CC BY
6
Обзоры
УДК 614.73:546.15.02.129
Проф. Ю. И, Москалев, И, Я. Василенко
О РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ I12»
При делении урана и плутония среди других радиоактивных изотопов образуется I129. Источником поступления радионуклида в биосферу служат ядерные взрывы, АЭС и предприятия атомной промышленности. В зависимости от условий образования I129 может поступать в биосферу в форме аэрозолей и газов. Вследствие большого периода полураспада (1,7-107 лет) в биосфере может происходить непрерывное накопление этого изотопа. Вес 1 Ки I129 равен 6140 г. В процессе радиоактивного распада I129 переходит в метастабильное состояние и испускает гамма-кванты с максимальной энергией 40 КэВ. При этом на 100 актов Р-распада образуется 4 гамма-кванта.
Допустимое поступление I129 в организм людей через органы пищеварения, согласно НРБ-69, равно 30 и 170 мкКи/г, а через органы дыхания — 4 и 180 мкКи/г соответственно для растворимых и нерастворимых форм.
Йод •— один из важнейших биогенных элементов. В связи с тем что I129 имеет большой период полураспада, данные о параметрах обмена стабильного йода могут бить использованы для характеристики обмена в организме этого долгоживущего радиоактивного изотопа, поскольку эффективные и биологические периоды обмена его в организме будут одинаковыми. Ежедневное поступление стабильного йода с пищей и жидкостями в среднем составляет 200 мкг, а с воздухом •— 0,5—35 мкг. Ежедневная потребность взрослого человека в йоде составляет 150 мкг. Суточная потеря стабильного йода с мочой и калом в среднем равняется 170 и 20 мкг, а с потом и волосами •— соответственно 6 и 2,3 мкг 1.
В организме взрослого человека содержится 11 мг йода (0,00002 % веса тела), тесно связанного с обменом этого изотопа в щитовидной железе. Из этого количества 9,6 мг находятся в щитовидной железе, а остальной ЙОД'— в различных жидкостях организма. Эти данные имеют важное практическое значение, поскольку они позволяют оценить возможную кратность накопления I129 в щитовидной железе человека в условиях хронического попадания изотопа. Отношение содержания йода в щитовидной железе (9,6 мг) к ежедневно поступающему элементу (200 мкг=0,2 мг) показывает, что кратность накопления I129 в ней равна приблизительно 48. Отсюда следует, что содержание йода в щитовидной железе может превысить ежедневно поступающее количество его не более чем в 50 раз 2.
Йод, попавший в организм, выводится с 2 биологическими периодами полувыведения. Быстро выводящаяся фракция (0,7 общего количества) выводится с Тб, равным 0,34—0,5 дня (в среднем 0,4 дня), а медленно выводящаяся фракция (0,3 общего количества) •— с биологическим периодом полувыведения от 92 до 138 дней. Медленно выводящаяся из организма фракция йода характеризует кинетику выведения его из щитовидной железы. Величина медленно выводящейся фракции у жителей США варьирует от 0,2 до 0,3 (средняя величина 0,25), у жителей других частей мира она колеблется от 0,3 до 0,6 [1 ]. Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) в своих вычислениях использует величину, равную 0,3.
1 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection (ICRP Publ. 10). Pergamon Press. Oxford—London, 1968.
2 Reference Man. ICRP, Pergamon Press, Oxford—London, 1974.
Доля медленно выводящейся фракции йода зависит от содержания стабильного йода в диете. Так, с увеличением стабильного йода в диете с 50 до 300 мкг величина медленно выводящейся фракции йода снижается с 0,57 до 0,17.
Накопление в реакторе I129 можно ориентировочно оценить по содержанию других долгоживущих изотопов, например Бг90. В реакторе Бг90 накапливается в количестве 1,4 Ки/кВт на 360-й день кампании. При условии, что на 104 делений и235 образуется Бг90 в количестве 2,7-Х10-5 расп/мин, а I129 в количестве 1,24 Ю-10 расп/мин, в реакторе на 360-й день накопление I129 составит 6,4• Ю-6 Ки/кВт. Следовательно, общее количество I129 в тепловыделяющих элементах АЭС может составить к концу кампании (через год) единицы кюри.
Сложно оценить количество I129, выпавшего в результате испытаний ядерного оружия. Прямых измерений осевшего на поверхность земли I129 из глобальных выпадений нет. Для получения оценочных данных можно воспользоваться сведениями о выпадениях долгоживущих изотопов (Бг90, Се137). По материалам доклада научного комитета ООН о действии атомной радиации кумулятивное отложение Бг90 до 1967 г. в Северном полушарии в зависимости от широты колебалось от 4,7 до 66,6 мкКи/км2. Максимальные выпадения были на широте 40—50° с. ш. и минимальные ■— на широте 0—10°. Можно считать (с учетом выхода изотопов при делении и236), что выпадения I129 могли составить 2-10 —3-• 10"4 мкКи/км2.
Биологическая доступность I129 определяется условиями образования радионуклида. Максимальной биологической доступностью характеризуется I129 глобальных выпадений, выбросов ядерных реакторов и предприятий атомной промышленности, а также локальных выпадений при воздушных и наземных ядерных взрывах на карбонатных грунтах. Биологическая доступность йода наземных ядерных взрывов на силикатных грунтах низкая.
Основным источником поступления I129, как и других радиоизотопов йода, в организм человека является пища. Особое значение при этом имеют молоко, а также подвергшиеся поверхностному загрязнению I129 овощи и фрукты.
Глобальные выпадения не привели к существенному накоплению I129 в природных средах. Содержание I129 в основных продуктах питания (хлеб, мясо, молоко, овощи) могло составить п-10-5 пкКи/кг (л). При таких уровнях загрязнения в организм людей по пищевой цепи могут поступать в течение года десятые доли пикокюри. Основными источниками поступления I129 в биосферу в настоящее время являются АЭС и предприятия атомной промышленности. АЭС при нормальной работе не выбрасывают существенных количеств радиоактивных продуктов в атмосферу. При работе ядерных реакторов возможен выход в атмосферу инертных газов (Аг41, Хе133, Кг85) с незначительной примесью изотопов Н3, I131 и С14. В жидких отходах содержатся изотопы Н3, Со58-60, Се137, I131, Бг89-90 н Ва140. В районах АЭС осаждается также небольшое количество аэрозольных продуктов, в том числе и изотопов йода (А. Д. Туркин).
Данными о содержании в выбросах I129 мы не располагаем. В организм людей по пищевой цепи, в основном с молоком, овощами и фруктами, за год может попасть I129 лишь в десятых долях пикокюри. Дозовая нагрузка на щитовидную железу при поступлении такого количества йода составит единицы микрорад.
Загрязнения I129 могут быть в зонах размещения предприятий по регенерации ядерного горючего, поскольку изотопы йода очень летучи. Очевидно, за счет промышленных выбросов можно объяснить загрязнение мо-
1 Генеральная ассамблея. Официальные отчеты. 24-я сессия. Документы № 13 (А/76/3). Нью-Йорк, 1969.
лока I188 в некоторых районах США, которое в 1967—1971 гг. составляло 0,00011—0,084 пкКи/л (Brauner и соавт.). Потребление такого молока в течение года привело бы к поступлению в организм людей единиц и десятков пикокюри радионуклида, что в 10 е раз ниже того количества, которое допускают НРБ-69 для населения.
Из радиоактивных изотопов йода достаточно полно исследована биологическая эффективность лишь I131 (Л. А. Ильин и Ю. И. Москалев), Материалы о биологической эффективности I128 в литературе отсутствуют.
При попадании в организм I129 доза облучения щитовидной'железы на единицу активности больше, чем доза облучения другими радиоизотопами йода. Однако, оценивая биологическую эффективность I128, следует учитывать, что формирование дозы облучения этого критического органа будет происходить в течение длительного времени (содержание активности в щитовидной железе снижается лишь б результате биологического выведения радиоизотопа). Очевидно, в процессе формирования дозы будут проходить процессы восстановления. Эффективная доза в этих условиях ниже, чем при попадании в организм других изотопов_йода. Кроме того, значительная часть энергии мягкого ß-излучения I128 (Ер=0,05 МэВ) поглотится в коллоиде фолликулов железы, которые не имеют существенного значения в процессах повреждения и регенерации железы. Можно полагать поэтому, что биологическая эффективность I128 ниже, чем биологическая активность ¡т. Известно, что биологическая эффективность p32,i33,i36j имеющих высокую энергию, выше биологической активности I131 (Ю. А. Классов-ский и соавт.).
Для разрушения щитовидной железы человека необходимо примерно 10 000 рад. Такая доза может быть создана при поступлении I128 в количестве 10 г. Это окажет токсическое действие на организм за счет химического действия I129.
В биосфере происходит постоянный обмен йода. В различных средах сохраняется примерно постоянное содержание стабильного йода. Так, в почве содержится в среднем около 3-Ю-4 йода, хотя он постоянно выносится на дневную поверхность растениями (среднее содержание йода в растениях около 2 10-s%) и вымывается поверхностными и подземными водами (Д. С. Стасилевич). Источником обратного поступления йода в почву служат отмирающие растения (животные) и Мировой океан, являющийся основным резервуаром этого элемента для биосферы. В 1 л морской воды содержится в среднем около 5 Ю-8 г йода (Д. С. Стасилевич).
При оценке накопления I129 в природных средах ввиду огромного периода полураспада этого радионуклида необходимо учитывать и биогеохимические процессы. На местности (в районах размещения АЭС и предприятий атомной промышленности) наряду с поступлением 112 9 будут проходить процессы, связанные со снижением содержания радионуклида. Для оценки этих процессов необходима информация о возможных уровнях выпадения ¡12к и периоде «очищения» почвы в результате выноса йода растениями и вымывания его поверхностными и грунтовыми водами.
Таким образом, глобальные выпадения не привели к какому-либо существенному загрязнению биосферы I129. Не могут быть источником существенного загрязнения ее и АЭС. За счет этих источников в организм людей могли поступить десятые доли — единицы пикокюри I129 в год, а в течение всей жизни — десятки пикокюри. Дозы облучения критического органа (щитовидной железы) в этих условиях могут составить единицы микрорад, что соответствует ничтожной доле естественного фонового облучения (100 мрад/год).
Источником локального загрязнения местности могут быть также предприятия по переработке ядерного горючего. Данными о величине выброса I129 в атмосферу на таких предприятиях мы не располагаем. Однако, учитывая, что накопление I129 в тепловыделяющих элементах к концу кампании реактора составляет единицы кюри, можно полагать, что и этот
источник не может привести к существенному загрязнению местности даже в течение длительных сроков работы предприятий.
Нами дана лишь ориентировочная оценка уровней загрязнения местности I128 и произведена оценка биологической опасности этого радионуклида. Для более обоснованной оценки необходимы данные прямых определений величин выброса, а также содержания I129 в природных средах. Нужно исследовать закономерности метаболизма и миграции I129 в биосфере, а также уточнить параметры обмена I129, так как при попадании в организм существующих допустимых уровней поступления этого изотопа в организм ежедневно будут поступать весомые количества йода (0,11 мг в день), которые могут повлиять на уровень отложения изотопа в щитовидной железе и скорость выведения его из организма. Ранее было показано, что с увеличением содержания стабильного йода в диете с 50 до 300 мкг доля отложения йода в щитовидной железе понижается с 0,57 до 0,17, а биологический период полувыведения сокращается со 138 до 95 сут. Все это свидетельствует о том, что при хроническом поступлении I129 параметры обмена его могут отличаться от других короткоживущих изотопов йода, что, однако, необходимо проверить в экспериментах.
ЛИТЕРАТУРА. КлассовскийЮ. А., Василенко И. Я., Tepe х о в Н. Ф. В кн.: Радиобиологический эксперимент и человек. М., 1970, с. 155. — Ильина Л. А., Москалев Ю. И. (Ред.). Распределение, кинетика обмена и биологическое действие радиоактивных изотопов йода. М., 1970. — Стасилевич Д. С. БСЭ. М., 1972, т. 10, с. 367. — Тур киа А. Д. Дозиметрия радиоактивных газов. М., 1973. — Brauner F. Р. et al. Natural Iodine and lodin-129 in Mammalian. Washington, 1973.
Поступила 20/1V 1974 г.
За рубежом
УДК «12.821.1-052.63:378
Канд. мед. наук Б. Стефанов, К. Петрова
ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ У СТУДЕНТОВ ВО ВРЕМЯ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ И ЭКЗАМЕНОВ
Медияинская академия, Варна
С целью изучения изменений процессов переработки информации и сердечно-сосудистой деятельности у студентов во время учебных занятий и экзаменов определяли частоту пульса, артериальное давление, скорость и точность переработки информации, устойчивость внимания. При помощи первых 2 показателей вычисляли индекс Кердо (ИК) и индекс Шапталы (ИШ) по формулам:
/ ДД\ ПД-МДД — 50)-ЧП
ик = (1 — щг)-10°; иш= ^ — '
100
где ДД •— диастолическое давление; ПД >— пульсовое давление; ЧП -— частота пульса.
Показатели переработки информации определяли при помощи корректурных таблиц с кольцами Ландольта по формулам Хартриджа и Уипла (Е. И. Степанова). Исследования проподили в начале и конце практических занятий по гигиене, до практического экзамена, между практическим
