CC BY
12
THE EFFECT OF IRRADIATION WITH ERYTHEMA-UVIOL LAMPS ON THE PUPILS' WORKING CAPACITY
Af. A. Zamkova, E. I. Krivitskaya
The work was aimed at studying the effect of irradiation on the pupils' mental working capacity. At definite periods of the year, when there is lack of ultraviolet light in nature, the compensation of ultraviolet light insufficiency by artificial means becomes urgent.
The 6th form pupils of the boarding school No.62 in Leningrad were irradiated with erythema-luminescent lamps, that were used without altering the general school regime for irradiation of the children in their ordinary clothes during lessons in the class room. The "experimental" class was supplied with an assembly of 9 erythema-uviol lamps. The time and the regimen of irradiation were carried out in compliance with the recommendations of the USSR Academy of Science in 1957 and 1964.
All the investigations were carried out under similar conditions. The working capacity of the pulpils was assessed by the following indices: 1) duration of the latent period of motor reactions to white and red light and to sound; 2) relative visibility; 3) stability of vision; 4) performance of dosed work timed by the correction method according to Anfimov's tables.
The irradiadiation of children with erythema-uviol lamps produces a definite positive effect: it rises the working capacity level and the resistance to fatique. On the basis of the results obtained erythema-uviol lamps may be recommended for use in children institutions; they require no change in the school regimen and may be used for irradiating children during seasons with insufficient amount of ultraviolet light, as they tend to improve the effectivity of reaching processes.
УДК 613.632:546.296]:613.155.3
О ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ ТОРОНА (Яп220) И ЕГО ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИЙ
И. И. Гусаров, Е. С. Щепотьева, С. В. Андреев
Радиологическая лаборатория Центрального института курортологии и физиотерапии, Москва
Вопрос о предельно допустимых концентрациях (ПДК) торона и его дочерних продуктов в воздухе производственных помещений весьма актуален. Принятые в настоящее время ПДК этих веществ приведены в табл. 1 (графа 1 и 2). Для сравнения в той же таблице дана и ПДК радона.
Как видно из этой таблицы, в определении ПДК торона и его дочерних продуктов в воздухе рабочих помещений нет единого мнения. Кроме того, указанные значения ПДК крайне трудно использовать в практических условиях по следующим причинам. Во-первых, ПДК торона без его дочерних продуктов совсем не приводится, тогда как она нужна для оценки уровня облучения в тех случаях, когда при вдыхании воздуха, загрязненного этими веществами, применяются респираторы. Во-вторых, ПДК торона, приводимые в санитарных правилах № 333-60, рассчитаны так, что наряду с ним во вдыхаемом воздухе в 100% равновесии находятся все его дочерние продукты до ТЬ (С' + С") включительно, но в воздухе рабочих помещений, где всегда имеется какая-то вентиляция, 100% равновесия между тороном и его дочерними продуктами при периоде полураспада тория В, равном 10,6 часа, никогда не бывает. В-третьих, ПДК торона, приведенные в Рекомендациях международной комиссии по радиологической защите, рассчитаны так, что вместе с ним присутствуют его дочерние продукты в том же количестве, в каком они имеются в нефильтрованном воздухе, но содержание их в нефильтро-
Таблица 1
Различные значения ПДК торона и его дочерних продуктов в воздухе рабочих помещений
Изотоп во вдыхаемом воздухе «Скрытая» энергия излучения при концентрации МО—10 кюри/ л (в Мэв /л) 1 ПДК (в 2 кюри/л) 3 4
по санитарным правилам М 333-60 по рекомендациям МКРЗ по расчетам на основании литературных данных по приведенным в данной статье расчетам предлагаемым значениям
Ип222 (Ип) в равновесии с до- З-Ю"11 з-ю-11
черними продуктами .... 1 ,?7-105 — —
Яп220 (Тп) без дочерних про- 3-Ю"10 З-Ю"10
дуктов ........... — - —
Ил220 (Тп) в равновесии с до- з-Ю"101 3 ю-13— 2-Ю-12
черними продуктами .... 17,6-105 ыо-11
—1-ю-11
РЬ212 (ТЬВ).......... 16,1 10е 2-Ю-11 2-Ю-11 — 2-Ю-12
В1212 (ТЬС).......... 1,52-105 МО"10 2-Ю-10 — 2-10-11
1 Из расчета, что дочерние продукты торона присутствуют в тех же количествах, в которых они находятся в нефильтрованном воздухе.
ванном воздухе не указано, а кроме того, в зависимости от условий вентиляции оно может быть очень различным. В-четвертых, ПДК тория В и тория С (без торона) трудно использовать, так как в воздухе рабочих помещений они обычно присутствуют вместе и в различных отношениях друг с другом-
Таблица 2
Числовые значения, принятые при расчетах1
Изотоп Энергия а-излу-чения £ (в Мэв) Период полураспада Г Константа распада X (в мин.-1)
СИМВОЛ обычное название
Rn220 р021в РЬ212 B¡212 р0212 Т1208 РЬ208 Торон (Тп) Торий А (ТЬА) в(ТЬВ) С (ТЬС) „ С' (ТЬС') „ С" (ТЬС") » о (ТЬЭ) 6,28 6,78 6,09 (33,7%) 8,78 (66,3%) Устойчив 54,5 сек. 0,16 сек. 10,64 часов 60,5 мин. З-Ю-7 сек. 3,1 мин. 0,763 260 1,09-10~3 1,15-Ю-2 1,39 • 108 0,224
Объем легких 3 л; масса легких 1000 г; объем трахеи (ягЧ) 38 мл\ вес облучаемой тороном и его дочерними продуктами ткани трахеи (2 яг//?р) 0,7 г; длительность рабочей недели 40 часов; относительная биологическая эффективность а-излучения (ОБЭ)-Ю; фактор пересчета от Мэв к эргам 1,6-10 6 ; бэр, биологический эквивалент рада — рад. ОБЭ.
Таким образом, возникает необходимость в уточнении имеющихся
в настоящее время значений ПДК торона и его дочерних продуктов,
а главное, требуется более пригодная для использования в практике форма их выражения.
1 А. А. Моисеев и В. И. Иванов; Б. Хультквист; Радиационная защита.
Ниже приводятся некоторые соображения и расчеты по этому вопросу, а в табл. 2 даны числовые значения величин, принятые при таких расчетах.
При вдыхании торона без его дочерних продуктов (например, при дыхании через респиратор) поглощенную дозу излучения для легких можно вычислить по уравнению:
n Q ■ V ■ Е • 1,6 ■ 10 " ■ t • ОБЭ
DTn =-^-щ- бэр, (1)
где Q — концентрация торона в легких (такая же, как во вдыхаемом воздухе), выраженная в расп/мин/л, v—объем легких; Е — энергия а-частиц, поглощаемая тканью легких в результате распада до тория D одного атома торона1; Е=ЕТп +ЕК +0,337 Ес + 0,663.£с'=20,9 Мэв; t— время нахождения торона в органах дыхания (40 часов); m — масса легких.
При концентрации торона в воздухе, например, 1.10-10 кюри/л, что дает Q = 222 расп/мин, находим:
D (легкие) =5,34 мбэр/нед.
Практически такую же величину дозы на легкие дают Б. Хультквист (5,2 мбэр/нед), Blanchard и Holaday (4,9 мбэр/нед).
По тому же уравнению (1) доза излучения, приходящаяся при этих условиях на трахею, оказывается равной 96,7 мбэр/нед.
На основании несколько других расчетов Б. Хультквист, Blanchard и Holaday дают для трахеи и главных бронхов значения поглощенных доз излучения 104 и 111 мбэр/нед.
Ввиду того что дозы на трахею и бронхи оказываются значительно больше, чем доза на легкие, именно по ним и надо устанавливать ПДК торона (без дочерних продуктов) в воздухе рабочих помещений. Предельно допустимая доза облучения органов дыхания составляет 300 мбэр/нед (Санитарные правила № 333-60). Дозу на трахею и бронхи при концентрации торона в воздухе 1.10—10 кюри/л на основании приведенных данных можно считать равной 100 мбэр/нед. Следовательно, ПДК торона без его дочерних продуктов в воздухе рабочих помещений должна быть равна
1 • 10-»о • 300
100
= 3 ■ ю-10 кюри ¡л.
ПДК торона в равновесии с его дочерними продуктами в воздухе рабочих помещений можно определить, исходя из ПДК радона в равновесии с его дочерними продуктами (ЗЛО-11 кюри/л) при допустимом уровне облучения легких 300 мбэр/нед. Для этих расчетов удобно воспользоваться понятием энергии излучения, «скрытой» в 1 л воздуха, введенным Kusnetz. Для дочерних продуктов радона, находящихся в радиоактивном равновесии с радоном, при концентрации каждого из_них в воздухе, например, 1.110 кюри/л, «скрытая» энергия Rn =NА(Ех-^--\-Eo)+(Nb +/Vc )Ес = 1,27.105 Мэв/л, так как при этих условиях
Q 222
S¡A = =~ = Q 227 = 980 атом!л\ — Q — Q
N в= -—— = 8600 a.moM¡A и N с = =~ = 6300 атом\л. лв Ас
Делая совершенно аналогичный расчет для дочерних продуктов торона, найдем:
1 Экспериментально установлено, что уход дочерних продуктов торона из легких
хотя и имеет место, но он незначителен — Т =9,0 часа-—и при расчетах ПДК для
торона и его дочерних продуктов им можно пренебречь (Albert и Arnett; Aurand и соавторы; радиационная защита).
NA= — = 0,85 amoMjA;
NB= = 2,04 • 103 атом/л;
222
222
Nc = y- = 1,93 ■ 10' атом1л.
Эффективная энергия а-излучения при распаде тория С £эф = 0(337.£с + 0,6635с1 = 7,87 Мэв.
Следовательно, «скрытая» энергия Тп = NA + (Ел + £Эф) + + (Л^в + Л^с )ЯЭф =17,6.105 Мэв/л. Если принять, что коэффициент задержки дочерних продуктов радона и торона в дыхательной системе одинаков (это подтвердили экспериментально Chamberlain и Dyson), и пренебречь незначительным выделением дочерних продуктов торона из легких, то ПДК торона в равновесии с его дочерними продуктами следует считать равной не 3- Ю-11 кюри/л, как для радона, а величиной во столько раз меньшей, во сколько раз «скрытая» энергия дочерних продуктов радона меньше, чем «скрытая» энергия дочерних продуктов торона:
1 • 27 • 105
ПДКтп в равновесии с дочерними продуктами =3 • 10-11 • ^ g — =
= 2 ■ Ю-" КЮри1л. ' (2)
Расчет по уравнению, приводимому для данного случая Б. Хульт-квистом, дает значение ПДК 2,5. Ю-12 кюри/л. Albert и соавторы, учитывая периоды полураспада дочерних продуктов торона, а также то, что небольшая часть их все же выносится из легких, считают, что ПДК торона в равновесии с дочерними продуктами должна быть в 10—15 раз меньше, чем ПДК радона, т. е. она должна составлять 2.Ю-12—ЗЛО-12 кюри/л. Расчет по дозам на легкие и бронхи, приводимым Blanchard и Holaday, дает значения ПДК торона в равновесии с дочерними продуктами в пределах от ЗЛО-13 кюри/л (если исходить из дозы на бронхи) до 9.10-12 кюри/л (если исходить из дозы на легкие). На основании значений доз, приведенных Aurand и соавторами, при концентрации тория В и тория С, равновесной в одном случае с 6.10-16 кюри/л и в другом с 7,5.10_ 15 кюрй/л торона, ПДК торона в равновесии с дочерними продуктами должна быть 6.10~12 кюри/л. Некоторые данные по этому вопросу имеются и у Л. С. Рузера. На основании весьма сложных расчетов автор приходит к заключению, что ПДК торона в равновесии с дочерними продуктами должна быть равна 1.10-11 кюри/л, но сам он предлагает ПДК торона в равновесии с дочерними продуктами, составляющую 5.10-12 кюри/л.
Таким образом, вычисленные на основании литературных данных значения ПДК торона в равновесии с дочерними продуктами, особенно те, которые можно считать более надежными, близки к найденному по уравнению (2) значению 2.10—12 кюри/л.
Если во вдыхаемом воздухе будет находиться один торий В, то при концентрации его 1.10—10 кюри/л «скрытая» в 1 л воздуха энергия излучения, как следует из приведенных выше расчетов, будет равна:
Если во вдыхаемом воздухе будет присутствовать только торий С, то при концентрации его 1.10 10 кюри/л «скрытая» в 1 л воздуха энергия излучения будет равна: Л^с ■ £Эф = 1,52 • 105 Мэв/л, откуда
N Р _ 1 « 1 . 1 Г»5 Л/foo/zl nTVVTIf.
ПДКТЬВ— 16,1-105
ПДКТЬС =
3 • 104 . 1,27 • 105
= 2,5 • 10-"=:2 • Ю-" кюри/л.
1.52 ■ 105
Сводка рассчитанных нами значений ПДК приведена в табл. 1.
Для приближенной санитарно-гигиенической оценки загрязненности воздуха при вдыхании торона с его дочерними продуктами может служить величина содержания в воздухе тория В, которую нетрудно определить обычным осаждением на фильтре. Однако для более точного определения совершенно естественно воспользоваться той формой выражения ПДК и тем методом оценки загрязненности воздуха, которые были предложены И. И. Гусаровым и В. К. Ляпидевским (1961) для случая загрязненности воздуха дочерними продуктами радона. Как показано этими авторами, полное число а-распадов в 1 л воздуха до дочерних продуктов радона при концентрации каждого из них ЗЛО-11 кюри/л <ПДК радона в равновесии с его дочерними продуктами)./У = 2М а+ + N в + Nc = 5040 или 5060 по более новым значениям констант.
Если принять (как сделано при расчете ПДК торона в равновесии с его дочерними продуктами), что предельно допустимую «скрытую» энергию излучения можно считать одинаковой для дочерних продуктов радона и торона и равной 3,8.104 Мэв/л, легко найти и для дочерних продуктов торона предельно допустимое количество а-распадов в 1 л воздуха. Действительно, «скрытая» энергия в этом случае равна N-Eэ[) где N есть общее число а-распадов в 1 л воздуха. Еэф для дочерних продуктов торона (тория В и тория С), как показано выше, равна 7,87 Мэв. Следовательно, предельно допустимое полное число а-распадов от дочерних продуктов торона (тория В и тория С), выделенных из
* 3,8-10' ,„„„
1 л воздуха, должно быть равно —7 87 = 4830 а-распадов.
Разделив, как и в случае дочерних продуктов радона, измеренное по методу полного обсчета для любого исследуемого воздуха полное число а-распадов от дочерних продуктов торона, выделенных из 1 л воздуха, на величину 4830, находят, во сколько раз загрязненность воздуха дочерними продуктами торона оказывается больше или меньше предельно допустимой.
Метод полного обсчета для измерения дочерних продуктов торона в настоящее время разработан, данные о нем будут опубликованы в ближайшее время.
ЛИТЕРАТУРА
Гусаров И. И., Ляпидевский В. К. Мед. радиол., 1961, № 1, с. 52.— Они же. Там же, 1962, № 12, с. 63. — Инструкция по организации дозиметрического контроля в помещениях для радонолечебных процедур. М., 1961. — Моисеев А. А., И в а н о в В. И. Краткий справочник по радиационной защите и дозиметрии. М., 1964. — Радиационная защита. М., 1961. — Рузер Л. С. Атом, энергия, 1960, № 6, с. 542. — Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений. М., 1960. •—Albert R. Е., К 1 е v i п P., Fresco F., Наг-1 е у F., Harris W„ Е i s е n b u d M„ Arch, industr. Health, 1955, v. 11, p. 234,— Albert R. E„ Arnett L. C„ Ibid., 1955, v. 12, p. 99. — A u r a n d K., J а с о b i W„ Schraub А. В кн.: Radioaktive Isotope in Klinik und Forschung. München, 1956, Bd. 2, S. 266. — Aurand K., J а с о b i W, Muth H„ Schraub A„ Strahlentherapie, 1960, Bd. 112, S. 262.-Blanchard R. L., Holaday D A., Am. industr. Hyg. ass. J., 1960, v. 21, p. 201. —Chamberlain А. С., D у s о n F. D., Brit. J. Radiol., 1956, v. 29, p. 317. — Хультквист Б. Ионизирующее излучение естественных источников. М., 1959. — К u s n е t z Н., Am. industr. Hyg. Guart, 1956, v. 17, p. 85.
Поступила 13/V 1965 г.
ON THE MAXIMAL PERMISSIBLE CONCENTRATIONS OF THORON (Rn22°) AND ITS DAUGHTER PRODUCTS IN THE AIR OF WORKING PREMISES
/. I. Gusarov, E. S. Schepotieva, S. V. Andreev
On the basis of the calculations performed and data published the authors suggest new values of maximal permissible concentrations of thoron and its daughter products in the air of working premises and a more convenient form of sanitary hygienic assessment of the air contamination with thoron daughter products.
