CC BY
12
Во всех программах исследования по дозиметрическому контролю большое внимание уделяется определению содержания I129 в молоке и воде, тем не менее исследователи не забывают и возможности поступления этого изотопа с рыбой.
По данным Matuszek и соавт., вполне вероятно поступление йода с рыбой ребенку в количестве 100—150 пКи/день. Если принять, что усвояемость изотопа с рыбой такая же, как и усвояемость из молока, доза на щитовидную железу за счет потребления рыбы с концентрацией изотопа 2 пКи/г составит 5600 мбэр/г на границе коллоидной клетки, 420 мбэр/г на клеточное ядро и 3500 мбэр/г в среднем на клетку. Таким образом, поступление радиоизотопа с рыбой может быть лимитирующим.
Russell и Hahn подсчитали, что если выход I129 при делении урана принять равным 1% (у М. Гайсинского и Т. Адлова —0,8%), то при существующих темпах развития ядерной энергетики к 2060 году в мире образуется 2-10® Ки I129, причем вклад промышленности США составит около 9-104. Если учитывать, что эффективность удержания I129 составит 99%, в окружающую среду, по их данным, будет удалено 2-Ю4 Ки I129. Основной вклад в загрязнение внешней среды дадут предприятия по переработке ядерного горючего. Таковы прогнозы в отношении загрязнения внешней среды I129.
Таким образом, основным источником загрязнения внешней среды I129 являются заводы по переработке ядерного горючего; изотоп обладает способностью накапливаться во внешней среде и хорошо мигрировать по биологическим цепочкам в организм человека. В то же время данных литературы, на наш взгляд, еще недостаточно, чтобы оценить радиационную опасность I129.
ЛИТЕРАТУРА. Гайсинский M., А д л о в Ж- Радиохимический словарь элементов. М., 1968. — Edwards R. — «Science», 1962, v. 137, p. 851. — M a -tuszek J. M., D a 1 y J. С., Goodyear S. et a. — In: «Environmental Surveillance Around Nuclear Installations». V. 2. Vienna, 1974, p. 43—66. — DalyJ. C., G о -odyearS., P a p e r i e 1 1 о С. I. et a. — «Hlth Phys.», 1974, v. 26, p. 333—342. — В r a u e r E. P., Soldat J. К., T e n n y E., S t г e b i n R. S. Jr. — In: Environmental surveillance around nuclear installations international atomic energy agency». V. 11. Vienna, 1974. — R u s s e I I J. L., Hann P. W. — «Radiol. Hlth. Data and' Reports»., 1971, v. 12, p. 89.
Поступила 2/X 1975 r_
УДК 614.73:546.11.02.3
Доктор мед. наук В. Ф. Журавлев, И. С. Кацапов ТРИТИЙ ПРИ ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ
Ядерные взрывы в мирных целях — одно из новых направлений использования атомной энергии в народнохозяйственной деятельности нашего государства. Работами отечественных и иностранных авторов показана высокая экономическая эффективность использования таких взрывов для решения разнообразных инженерных задач. При проведении мирных (промышленных) подземных ядерных взрывов во внешнюю среду может поступать небольшое количество изотопов (Ю. А. Израэль). В связи с этим возникают вопросы радиационной безопасности.
При подземном ядерном взрыве с выбросом грунта в результате прорыва полости в атмосферу может выделяться некоторое количество радиоактивных продуктов деления, в том числе и трития (Ю. А. Израэль и В. Н. Петров). Величина общей радиоактивности определяется количеством осколков деления и величиной наведенной активности. При камуф-летном подземном ядерном взрыве в результате разрушения породы и образования системы трещин могут возникнуть каналы, соединяющие котловую полость его с атмосферой. По этим каналам вследствие вентиляции, избы-
точного давления или диффузии некоторое количество радиоактивных продуктов также поступает в атмосферу. В составе этих продуктов может быть радиоактивный криптон, ксенон и тритий (В. Н. Петров и А. А. Тер-Сааков).
Наличие трития в составе продуктов подземного ядерного взрыва обусловлено рядом причин: во-первых, присутствием этого элемента в качестве составной части заряда; во-вторых, образованием его в результате термоядерных реакций (на 1 кг — 6,67х103 Ки трития); в-третьих — в результате захвата нейтронов литием, содержащимся в горных породах. Анализ состава газа, полученного из трещин в породе, образовавшейся при взрыве в Гасбагги (США), показал, что радиоактивность трития составляет 640 мкКи/м3, большая часть которого присутствует в виде СН3Т. При подземном ядерном и особенно термоядерном взрыве тритий может попадать непосредственно в грунт.
Предполагают, что весь выделившийся тритий превращается в воду путем окисления или обмена. Поскольку давление паров Т20 ниже, чем давление паров обычной воды, тритий быстро конденсируется в жидкость, испаряется в меньшей степени, чем обычная вода (В. Ф. Журавлев и И. С. Кацапов). Так как тритий не бывает в форме твердых частиц, он при взрывах на выброс почти весь переходит в окись трития и относительно равномерно смешивается с общей массой выброшенного грунта (Флеминг). Концентрация трития по массе в грунте, упавшем обратном в воронку, в основном постоянна начиная от дна видимой воронки до центра взрыва, который находится на 96 м ниже. Концентрация трития с увеличением расстояния от эпицентра взрыва уменьшается. Выше всего она в грунте, упавшем обратно в воронку.
По данным Тьюеса, при проведении термоядерного взрыва мощностью 26 кт концентрация трития в газе составляла 0,65 мкКи/л. Тритий образовывался из-за облучения лития нейтронами. Другим источником образования трития был процесс деления ядер на 3 части, в результате которого образуется около 0,0001 г этого изотопа на 1 кг мощности. Автор подчеркивает, что при использовании термоядерных зарядов наиболее серьезная проблема, по-видимому, будет связана с наличием трития в выщелачиваемом растворе.
Из-за трудности измерения трития в среде, находящейся вокруг места проведения взрыва, количество его может отличаться от действительного в несколько раз. По данным Ф. Хольцера, при подземном взрыве в Гасбагги концентрация трития в газе составляла 680—706 мкКи/м3; всего образовалось 4 г его, причем более 1 г — за счет активации нейтронами грунта, содержащего Ы9. Г. Хиггинс приводит данные, из которых следует, что при подземном ядерном взрыве в Гасбагги тритий присутствовал в виде 3 соединений в различных количествах. Так, содержание газообразного трития составляло 3215 мкКи/м3, СН3Т — 314 мкКи/м3, а трития в соединении С2НТ — 15 мкКи/м3. Автор считает, что 25% трития содержалось в органической фазе, а 75% — в воде. Шор и соавт. приводят сведения о содержании трития в грунте, выброшенном вокруг воронки ядерного взрыва «Седан». Общая активность изотопа составила 1хЮ®Ки. Исследования показали, что из всех радиоизотопов в окружающей среде после взрыва «Седан» больше всего содержится трития. Остаточный тритий, образовавшийся во время взрыва термоядерного устройства «Седан», был обнаружен на всех трофических уровнях естественной экологической системы, включая не только подпочву, куда тритий попал в результате взрыва, но и органические вещества, синтезируемые растениями и животными.
Приведенные данные позволяют считать, что изучение миграции трития по биологическим цепочкам имеет исключительно важное санитарно-гигиеническое значение. В связи с этим необходимо проведение токсикологических экспериментов по выяснению перехода изотопа из различных про-
дуктов питания в организм животных, исследование особенностей накопления, распределения и выведения элемента из организма, обратив особое внимание на внедрение трития в структурные элементы органов и тканей. 3. И. Ефимова в обзоре работ по программе «Плаушер» указывает на то, что в конусе обрушения после подземного ядерного взрыва может содержаться до 1300 Ки трития. Э. Радфорд сообщает, что при взрыве термоядерных зарядов единственными радиоактивными продуктами реакций синтеза являются тритий и радиоизотопы, образованные за счет захвата нейтронов. Тритий образуется в огромных количествах — по радиоактивности, приблизительно в 10 раз больше на каждую мегатонну тротилового эквивалента, чем долгоживущие продукты деления, вместе взятые, за счет реакций деления. По данным СоЬпеп, в продуктах ядерного взрыва приблизительно 1024 нейтрон/кт освобождается около 20 тыс. Ки трития. Тритий, выделившийся в результате взрыва, быстро окисляется и участвует в круговороте воды в природе.
Таким образом, литературные данные свидетельствуют о том, что при проведении подземных ядерных взрывов наряду с другими радиоактивными изотопами в окружающую среду может поступать значительное количество трития. Он может находиться в виде газа, воды или органических соединений. Наибольшее токсикологическое значение имеет освобождение изотопа в окружающую среду в виде окиси, так как элементарный тритий быстро диффундирует в верхние слои атмосферы или окисляется до воды, а трити-рованные органические соединения имеют локальное значение. Тритий, попавший в окружающую среду, может проникать во все соединения, содержащие водород. Скорость обмена элемента будет зависеть от всех сложностей обмена тех соединений, в состав которых он входит. Насыщенная им вода будет проходить все этапы гидрологического цикла. Если скорость переноса других радиоизотопов меньше скорости движения воды вследствие сорбции радиоизотопов, то скорость переноса трития соответствует скорости движения воды и, таким образом, значительно выше, чем скорость переноса других радиоизотопов.
В большинстве случаев при подземных ядерных взрывах пористость и проницаемость грунта в зоне взрыва выше, чем в окружающей породе, не подвергавшейся воздействию взрыва. Поэтому когда масса загрязненной воды поступает в систему грунтовых вод, она займет больший объем породы, чем в зоне взрыва, и площадь распространения загрязненной воды в системе грунтовых вод будет больше площади распространения загрязненной воды в зоне взрыва. Система грунтовых вод выполняет роль накопительного резервуара для тритиевой воды, которая в конечном итоге попадает в реки и озера.
При проведении взрывов на выброс могут быть приняты меры для максимального уменьшения радиоактивных выпадений на поверхности грунта вокруг эпицентра. Поскольку тритий представляет наибольшую токсикологическую опасность с точки зрения загрязнения воды за пределами района взрыва, необходимо выбирать такие ядерные устройства, которые характеризуются преобладанием реакции деления над реакцией синтеза, если другие способы уменьшения загрязнения тритием применить нельзя (Л. Вернер). При первом же дожде, выпавшем после взрыва, тритий почти полностью будет унесен с поверхности земли, но в связи с поступлением поверхностного водостока от первого дождя в реке появится тритиевая волна. Затем единственным источником поступления трития в реку окажутся грунтовые воды. Годовой принос трития грунтовыми водами из водосбора, по данным Л. Вернера, составляет около 10-3 общего количества этого изотопа, выпавшего на поверхность земли. Эти данные свидетельствуют о том, что включение трития в виде воды может представлять определенную опасность для населения, проживающего в районе взрыва, а поступление элемента в реки, озера и океаны будет способствовать накоплению его выше допустимых уровней.
Как сказано выше, газообразный тритий вследствие его инертности менее опасен, чем окись трития. Изучение сравнительной токсичности газообразного трития и окиси трития показало, что газообразный тритий примерно в 520 раз менее токсичен, чем окись трития. Меньшая токсичность этого соединения обусловлена тем, что растворение его в организме не превышает 1,6% (Tobias и соавт.). Окисление газообразного трития в организме крыс составляет всего 0,5%. Меньшая токсичность газообразного трития объясняется еще и тем, что период полувыведения его из организма составляет всего 3,3 мин, а окиси трития — 10 дней (В. Ф. Журавлев). Поэтому при оценке радиационной обстановки в районе проведения взрыва следует прежде всего ориентироваться на содержание окиси трития, а не газообразного трития, количество которого будет весьма незначительным.
Рассматривая токсикологические аспекты трития при проведении подземных ядерных взрывов, следует особое внимание уделять сочетанным формам поражения трития и внешнего v-излучения. Как показали В. Ф. Журавлев и И. С. Капапов, внешнее излучение значительно удлиняет период полувыведения окиси трития из организма. В облученном организме создаются условия для большего внедрения трития в органические структуры органов и тканей. Судя по результатам экспериментальных исследований, в условиях сочетанного воздействия происходит суммация эффектов биологического действия, которые необходимо учитывать при оценке суммарной дозы облучения. Ряд американских авторов приводят данные о длительном прогнозировании облучения населения из-за проведения ядерных взрывов. Так, Cockcroft считает, что к 2000 г. в мире будет накоплено 96 МэКи трития как продукта деления. Если производство ядерной энергии после 2000 г. будет оставаться на одном уровне, стационарное количество 260 МэКи трития как продукта деления накопится примерно к 2060 г. Причем будут созданы уровни доз излучения примерно в 3 раза выше тех, которые рассчитаны к 2000 г.
Даже с учетом поправок на неравномерное глобальное распределение оказывается, что увеличение дозы во всем мире из-за трития будет незначительным по сравнению со 100 мрад в год, полученными от фонового излучения. Тем не менее при проведении ядерных взрывов значительная часть населения, проживающего в их районе, может подвергаться воздействию различных соединений трития. При этом следует учитывать, что изотоп является долгоживущим и предел соматической дозы для всего населения с учетом внешнего облучения не должен превышать 0,5 бэр/г (Ю. И. Москалев и соавт.).
Уровни допустимых радиационных воздействий на население и лиц, работающих с изотопами при использовании энергии мирных взрывов в народном хозяйстве, должны определяться основными нормами радиационной безопасности. Годовое предельно допустимое поступление для персонала (через органы дыхания) не должно превышать 1,2х Х104 мкКи/год. Предел годового поступления для отдельных лиц из населения через органы дыхания не должен быть выше 1,2 X103 мкКи/год, а через органы пищеварения—2,6 X 103 мкКи/год. Среднегодовая допустимая концентрация газообразного трития в атмосферном воздухе для отдельных лиц из населения составляет 6,6х10-8 Ки/л, окиси трития — 1,6х10-10 Ки/л, а среднегодовая допустимая концентрация окиси трития в воде для отдельных лиц из населения — 3,2 х 10"6 Ки/л.
ЛИТЕРАТУРА. В е р н е р Л. — В кн.: Использование ядерных взрывов в мирных целях и проблема общественного здравоохранения. Вып. 2. М., 1971, с. 55—69.— И з р а э л ь Ю. А., П е т р о в В. Н. — В кн.: Атомные взрывы в мирных целях. М., 1970, с. 87—94. — И з р а э л ь Ю. А. Изотопный состав радиоактивных выпадений. М., 1973. — Журавлев В. Ф., Кацапов И. С. — «Радиобиология», 1971, № 3, с. 476. — Москалев Ю. И., Д и б о б е с И. К., Журавлев В. Ф. Концепция биологического риска воздействия ионизирующего излучения. М., 1973.—П е т р о в В. Н., Тер-СааковА. А. — В кн.: Атомные взрывы в мирных целях. М., 1970, с. 94—98. — Т ь ю е с — В кн.: Использование ядерных взрывов в мирных целях и проблема обществен-
О
ного здравоохранения. Вып. 2. М., 1971, с. 17—24. — Флеминг — Там же, с. 3—16. — Шор, Анспау, Черток, Гофман, Харрисонидр. — В кн.: Использование ядерных взрывов в мирных целях и проблема общественного здравоохранения. Вып. 4. М., с. 9—34,—Cohnen J.J. — «Hlth. Phys»., 1970, v. 19, p. 633—639. — T о -b i a s С. A. — cj. clin. Invest.i, 1949, v. 28, p. 1375.
Поступила 4/11 1974 r.
За рубежом
УДК 57.085.23:632.95
Дюла Дура, Юдит Слободник, Ильдико Чука, Иллеш Деиш ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕСТИЦИДОВ НА КУЛЬТУРУ ТКАНИ
Государственный институт здравоохранения, Будапешт
Тканевые культуры для определения токсичности пестицидов были использованы впервые Льюисом и Ричардсом еще в 1945 г. при исследовании ДДТ. В последнее время появляется все большее число работ, освещающих влияние пестицидов на клеточные культуры (Ammitzboll и соавт.; Johnson и Weiss; Styles).
В экспериментах была использована линия клеток М-7 (почки обезьян), культивируемая в отделе вирусологии Государственного института здравоохранения (Будапешт). Из клеточной суспензии приготовлялись культуры, содержащие 1х10ь клеток. Культуры инкубировались при 37°. Необходимая для роста клеток основная питательная среда содержала 45% раствора Хэнкса, 40% раствора Паркера 199, 5% лактальбумина и 10% бычьей сыворотки. Для поддержания тканевой культуры была использована синтетическая питательная среда Паркера 199, содержащая 5% говяжьей сыворотки (Csonka и Ruzicska).
Были поставлены 2 серии опытов. В первой из них мы изучали влияние пестицидов на формирование клеточного слоя. Испытуемые пестициды растворялись в основной питательной среде. Препараты, плохо растворимые или нерастворимые в воде, предварительно растворялись в 1 % растворе диметилформамида (ДМФ), безвредном для клеток. Морфологическая оценка под микроскопом с небольшим увеличением производилась на 3-й сутки после разливки клеточной суспензии по пробиркам, когда в контроле уже образовался клеточный слой. Изменения тканевой культуры оценивали 3 раза через каждые 24 ч и устанавливали безвредную концентрацию, которая не влияет на образование клеточного слоя; концентрацию, вызывающую слабое торможение роста, что проявилось в виде островкового роста клеток монослоя; концентрацию, вызывающую более выраженное торможение роста, при котором образовались монослойные фрагменты, состоящие из групп клеток; концентрацию, вызывающую полную гибель, при которой не происходило образования клеточного слоя.
Во II серии опытов изучали влияние пестицидов на образовавшийся слой клеток. Исследуемые пестициды были внесены в питательную жидкость (Паркер 199). Питательная среда трехдневной культуры с образовавшимся слоем клеток заменялась средой с пестицидами. Морфологическую оценку проводили через 24 ч после экспозиции и продолжали ее в течение 3 сут, через каждые 24 ч. Определяли целостность клеточного слоя, зернистость клеток, наличие в них вакуолей, форму клеток и их гибель в сплошной зоне роста. В обеих сериях опытов испытания в отношении всех пестицидов повторялись 3 раза, причем для каждой концентрации готовилось три — пять пробирок. В контрольных культурах мы меняли пита-
