CC BY
5
EFFECT OF IMMUNIZATION ON THE KINETICS OF STRONTIUM-90 ELIMINATION AND CERTAIN INDICES OF NATURAL IMMUNITY
M. A. Nevstrueva, R. E. Livshits, V. M. Shubik
The effect of immunization with bacterial, virus and soluble antigens on the elimination of strontium-90 from the bone tissue and that on other indices of the natural immunity was studied in experiments carried out on 320 albino rats. The immunization was carried out three times at an interval of 7 days; the antigen in form of vaccines and live cultures was introduced subcutaneously and intraperitoneally. Strontium-90 at a concentration of 50 jic was administered per os once 7 days after the immunization. The immunization of rats with bacterial (proteus vulgaris) and virus (influenza A virus) antigens caused a temporary rise of certain indices of the natural immunity. However, the immunization of animals with bacterial, virus and soluble antigens increased the depositon of strontium-90 in the rat skeleton.
УДК 615.849.015.3
О ЗАВИСИМОСТИ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ экспозиционной ДОЗЫ ОТ ЭНЕРГИИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЛИ уИЗЛУЧЕНИЯ
И. Э. Бронштейн, канд. физико-математических наук Э. М. Крисюк, канд. мед. наук А. Н. Либерман
Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены Министерства здравоохранения РСФСР
Основным параметром, определяющим степень радиационной опасности как внутреннего, так и внешнего облучения, принято считать величину поглощенной дозы. Однако распределение поглощенных доз в организме обычно неравномерно. В связи с этим возникает вопрос о том, величиной какой именно поглощенной дозы (максимальной, средней, дозой на определенной глубине и т. п.) обусловлен биологический эффект. В действующих документах санитарного законодательства (Санитарные правила № 333-60), а также в международных рекомендациях этот вопрос не освещается. Значение фактора неравномерности облучения становится особенно существенным при воздействии на организм рентгеновых лучей малой и средней энергии, когда между максимальной и средней поглощенной дозами могут быть большие различия.
Вместе с тем практика дозиметрического контроля при работе с источниками внешнего излучения основана на определении не поглощенных, а экспозиционных доз. Соотношение между теми и другими дозами зависит от энергии излучения, а также от того, какая именно поглощенная доза рассматривается.
Выяснение вопроса о том, какой поглощенной дозой определяется общее действие излучения на организм, возможно только в биологическом эксперименте. Экспериментальные исследования (А. Н. Либерман), проведенные в нашей лаборатории на белых мышах, белых крысах и морских свинках, показали, что в остром опыте общее действие излучения (оцениваемое по выживаемости животных) в широком диапазоне энергий рентгеновского излучения — от 10 до 73 кэв — хорошо коррелирует со средней поглощенной в организме дозы, а степень поражения отдельных органов, в частности семенников, — со средней дозой, поглощенной в этих органах. По степени неравномерности распределения глубинных доз в теле лабораторных животных эти режимы эквивалентны облучению человека в диапазоне энергий от 20 кэв до нескольких мегаэлектрон-вольт со-' ответственно.
Основываясь на результатах этих исследований, можно полагать, что действие излучения на весь организм человека в указанном интервале энергии также определяется в первом приближении средней поглощенной в организме дозой. За предельно допустимые средние поглощенные дозы во всем теле и отдельных органах можно принять значения ПДД (предельно допустимой дозы), приведенные в Санитарных правилах № 333-60.
Для оценки степени фактической радиационной опасности при работе с источниками рентгеновых или у-лучей необходимо знать, при каких экспозиционных дозах излучения той или иной энергии средняя поглощенная доза достигает предельно допустимого уровня.
Мы попытались установить зависимость предельно допустимой экспозиционной дозы от качества излучения. При расчетах исходили из того, что указанные в действующих нормативах значения ПДД рентгеновых и Y-лучей относятся к средним поглощенным дозам.
Помимо средней поглощенной во всем теле дозы, необходимо учитывать лучевые нагрузки на наиболее поверхностно расположенные органы, такие, как мужские гонады, хрусталик и кожа, которые могут быть критическими в случае воздействия относительно мало проникающего мягкого рентгеновского излучения. В настоящее время приняты следующие величины ПДД: для веса тела и гонад — 100 мбэр/нед, для хрусталика — 300 мбэр/нед и для кожи — 600 мбэр/нед.
Для определения поглощенных доз нами были использованы табличные данные о глубинных дозах для излучений соответствующей энергии (X. Джонс; «Depth dose tables for use in radiotherapy»). Значения коэффициентов перехода от рентгенов к радам были взяты из «Physical Aspects of Dosimetry».
Расчет средней поглощенной дозы во всем теле производили в приближении однородного тканеэквивалентного фантома прямоугольной формы. Иначе говоря, среднюю дозу вычисляли интегрированием кривой распределения поглощенных доз по глубине тела и делением полученного результата на поперечник тела, принятый равным 25 см. Как показали наши расчеты, приближение прямоугольной формы сечения тела не вносит существенной ошибки в результат. Аналогичным образом определяли среднюю поглощенную дозу в мужских гонадах (поперечник равен 3 см), клетках базального слоя кожи (глубина расположения 70 мк от поверхности) и эпителиальном слое передней поверхности хрусталика (находящемся на расстоянии 3,8 мм от поверхности роговицы). Анатомо-топогра-фические данные о расположении и размерах рассматриваемых нами органов у человека взяты из литературы.
Точность полученных значений средних поглощенных доз определяется погрешностью табличных величин глубинных доз, точностью вычисления средней поглощенной дозы методом весового интегрирования и диапазоном колебаний средней поглощенной дозы в зависимости от взаиморасположения объекта и источника излучения. С учетом указанных выше погрешностей общая ошибка определения средних поглощенных доз составляет ±20%.
Все расчеты были проведены для энергии излучения от 10 до 1250 кэв, так как в качестве первого приближения нами было принято, что полученные экспериментально соотношения между средними поглощенными дозами и биологическими эффектами излучения с энергией выше 20 кэв справедливы и для излучения в диапазоне 10—20 кэв.
Как видно из рисунка, для всего рассматриваемого диапазона энергий излучения (с 11 —12 кэв и выше) лимитирующей по величине предельно допустимой экспозиционной дозы является лучевая нагрузка на мужские гонады. В области энергий от 30 до 400 кэв предельно допустимая экспозиционная доза оказывается ниже 100 мр/нед, причем наименьшего значение — порядка 70 мр/нед — она достигает в интервале энергии от 60 до 120 кэв. Следовательно, при экспозиционной дозе 100 мр/нед средняя
поглощенная в мужских гонадах доза превышает установленный предельно допустимый уровень.
Предельно допустимая экспозиционная доза, соответствующая средней поглощенной во всем теле дозе 100 мбэр/нед, заметно превышает 100 мр/нед во всем диапазоне энергии, причем это различие резко возрастает с уменьшением энергии от 60—70 до 10 кэв.
В интервале энергии от 50 до 1250 кэв предельно допустимая экспозиционная доза облучения хрусталика больше, чем экспозиционная доза облучения всего тела. При энергии излучения менее 50 кэв она оказывается меньшей, чем экспозиционная ПДД облучения всего тела.
Зависимость предельно допустимой экспозиционной дозы от энергии излучения. / — кожа; 2 — хрусталик; 3 — все тело; 4 — гонады.
В отличие от рассмотренных выше кривых предельно допустимых экспозиционных доз экспозиционная ПДД облучения кожи зависит от качества излучения в значительно меньшей степени. Для излучения 50— 110 кэв она составляет около 450 мр/нед. При энергии излучения 10 кэв и ниже предельно допустимая экспозиционная доза (около 800 мр/нед) лимитируется лучевой нагрузкой на этот орган.
Из приведенных на рисунке данных следует, что для рентгеновых и у-лучей с энергией от 10 до 20—25 кэв лимитирующей предельно допустимую экспозиционную дозу является не средняя поглощенная во всем теле доза, а лучевая нагрузка на отдельные поверхностно расположенные органы.
На основании рисунка нетрудно определить экспозиционную ПДД при различных условиях профессионального облучения. В случаях, когда гонады у мужчин не облучаются или применяется локальная защита гонад с кратностью ослабления не менее 3, а также во всех случаях воздействия рентгеновского или у-излучения на женщин предельно допустимые экспозиционные дозы могут быть определены по кривым, соответствующим облучению всего тела, хрусталика и кожи.
Однако при использовании указанных на рисунке кривых предельно допустимых экспозиционных доз для определения радиационной опасно-
4 Гигиена и санитария N4 9
49
сти необходимо знать эффективную энергию излучения. Определение ее на производстве иногда затруднено. Лучшим решением вопроса является создание дозиметра с заданным «ходом с жесткостью», соответствующим кривым предельно допустимых экспозиционных доз, и проградуирован-ного в биологических эквивалентах рентгена или в долях ПДД.
Приведенные выше значения предельно допустимых экспозиционных доз нуждаются по ряду причин в дальнейшем уточнении. Положенная в основу расчета зависимость биологических эффектов во всем теле и отдельных органах от средних поглощенных в них доз установлена, как указано выше, на основании результатов острых опытов на мелких лабораторных животных. Безусловный интерес представляет проверка этих выводов в хроническом эксперименте и проведение опытов на более крупных животных. Возможно также, что при хроническом облучении значение фактора качества излучения (зависящего от линейных потерь энергии) будет отличаться от того, которое получено в остром эксперименте.
Следует указать и на погрешность, которая может быть внесена в средние поглощенные во всем теле человека дозы, поскольку расчет был проведен для однородного тканеэквивалентного фантома.
Учитывая указанные соображения, можно рассматривать предлагаемые значения предельно допустимых экспозиционных доз как ориентировочные. Тем не менее полученные результаты, на наш взгляд, позволяют наметить пути нормирования рентгеновского и у-излучения в широком диапазоне энергий.
ЛИТЕРАТУРА
Джонс X. Физика радиологии. М., 1965.— Л и берм а и А. Н. Вести. АМН СССР, 1966, № 8, с. 61.— «Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений» № 333-60, М., 1960.— Brit. J. Radiol., 1961, Suppl. N 10.— «Recommendations of the International Commission on Radiological Protection». New York, 1959, N 1, 9.
Поступила 5/XI 1966 r
THE DEPENDENCE OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE EXPOSITION DOSE ON THE ENERGY OF X-RAY OR GAMMA-IRRADIATION
/. E. Bronstein, E. M. Krisyuk, A. N. Liberman
The work is based on the previously experimentally determined correlation between the general biological effect on the body and that produced in certain critical organs with the average consumed dose. The authors' calculations allow to determine the maximum permissible doses of irradiation of the whole body, the crystalline lens, the skin and the male gonads by the gamma- and X-rays.
