Ядерные взрывы, выбросы радионуклидов предприятиями ядерной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях привели к глобальному повышению облучения населения Земли. К естественному облучению прибавились антропогенные источники внешнего и внутреннего облучения.

При ядерных взрывах в окружающую среду поступают радионуклиды деления, наведенной активности и неразделившаяся часть заряда (уран, плутоний). Наведенная активность наступает при захвате нейтронов ядрами атомов элементов, находящихся в конструкции изделия, воздухе, почве и воде. По характеру излучения все радионуклиды деления и наведенной активности относят к b- или b-g-излучателям.

Выпадения подразделяются на местные и глобальные (тропосферные и стратосферные). Местные выпадения, которые могут включать свыше 50 % образовавшихся радиоактивных веществ при наземных взрывах, представляют собой крупные аэрозольные частицы, выпадающие на расстоянии около 100 км от места взрыва. Глобальные выпадения обусловлены мелкодисперсными аэрозольными частицами. Наибольшую потенциальную опасность в них представляют такие долгоживущие и биологически опасные радионуклиды как 137 Cs и 90 Sr.

Радионуклиды, выпавшие на поверхность земли, становятся источником длительного облучения.

Воздействие на человека радиоактивных выпадений включает внешнее g-, b-облучение за счёт радионуклидов, присутствующих в приземном воздухе и выпавших на поверхность земли, контактное в результате загрязнения кожных покровов и одежды и внутреннее от поступивших в организм радионуклидов с вдыхаемым воздухом и загрязнённой пищей и водой. Критическим радионуклидом в начальный период является радиоактивный йод, а в последующем 137 Cs и 90 Sr.

Природный изотоп йода — 127 I. Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами 115 – 126, 128 – 141. Практическое значение имеют 125 I, 129 I, 131 I, 132 I, 133 I. Применяется в физической химии, биологии и медицине. Особенно широко применяются в медицине для целей диагностики и лечения 131 I и 125 I.

Йод характеризуется высокой миграционной способностью. Поступая во внешнюю среду и включаясь в биологические цепи миграции, он становится источником внешнего и внутреннего облучения. Радиоактивные изотопы йода могут поступать в организм человека через органы пищеварения, дыхания, кожу, раневые и ожоговые поверхности. Основными цепочками являются: растения — человек; растение — животное — молоко — человек; растения — животное — мясо — человек; растения — птица — яйцо — человек; вода — гидробионты —  человек. Особенное значение, как источник поступления в организм человека, могут иметь продукты питания растительного происхождения, особенно молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи.

Поступивший в организм радиоактивный йод быстро всасывается в кровь и лимфу. В течение первого часа в верхнем отделе тонкого кишечника всасывается 80 – 90 %. Органы и ткани по концентрации йода образуют убывающий ряд: щитовидная железа, почки, печень, мышцы, кости. Накопление 131 I в щитовидной железе протекает быстро: через 2 и 6 часов после поступления радионуклида составляет 5 – 10 и 15 – 20 % соответственно, через сутки — 25 – 30 % введённого количества. При гипертиреозе накопление йода в железе протекает быстрее и через сутки достигает 80 – 70 %. При гипотереозе, напротив, накопление радионуклида замедляется и составляет лишь 5 – 10 %. В нормально функционирующей железе свыше 90 % йода связано с белками. Основным путём выведения йода из организма является почки.

Острые радиационные поражения 131 I тяжёлой, средней и лёгкой степени можно ожидать при пероральном поступлении в организм следующих количеств.

 

Токсичность радионуклида при ингаляционном поступлении примерно в 2 раза выше, что связано с большей площадью b-облучения.

При поступлении меньших количеств 131 I отмечается нарушение функции щитовидной железы, а также незначительные изменения в картине крови и некоторых показателей обмена и иммунитета. Облучение щитовидной железы в дозах порядка десятков грей вызывает снижение её функциональной активности с частичным восстановлением в ближайшие месяцы и возможным последующим новым снижением. При дозе несколько грей выявлено повышение функциональной активности железы в ближайший период, которое может сменяться состоянием гипофункции. Функциональные нарушения проявляются не только уменьшением секреции гормонов, но и снижением их биологической активности. Повреждение железы связывают не только с непосредственным действием радиации на тереоидный эпителий, но и повреждение сосудов и особенно радиоиммунными нарушениями.

Природный цезий состоит из одного стабильного изотопа — 133 Cs. Известно 23 радиоактивных изотопов с массовыми числами 123 – 132, 134 – 144. Наибольшее практическое значение имеет 137 Cs.

Цезий применяется в химических и радиобиологических исследованиях, в гамма-дефектископии, в радиационной технологии. 137 Cs используют в качестве источника g-излучения для контактной и дистанционной лучевой терапии, а также для радиационной стерилизации.

Токсическое действие. Животные. При подкожном введении 137 Cs крысам в количестве 14.8*10 5 Бк/г отмечались отдышка, слабость, потеря аппетита, кровавый понос, кровянистые выделения из носа, снижение массы тела на 12 – 19 %. Все животные погибали на 9 – 11 сут. При введении 7.4*10 5 Бк/г гибель животных наступала на 99 – 328 сут. Наблюдалась лейкопения, снижалось число лимфоцитов и нейтрофилов.

Человек. Мужчина, которому 31 год, по неосторожности выпил раствор 137 Cs. Количество раствора было равно 14.8*10 7 Бк.

Доза облучения организма до полного выведения радионуклида составила 2.4 Зв. Через 3 суток.

Мужчина жаловался на общую слабость шум в голове, так же, по его словам, присутствовал тремор рук. При анализе на люминесцентном микроскопе можно было наблюдать жёлтое и оранжевое свечение ядер гранулоцитов крови и дегенеративные изменения клеток костного мозга.

Пульс был учащенным и составлял 100 ударов в минуту, колебалось артериальное давление, присутствовали приступы слабости. Примерно через 3 недели появились жалобы на головную боль, головокружение, боли в области сердца, тошноту, утомляемость, боли в желудке, сухость во рту. Произошло увеличение печени на 1.5 м. При обследовании на ЭКГ наблюдались незначительные изменения миокарда. На 17 сутки началось выпадение волос, появилась излишняя потливость, гиперестезия кожи тела, снижение брюшных и сухожильных рефлексов, усиление вазомоторных реакций. Наблюдались признаки депрессии.

Так же происходил лейкоцитоз с последующим снижением лейкоцитов (в течение первых 9 суток). Стоит отметить, что показатели длительности кровотечения и времени свёртывания крови остались на прежнем уровне. При выписке состояние больного оценивалось как удовлетворительное.

Но по прошествию 5 месяцев здоровье его резко ухудшилось. По утрам наблюдалась рвота, появилось чувство тошноты, слабость. Было замечено подавленное настроение. Присутствовал лабильный пульс. Также были другие симптомы: колебания артериального давления, плохой сон, снижение сухожильных рефлексов, вазомоторная лабильность. В моче наблюдалось резкое снижение (с 20.8 до 8.7 мг) 17-кетостероидов. Уменьшалось число лейкоцитов, лимфоцитов и эозинофилов. Как и прежде присутствовало жёлтое и оранжевое свечение ядер у нейтрофилов.

Для восстановления жизненных сил больного был проведен комплекс лечебно-оздоровительных мероприятий. После лечения он смог вернутся к работе, хотя работоспособность его оставалась пониженной.

В природный стронций входят семь стабильных изотопов: 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,02 %), 88 Sr (82,56 %). Также присутствуют радиоактивные изотопы с массовыми числами 77 – 83, 85, 89 – 99.

Как токсикологические компоненты внимание привлекают 85 Sr, 89 Sr и 90 Sr. 85 Sr и 89 Sr.

Стронций применят для решения различных задач, так, например его применяют в методе меченых атомов. Как аппликатор при лечении кожных и глазных болезней его используют в медицине.

При поступлении в организм растворимых соединений радиоактивного стронция не имеет значение как, по какому пути и с какой скоростью он поступает в организм. Он все равно скапливается в скелетной ткани. Было замечено, что в тканях задерживается менее 1 % этого радиоактивного вещества.

При исследованиях замечали, что при внутривенном введение в организм человека после прошествии 100 суток в организме остается примерно 20 % первоначального раствора стронция. Также было установлено, что путь поступления влияет на величину отложения стронция в скелете. При интратрахеальном поступлении депонируется 76 %, ингаляционном — 31,6 %, в/ж — 20 – 60 %, в/б — 81,2 %, накожном — 7 %.

Существенное влияние на воздействие стронция на организм оказывают такие факторы как: вид влияния, пол, возраст подопытного, наличие или отсутствие беременности, лактации и еще внушительный список других факторов. Примером может служить то, что в скелете самцов отложения выше, чем в скелете самок.

Можно оставаться в относительной безопасности при работе с радиоактивными веществами, если соблюдать все правила техники безопасности (санитарные правила и нормы радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом работ).

Библиографический список

1.               Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Справочник.//  Под общ. ред. Л. А.Ильина, В. А.Филова. — Ленинград: Химия, 1990.

2.               Медико-санитарная подготовка учащихся.// Под ред. П. А. Курцева. —  М.: Просвещение, 1988.

3.               Основы защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях.// Под ред. акад. В. В. Тарасова. — Издательство Московского университета, 1998.

4.               Неотложные состояния и экстренная медицинская помощь. Справочник.// Под ред. Е. И. Чазова. — М.: Медицина, 1990.

5.               Справочник практического врача.// Под ред. акад. А. И. Воробьёва. — М.: Медицина, 1991.

Трофимова Т. И. Справочник школьника по физике. — М.: Издательский дом “Дрофа”, 1996.