CC BY
6
УДК 614.37:621.039-587
САНИТАРНО-ДОЗИМЕТРИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАКРЫТЫХ ИСТОЧНИКОВ
ИЗЛУЧЕНИЙ
Н. В. Вершинин, А. В. Терман (Москва)
Под аварией, связанной с использованием радиоактивных веществ, мы понимаем любую ситуацию, при которой возможно внешнее или внутреннее облучение людей или радиоактивное загрязнение территории, имущества и других объектов внешней среды сверх установленных нормативов. В то же время МАГАТЭ трактует такую аварию «как всякое непредвиденное происшествие, могущее вызвать радиационную опасность». По нашему мнению, подобная формулировка несколько неполная, так как она не дает определения радиационной опасности. Вместе с тем очевидно, что с точки зрения радиационной защиты людей, использующих источники ионизирующих излучений, предупреждение и ликвидация аварий возможны только при четком определении этого понятия. Предложенная нами формулировка служит основанием для принятия мер предупреждения возможных аварийных ситуаций.
Одной из основных причин, вызывающих аварии, связанные с применением закрытых источников излучения, по-видимому, служит отсутствие навыков в работе с источниками излучения, т. е. недостаточное знание свойств и характера излучения, технической стороны аппаратов, приборов и деталей, использующих источники излучения. Не менее важной причиной, которая может приводить к общему и местному облучению организма, является также отсутствие или неисправность дистанционных приспособлений для работы с источниками излучения. Следствием такого рода ситуаций может быть переоблучение всего организма или, что более вероятно, местное воздействие излучений, особенно на область рук.
В связи с этим следует подчеркнуть, что на практике контроль за уровнями облучения кистей рук работающих с источниками излучения поставлен недостаточно, а это может приводить к значительному облучению рук, остающемуся незарегистированным службой радиационной безопасности. Нужно иметь в виду, что при уменьшении расстояния до источников малых размеров (близких к точечным) мощность дозы излучения возрастает в квадратичной зависимости и может быть очень высокой.
Сказанное подтверждается случаем, имевшим место в одной из больниц. Суть возникшей аварийной ситуации сводилась к следующему. Во временном хранилище радиоактивных препаратов, находившихся в подвальном помещении, хранились радиоактивные иглы и аппликаторы, не использовавшиеся в связи с потерей активности за счет радиоактивного распада. Вместе с ними хранилась штанга с зарядом от аппарата ГУТ-Со-400 с мощностью экспозиционной дозы 1,55-10~2 р1сек1м (примерно 66,6 г-экв. радия). В июне 1963 г. ответственным хранителем радиоактивных препаратов была предпринята инвентаризация хранилища. К инвентаризации он привлек случайных лиц, не проинструктированных ни о характере материала, с которым им предстояло работать, ни о правилах работы. Такими лицами были Р., 69 лет, М., 43 лет, и Б., 37 лет.
Их работа заключалась в том, что они извлекли из хранилища штангу и отнесли ее на некоторое расстояние, а затем вновь поместили в хранилище, в специально приготовленный контейнер. При этом Б. извлек штангу из хранилища, беря ее за конец, противоположный головке, и передал Р. Последний переносил штангу на место временного хранения и обратно, держа ее в правой руке за середину. При опускании штанги и подъеме Р. перекладывал ее в левую руку. Со штангой он прошел около 50 м. В свою очередь М. принял штангу от Р. за конец, противоположный головке,
а потом, взяв штангу за середину левой рукой, поместил ее в контейнер. Р. обратился к врачу через 11 дней с жалобами на жжение и покалывание в I—II пальцах правой кисти, головокружение, сухость во рту и потерю аппетита. Аналогичные жалобы через 9 дней предъявил и М. При осмотре Р. установлено: на правой кисти в области боковой поверхности, на указательном и большом пальцах небольшой отек. Пальцы подвижны, но имеется некоторая скованность, пальпация болезненна. Кожа на данном участке гиперемирована, с цианотичным оттенком. При осмотре М. зафиксировано следующее: руки отечны в области кистей и пальцев, больше справа. Сильные колющие боли, чувство напряжения, усиливающееся при опускании рук книзу. Кожные покровы сохранены. Местами под поверхностью пузыри. Волярная поверхность левой ладони и основные фаланги II—V пальцев, ладонь и волярно-боковая поверхность I—II пальцев правой кисти имеют темно-синюшную окраску с желтизной.
Диагноз у Р.: острый лучевой ожог указательного и большого пальцев правой руки, I—II степень, III период. Диагноз у М.: острый лучевой ожог левой кисти и I—II пальцев правой кисти, II степень, III период.
Отсутствие дозиметрического контроля при работах, приведших к аварии, позволяло судить о дозах облучения лишь по расчетам, основанным на восстановлении наиболее вероятной картины проведения всех операций, их последовательности и продолжительности. С этой целью, помимо тщательного опроса пострадавших и лиц, принимавших участие в инвентаризации, нами была предпринята имитация операций с моделями источников. В ней участвовало раздельно 12 лиц, в том числе сами пострадавшие, свидетели инвентаризации и случайные лица, получившие указания, аналогичные тем, которые имели пострадавшие. Имитация операций сопровождалась хронометрированием отдельных этапов переноски источников и фотографированием положений и ситуаций, при которых дозы облучения могли быть наибольшими.
По показаниям Р., он переносил штангу, взяв ее за середину. Место охвата штанги кистью правой руки приходилось на область, несколько отстоявшую от центра тяжести штанги в противоположную от головки сторону. Следует отметить, что ни руководители работы, ни исполнители не имели представления о месте источника в штанге. Все они принимали за источник ограничительную головку (рис. 1), а так как вес штанги достаточно велик (4,1 кг), то ее брали за середину.
Р. нес штангу так, что «блестящий конец (головка ограничителя) свешивался вперед». Следовательно, место охвата штанги кистью руки отстояло от торца источника на 5—10 мм. Это подтверждается расположением ожога на ладони Р. (обожжены большой и указательный пальцы), а также относительно небольшим поражением при большем по сравнению с М. времени облучения.
Нами подсчитывались дозы облучения кисти руки при обхвате штанги. Расчетная мощность дозы (в рентгенах в секунду) от источника на расстояниях, сравнимых с его размерами, показана на рис. 2.
При расчете были допущены следующие приближения: источник принимался за полый тонкостенный цилиндр с диаметром 2,4 см и высотой 2,4 см и поверхностной плотностью активности 2150 мкюри/см21. Погло-
1 Фактические размеры источника: внешний диаметр 2,4 см, внутренний диаметр 1,6 см, высота 2,4 см.
/ г 7 \ 4
А--—< М-ь=п
.--------------пз I_л
Рис. 1. Штанга с зарядом от 7"аппаРата ГУТ-Со-400.
/ — ограничительная головка: 2 — подвижный шток: 3— центр тяжести штанги; 4 — источник излучения.
щением в оболочке источника (алюминий толщиной 1 мм), а также в стенке штанги (сталь толщиной 0,5 мм) пренебрегаем.
Расчет мощности дозы производился по формуле:
гйг/ЧФ.
где Ку — 7"постоянная Для Со60; о — поверхностная плотность активности, равная 2150 мкюри/см*\ # — радиус источника; / — расстояние от оси цилиндра до точки, в которой рассчитывается мощность дозы; ф, —
эллиптический интеграл 1-го рода (ср
Н
и к =
2 Уш
Рис. 2. Схема мощностей экспозиционных доз излучения от источника. Объяснение в тексте.
Я I + Я
где Н — высота цилиндрического источника). Расчет производился для точек, лежащих в плоскости, проходящей через середину источника и его основание.
Допущенные при данном расчете приближения, а именно выбор в качестве расчетной модели источника полого цилиндра с радиусом, равным внешнему радиусу реального источника, пренебрежение поглощением в стенке штанги и тканях могут дать гораздо меньшую ошиб- ££
ку по сравнению с ошибкой & ^ /6,б
в определении времени облу- | I \ \ \ чения1. Так, расчетная мощ- | ность дозы на поверхности % штанги, если радиус источни- 4 ка принять равным внутреннему радиусу реального источника, лишь на 20% ниже, а снижение мощности дозы в ткани на глубине 1,5 см не превышает 10%.
Для точек, лежащих в плоскостях, отстоящих от торца источника, расчет связан с большими приближениями из-за трудности учета поглощения излучения в материале штанги. Поэтому для них приведены мощности дозы без учета поглощения (в числителе) и с учетом поглощения (в знаменателе), которое сделано заменой реального источника тонким диском, закрытым поглощающим слоем толщиной, равной расстоянию от торца источника до плоскости, проходящей через заданную точку. Доза резко падает при удалении от источника, и это обстоятельство является подтверждением того, что эритемные дозы могли быть получены только при обхвате штанги в месте расположения источника.
Помимо дозы облучения кистей рук, нами была произведена оценка интегральной дозы облучения всего тела. Мощность дозы в точках, лежащих в ткани на глучине й0 (в направлении к источнику), рассчитывалась согласно предложению Ю. М. Штуккенберга по теории Гиршфельдера, которая для энергии излучения, равной 1 Мэв, и линейного коэффициента поглощения в ткани (1=0,063 см—1, в первом приближении дает следующее выражение для расчета мощности дозы:
Р = Р0(1 +0,47с1) е-",
где й — толщина слоя вещества, выражаемая длиной пробега первичных 7-квантов, т. е. количеством слоев, ослабляющих излучение в е раз, и равная ¿=<¿(,(1., где й0 — толщина слоя ткани (в см), ц — линейный коэффициент ослабления; Р0 — мощность дозы в данной точке без учета погло-
1 Самопоглощение в источнике учтено при переходе от ^-эквивалента к активности
в кюри.
щения в ткани. Для расстояний, превышающих 3 диаметра источника, достаточно точно соблюдается квадратичный закон уменьшения мощности дозы. И в этом случае:
р _ л -8,4• 3600-103 "о _ уг ,
где А — активность источника (в г-экв. радия); г — расстояние (в см).
При расчете принималось, что источник находится в вытянутой вдоль тела руке и отстоит от бедра на 7 см; это соответствует реальным расстояниям, полученным при моделировании аварии и измерении его на фотоснимках. Средняя мощность дозы для всего тела определялась как
Р _ ЕР'У> е v, '
где Р1 — средняя мощность дозы в слое ¡; — объем (или вес) слоя.
При расчете все тело разбивалось на 13 слоев, мощность дозы рассчитывалась для 26 точек. Средняя для всего тела мощность дозы оказалась равной 0,04 р!сек, а в ближайшей к источнику точке (бедро)— 3,1 р!сек.
Средние для всего тела дозы облучения, полученные в результате рассматриваемой аварии, составили у Р. 2,2 р и у М. 11 р, что не превышает допустимой однократной дозы облучения.
Таким образом, несмотря на высокие местные дозы облучения кистей рук, средние для всего тела дозы облучения незначительны. Это хорошо согласуется с клинической картиной лучевого поражения у М. и Р.
Выводы
1. При радиационно-гигиеническом обследовании аварийных случаев с малогабаритными источниками высокой активности необходим тщательный анализ доз как общего, так и местного облучения, особенно для кистей рук.
2. Места установки источников в радиоизотопных приборах (держателях, штангах и т. п.) должны быть отмечены знаками радиационной опасности, надписями и по внешней отделке должны резко отличаться от остальных деталей.
Поступила 6,'У 1968 г.
УДК 811.648
о возможностях прямой и косвенной методик оценки
ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК ЗА СЧЕТ ИНКОРПОРИРОВАННОГО Sr9e
В. М. Малыхин, В. П. Шамов^Е. И. Сафронов
Под прямой и косвенной методиками в тканевой дозиметрии, как известно, понимают методики определения дозовых нагрузок по данным об уровне содержания изотопа в организме или выделениях. В связи с созданием и усовершенствованием ряда методов радиометрии малых количеств Sr90 в организме (in vivo) и в биологических пробах возникла необходимость в оценке возможностей дозовой диагностики прямым и косвенным методами с учетом сведений о чувствительности используемых радиометрических установок.
При сравнительной характеристике методик радиометрии Sr90 in vivo и в биологических пробах использован параметр качества Q1 и применена
1 Использование параметра качества позволило на единой основе сопоставить мето-
дики 1—7, фон которых меняется от 5,4 до 396 имп/мин, а эффективность — от 5,3 10~3 до 1,6 Ю-2 %.
