CC BY
7
4. Полученные данные подтверждают необходимость установления для человека количества дополнительно вводимого витамина С в условиях переоблучения УФ и определения дозы этой радиации, получение которой не оказывает С-гиповитаминизирующего действия.
Л И Т Е Р А Т У Р А. А с а т и а и и B.C. Методы биохимических исследований. М., 1956, с. 367—369. —Девятка Д. Г. — «Вопр. питания», 1966, № 5, с. 82. — К о п ы л о в а 3. А., Ш е л а г и н а Н. А., Попов Л. М. — В кн.: Сборник трудов Архангельского мед. ин-та, 1966, т. 20, с. 275—279. — Л е м п е р т М. Д. Биохимические методы исследования. Руководство для медицинских лаборантов-биохимиков. Кишинев, 1964. — Мешкова Н. П., Северин С. Е. Практикум по биохимии животных. М., 1950, с. 172. — Ч е к и н В. Я. — В кн.: Проблемы Севера. М., 1962, с. 120—129. — Эпельбаум С. Е., Ш е в е с Г. С., Кобылина А. А. — «Биохимия», 1949, № 12, с. 207—213. — Zsirai К., Cyimothy D., Belley-Gy Е. — «Münch, med. Wschr.», 1962, Bd 104, S. 498—499.
Поступила l/XI 1976 r.
УДК «14.78
Канд. техн. наук О. Н. Прокофьев
СОСТАВ РАДИОНУКЛИДОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ЧАСТИЦ ТРОПОСФЕРНЫХ И СТРАТОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИИ
Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены Министерства здравоохранения РСФСР
Состав радионуклидов в тропо- и стратосферных выпадениях и смываемость радионуклидов с частиц выпадений важны при определении доз внутреннего облучения отдельных критических органов человека. Для желудочно-кишечного тракта такая доза мало зависит от возможных изменений состава радионуклидов в тропосферных и статосферных выпадениях, так как снижение суммарной 0-активности сохраняет обычный степенный характер с показателем степени, близким к — 1,2 даже при наличии заметного фракционирования (Э. Фрейлинг и соавт.), а средняя энергия Р-излучения продуктов выпадений с течением времени после деления изменяется незначительно (3. Г. Гритченко). Дозы внутреннего облучения других критических органов (щитовидная железа, костная ткань) обусловливаются долей и составом радионуклидов, переходящих с частиц выпадений в растворимое состояние.
В поверхностно-загрязняемых продуктах (хлебные изделия из зерна, загрязненного на корню, овощи, фрукты, ягоды, неукрытые или плохо укрытые во время выпадений продукты) первоначально (в исходном состоянии) радионуклиды связаны с частицами выпадений. Радионуклиды, поступающие с продуктами, загрязненными биологическим путем (молоко, мясо и др.), с частицами не связаны и находятся в доступной для усвоения форме. Однако степень перехода радионуклидов из корма (травы, сено и др.), поверхностно-загрязненного при выпадениях, в продукты животноводства (молоко и мясо) также зависит от су.ываемости радионуклидов с частиц выпадений, которая определяется в последних природой образования и видом основного вещества частиц. Степень смынае-мости (а следовательно, и биологической доступности) радионуклида с остеклованных силикатных частиц обусловливается распределением радионуклида между объемом и поверхностью частиц в соответствующей пробе.
Ю. А. Израэлем рассчитаны полные доли числа атомов ряда важнейших массовых цепочек, попадающие внутрь частиц. Однако для расчета изменения во времени смываемой активности изотопов йода (массовые цепочки 131, 132, 133, 134 и 135) знания полной доли числа атомов цепочки, переходящих в объем частиц, недостаточно. Для правильного описания изменения со временем смываемой активности йода необходимо иметь начальное соотношение в числе атомов между йодом и теллуром соответствующей цепочки для поверхностно-связанной части атомов. К таким атомам относятся те, которые конденсировались (осели) на поверхность затвердевших частиц. Они имеют наибольшую вероятность для смыва с частиц водой и слабым раствором соляной кислоты. Атомы, конденсировавшиеся на поверхность жидких частиц, проникают на некоторую глубину в поверхностный слой частицы, и вероятность смцва этих атомов мала.
С помощью методики Ю. А. Израэля мы провели расчеты долей поверхностно-связанных атомов на всей совокупности частиц в облаке взрыва для массовых цепочек, имеющих в своем составе важные в биологическом отношении радионуклиды. Время затвердевания частиц принято равным 7 и 40 с. Независимые выходы радионуклидов цепочки и ее кумулятивный выход взяты для деления 248и на нейтронах с энергией 14 МэВ (Н. Г. Гусев и соавт.). Схемы радиоактивных превращений в массовых цепочках и периоды полураспада отдельных радионуклидов, использованные в расчетах, соответствуют приведенным указанными авторами.
Таблица 1
Распределение полного числа атомов биологически важных радионуклидов между объемом
и поверхностью частиц (в долях)
Радионуклид Время затвердевания частиц, с
7 40
доля от полного числа атомов соответствующей массовой цепочки
на поверхности всей совокупности частиц в объеме всей совокупности частиц на поверхности всей совокупности частиц в объеме всей совокупности частиц
••Sr 0,943 0,034 0,931 0,016
»•Sr 0,922 0,021 0,813 0,108
i3iFe 0,093 0,128 0,093 0,128
13lpe» 0,067 0,707 0,067 0,707
132Fe 0,250 0,744 0,366 0,626
«3Fe 0,42 0,263 0,445 0,239
133pe* 0,186 0,103 0,196 0,094
I3lpe** 0,786 0,047 0,791 0,036
136pe*» 0,466 0,028 0,376 0,017
13'Cs 0,979 0,0017 0,976 0,0052
140Ba 0,842 0,149 0,642 0,350
* Эти радионуклиды за сравнительно короткое время превращаются в соответствующие изотопы йода.
** Радионуклиды массовых цепочек 134 и 135 практически отсутствуют в тропосферных (и тем более стратосферных) выпадениях из-за сравнительно малых периодов полураспада.
При определении доли перехода в жидкую фазу элементов и соединений радионуклидов промежуточной группы (термины летучих, промежуточных и тугоплавких радионуклидов используются в том же смысле, что и в работе {О. А. Израэля) отношение объемов паровой фазы и огненного шара принято рапным 1. Число атомов всех короткоживу-щих предшественников цепочки на поверхности частиц суммировалось с числом атомов основного радионуклида, а полученная сумма служила для определения искомой доли основного радионуклида на поверхности частиц. Это не изменяет существа дела, так как короткоживущие предшественники в относительно малые сроки превращаются в основной радионукл ид, и это не влияет на последующее изменение с течением времени количества атомов основных радионуклидов цепочки в поверхностном слое частиц.
Результаты расчета представлены в виде долей поверхностно-связанных атомов для радионуклидов рассмотренных массовых цепочек (табл. 1). Видно, что изменение момента затвердевания частиц в диапазоне от 7 до 40 с не оказывает существенного влияния на доли поверхностно-связанных атомов отдельных радионуклидов.
Таблица 2
Числа атомов, севших на поверхность частиц, на 100 делений при времени затвердевания
40 с
Номер массовой цепочки Радионуклид Доля поверхностно-связанных атомов Накопленный выход цепочки Часло атомов, севших на поверхности частиц
89 •»Sr 0,931 2,3 2,14
90 »«Sr 0,830 2,9 2,36
131 131 мре 0,093 4,51 0,42
131] 0,067 0,302
132 132ре 0,366 4,7 1,72
Йод-1321321 0 0
133 133ыре 0,445 5,77 2,56
133] 0,196 1,13
134 131 ре 0,791 5,35 4,23
131] 0 0
135 136 Ре 0,376 6,0 2,26
Í3»] 0 0
137 137 Cs 0,976 6,0 5,85
140 "•Ва 0,642 4,6 2,95
Умножением долей поверхностно-связанных атомов на накопленный выход цепочки получены количества атомов рассматриваемых радионуклидов, севших на поверхности всех частиц (табл. 2). Особенностью йодных массовых цепочек (131—135) является то, что материнские радионуклиды, представляющие каждую из этих цепочек, относятся к промежуточным, а дочерние—к летучим. Поскольку радионуклиды, принадлежащие к промежуточной группе, конденсируются на поверхности частиц быстро (за доли секунды) после их затвердевания, а легко летучие вообще не конденсируются, поверхностная удельная активность радионуклидов этих массовых цепочек на частицах, оставшихся в облаке взрыва до момента их затвердеваиия, практически в дальнейшем не изменяется и не зависит от времени выхода этих частиц из облака, а следовательно, и от размеров рассматриваемых частиц. В связи с этим соотношения между числами атомов радионуклидов этих цепочек, севших на поверхности всех частиц, справедливы в том числе и для мелких частиц тропо- и стратосферных выпадений. Для йодных массовых цепочек поверхностно-связанные атомы распределяются по частицам разных размеров в соответствии с размерами поверхностей полных совокупностей этих частиц в облаке взрыва на момент затвердевания частиц.
В массовых цепочках 89, 90, 137 и 140 радионуклиды, принадлежащие к промежуточной и тугоплавкой группам, в значительных количествах образуются после затвердевания частиц в результате радиоактивного распада летучих предшественников. Поэтому на распределение поверхностно-связанных атомов данных цепочек по частицам разных размеров, кроме размеров поверхностей групп частиц разной величины в облаке, влияет и время выхода частиц из облака, зависящее от размеров частиц. Однако распределение поверхности групп частиц по их размерам в облаке наземного ядерного взрыва таково, что на частицы размером 30 мкм и менее приходится 90% всей поверхности генеральной совокупности частиц (Ю. А. Израэль). Частицы размером 30 мкм и менее достаточно длительно остаются в облаке для того, чтобы произошел практически полный распад наиболее долгоживущих летучих предшественников (89Кг с T1/f=192 с и 137Хе с Tj,2 = =234 с), поэтому при оценке соотношений между поверхностными активностями радионуклидов различных массовых цепочек на мелких частицах (с размерами меньше 30 мкм) влиянием выхода из облака частиц больших размеров можно пренебречь. Тогда числа поверхностно-связанных атомов на 100 делений для разных массовых цепочек, приведенные в табл. 2, справедливы для частиц размером менее 30 мкм, а следовательно, и для частиц тропо- и стратосферных выпадений.
Результаты натурных исследований распределения радионуклидов между растворимой и нерастворимой фракцией радиоактивных осадков показывают, что eeSr, 80Sr и 137Cs в преобладающем количестве входят в состав поверхностной активности частиц. Это хорошо согласуется с результатами расчета.
При изучении смываемости 13Ч с частиц тропосферных выпадений получены различные результаты. По одним данным Holland, смываемость 13Ч близка к таковой "°Sr, а по другим — значительно меньше: 38% (X. Шульц и В. Кольб), 25% и менее (Д. Бартон и Р. Рассел). Согласно расчету (см. табл. 1 и 2), смываемость 13Ч должна составлять около 16%. Однако на результат расчета определяющее влияние оказывает распределение между объемом и поверхностью частиц таких радионуклидов, как 13ISn и 131Sb, поведение которых при температурах, близких к таковой затвердевания частиц (1673°К), точно не установлено (Ю. А. Израэль). В связи с этим вопрос о смываемости 1311 с частиц тропосферных выпадений нельзя считать окончательно решенным.
ЛИТЕРАТУРА. Фрейлинг Э., Крокер Г., Адаме Ч. — В кн: Радиоактивные выпадения от ядерных взрывов. М., 1968, с. 11—53.—Гритче нко
3. Г. — В кн.: Радиоактивные загрязнения внешней среды. М., 1962, с. 18—27. — Израэль Ю. А. Изотопный состав радиоактивных выпадений. Л., 1973.— Гусев Н. Г., Рубцов П. М., Коваленко В. В. и др. Радиационные характеристики продуктов деления. Справочник. М., 1974. — Holland Т. Z. — «Hlth Phys.», 1963, v. 9, p. 1С95—1103. — Ш у л ь ц X. Д., Кольб В. - В кн.: Радиоактивные частицы в атмосфере. М., 1963, с. 72—78. — Бартон Дж., Расселл Р.— В кн.: Радиоактивность и пища человека. М., 1971, с. 371—374.
Поступила 23/XI 1976 г
