кюри/л, т. е. в 6-10-7 раз меньше. Следовательно, 1 кюри протактиния-231 по токсичности как бы равноценно 6-107 кюри родия-103.
Как известно, санитарными правилами № 333-60 все радиоактивные изотопы по степени токсичности разбиты на 4 группы в зависимости от их ПДК в воздухе рабочих помещений. В соответствии с группами радиотоксичности и учетом количества используемого вещества санитарными правилами все работы с радиоактивными изотопами разделены на 3 класса. Деление радиоактивных веществ на группы радиотоксичности дает в известной степени возможность более дифференцированно предъявлять те или иные требования санитарно-гигиенического характера при работах с ними. Однако поскольку ПДК или радиотоксичность изотопов, входящих в каЖдую группу, отличаются друг от друга в 100 раз, неточность в оценке радиационной опасности внутреннего облучения при выполнении той или иной технологической операции может достигать той же величины.
Санитарными правилами все сооружения подразделяются на 3 категории в зависимости от годового потребления радиоактивных веществ независимо от радиотоксичности последних. Это может привести к тому, что здания, где ведутся работы с высокотоксичными веществами, например группы А, окажутся отнесенными к более низкой категории, чем здания, в которых используемые вещества имеют несколько большую абсолютную активность, но с токсичностью в миллионы раз ниже (изотопы группы Г).
При инженерных расчетах вентиляции и средств защиты атмосферного воздуха от загрязнения вентиляционными выбросами, когда радиоактивные вещества представлены в виде смеси различных изотопов, приходится определять ее среднюю ПДК. Для нахождения ПДК смеси используют простую и вместе с тем громоздкую формулу:
пдксо =
Ср Сг Сг С. • ПДК! + ПДКг + ПДКг.
где Сь Сг, и С( —доля каждого изотопа (по активности), входящего в смесь; ПДКь ПДКг и ПДК) —соответственно предельно допустимые концентрации этих изотопов.
Таким образом, чтобы иметь полную характеристику радиоактивного вещества как источника потенциальной радиационной опасности внутреннего облучения, необходимо учитывать одновременно абсолют-^ ное количество его в кюри и радиотоксичность, отражаемую значением ПДК. Такой учет, как показано в приведенных выше примерах, производится разными способами для различных случаев.
Для упрощения и унификации расчетов и методов оценки и радиационной опасности источников внутреннего облучения может быть предложен прием (метод), основанный на использовании новой условной единицы измерения, учитывающей одновременно оба фактора — абсолютную радиоактивность и радиотоксичность. За эталон такой единицы может быть выбран любой изотоп, в том числе и радий, предельно допустимая концентрация которого в воздухе рабочих помещений равна 3-10—14 кюри/л. Однако из чисто технических и практических соображений целесообразнее принять за эталон этой единицы 1 кюри такого изотопа, для которого установлено ПДК в воздухе, равная ♦ 1:10—10 кюри/л.
Ввиду того что при обосновании ПДК радиоактивных изотопов исходят из некоторого вполне определенного биологического действия их на организм человека, можно считать допустимым предлагаемую единицу назвать биологическим эквивалентом кюри-бэк, пользуясь аналогией с единицей бэр (биологический эквивалент рентгена), употребляемого при биологической оценке внешнего и суммарного облучения
Для того чтобы подсчитать условное количество радиоактивного вещества в бэк, достаточно его активность в кюри умножить на коэффициент п, представляющий собой отношение принятой нами условной величины ЬЮ-10 к ПДК данного изотопа:
_ 1-Ю-10
п ~ пдк •
II Кюри радия в этом случае равно:
С6 = Скп = 1 ' = 3,3-103 бэк,
о • 1 и
где Сб —условное количество радиоактивного вещества (в бэк); Ск—количество радиоактивного вещества (в кюри).
Использование новой единицы условного количества радиоактивного вещества позволяет более точно и просто классифицировать и работы с радиоактивными веществами; при этом не понадобится делить все изотопы на 4 группы радиотоксичности, а классы работ можно определять, исходя лишь из условного количества радиоактивного вещества (в бэк) на рабочем месте. Если принять такой же принцип деления всех работ на 3 класса, какой принят в санитарных правилах, то к 1-му классу следует отнести работы, когда на рабочем месте условное количество радиоактивного вещества будет превышать:
Сб = 10- ю-6. 1 10~'° = 1. ю-2 бэк_ о 1•10 3
Ко 2-му классу будет относиться работа при количестве радиоактивного вещества, равном:
С6= 0,01-Ю-6- 110"!° = 1 -10—5 бэк 6 МО-13
и более — до Сб=1'Ю-2 бэк, а работу с условным количеством вещества меньше 1 • Ю-5 бэк можно отнести к 3-му классу.
1 Вопрос о названии единицы измерения условного количества радиоактивного вещества, учитывающей как радиоактивность, так и радиотоксичность, может быть предметом специального обсуждения.
101
J
Новая единица поможет, в частности, упростить и инженерные расчеты по устройству внутренних систем вентиляции, высоты выбросных труб и т. д. В случае ее использования отпадает необходимость каждый раз находить среднюю ПДК смеси радиоактивных веществ, что не только упростит работу, но и уменьшит возможность ошибок при расчетах.
Пример: определить объем воздуха, необходимый для «разбавления» смеси радиоактивных веществ до ПДК, если известно, что в течение часа в помещение выделяются изотопы следующего состава
1. Азот-16; Ск, = 1 • Ю-4 кюри; ПДК] = 6- 10~10 кюри/л
2. Фтор-18; С к, =5-10-3 кюри/л; ПДК2 = 3-10-9 кюри/л
3. Фосфор-32; СК1 =4-10—6 кюри/л; ПДКз = 7-10-и кюри/л
4. Хлор-36; Ск, = 8 • Ю-6 кюри; ПДК = 2 • 10"11 кюри/л
Определим активность смеси изотопов в бэк:
С6 смеси = С«,-«! + Ск/12 + Ск,па + Ск/14 =
Ы0~10 1 .1 о—10 1.10—10
= МО-«- ° ,0 +5-10~» ° „ +4-10-6 1 10 ,, + 6- Ю-10 3-10—9 7-10-"
+ 8- ю-6 110~'° = 22,66- Ю-5 бэк/час. 2-10 1
Следовательно, для получения ПДК, равной 1 • 10~10 бэк/л, потребуется подать воздух в количестве
= 22,66-105 л',час, или 2266 м3/час.
В случае расчетов для условий санитарно-защитной зоны или населенных пунктов ПДК в бэк должна быть соответственно уменьшена в .10 или 100 раз, т. е. для санитарно-защитной зоны ПДК будет равно Ы0—11 бэк/л, а для населенных пунктов—Ы0—12 бэк/л.
Можно полагать, что использование новой единицы условного количества радиоактивного вещества позволит более четко и правильно определять санитарные требования к строящимся и действующим объектам.
ЛИТЕРАТУРА
Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений № 333-60. Атомиздат. М., 1960.
Поступила 28/Х1 1966 г.
л
1 Перечень изотопов, входящих в смесь, и их количество приняты условно, без
связи с какими-либо конкретными технологическими процессами.
