Радиоизотопа рутения или же другого, в разы более опасного радиоактивного вещества, то это место стало бы Меккой для приверженцев здорового образа жизни. сайт собрал интересные факты, которые показывают, как менялось отношение к радиации.
От шоколада до ректальных свечей
В 30-х годах прошлого века радиацию считали полезной и добавляли радиоактивные изотопы даже в минеральную воду. Например, большим спросом пользовалась вода Radithor: в бутылке емкостью 60 мл содержалось до 2 мкКи (микрокюри) изотопов радия 226 и 228.
Шоколадка с радием. Фото: showmefact.com
В то время радий-226 добавляли в еду, духи, пудру, разные кремы и делали с его помощью светящуюся краску. Да что говорить, были даже специальные радиоактивные ректальные свечи Vita Radium Suppositories.
Когда в США начались интенсивные ядерные испытания, взрывы стали туристическим аттракционом, и в Лас-Вегас стали приезжать тысячи зевак, чтобы посмотреть на это зрелище. На краю полигона устраивали пикники, откуда можно было любоваться на радиоактивное облако после взрыва.
Свинцовый гроб для светского льва
О том, что радиация — это плохо, а дорогая вода Radithor может привести к гибели, мир узнал на примере миллионера американца Эбена Байерса. США также не миновало увлечение радиацией, там существовали целые спа-радиоцентры, где богачи купались в радиоактивных ваннах и вдыхали такие же ингаляции. Считалось, что радиация помогает от импотенции и многих других бед.
Эбен Байерс был очень богатым человеком благодаря своему отцу — владельцу сталелитейной компании. Он был «светским львом», пользовался неизменным успехом у девушек и занимался спортом. Среди его достижений — победа на чемпионате США по гольфу среди любителей в 1906 году.
Казалось, жить бы да радоваться, но в 1927 году он упал в поезде и сильно ушиб руку. Врач от болей выписал ему самое модное лекарство — воду Radithor. Новое лекарство пришлось Эбену Байерсу по вкусу, и он начал принимать его лошадиными дозами.
Всего за два года он выпил 1400 бутылочек Radithor, что в три раза превышает смертельную концентрацию радиации для организма.
Радий начал накапливаться в его теле, и к 1930 году он потерял почти все зубы и нижнюю челюсть, более того, в его черепе начали образовываться дыры, а в организме образовались множественные метастазы.
Гибель известного спортсмена вызвала общественный резонанс, газета Wall Street Journal опубликовала на первой полосе статью «Вода с радием отлично работала, пока у него не отвалилась челюсть». Похоронили Байерса в гробу, выложенном свинцом.
«Радиоактивный бойскаут»
В 50-х годах для детей продавались необычные детские атомные электростанции. Набор из серии «Сделай сам» включал в себя три вида радиоактивного излучения, в том числе опасный уран-238!
Набор включал в себя камеру Вильсона, позволяющую наблюдать альфа-частицы, летящие со скоростью 12 000 миль в секунду, спинтарископ, показывающий результаты радиоактивного распада на флуоресцентном экране, и электроскоп, измеряющий радиоактивность образцов из набора.
Говорят, к созданию Gilbert U-238 Atomic Energy Lab причастен сам генерал Лесли Гровс, руководивший группой физиков-ядерщиков, создавших первую атомную бомбу. Впрочем, набор не пользовался популярностью, и было продано всего 5000 комплектов.
Игрушечную атомную электростанцию хотелось не всем: американец Дэвид Хан смог собрать собственную АЭС в сарае в возрасте 17 лет. Любимым чтивом парня была «Золотая книга химических экспериментов», а его собственные опыты, проводимые в подвале дома, часто заканчивались небольшими взрывами и другими происшествиями.
Со временем парень загорелся созданием собственного ядерного реактора. Нужные ему материалы он извлекал из различных приборов: датчики дыма стали для него источником америция, светящиеся циферблаты — радия, газовые фонари — тория.
Всю эту смесь он завернул в алюминиевую фольгу, которая в конструкции представляла собой подобие активной зоны ядерного реактора. Радиоактивный шар был окружен небольшими кубиками из ториевой золы и урановой пудры, завернутыми в фольгу и связанными вместе изолентой.
Когда Дэвид Хан замерил фон, получилось в 1000 раз выше природного фона в округе Макон, штат Мичиган. Парень здорово испугался и решил все захоронить в лесу. Глухой ночью 31 августа 1995 года он начал погрузку материалов в машину, чем привлек внимание полиции. Закончилось все вмешательством ФБР и Комиссии по ядерному регулированию.
Сарай, где собирался реактор, был разобран и вместе с оборудованием погружен в 39 бочек, которые вывезли в ядерный могильник в штате Юта. Родителям Хана дали штраф в 60 тысяч долларов, а сам парень вошел в историю как «радиоактивный бойскаут».
Вечеринка с цезием-137
В бразильском городе Гоянии долгое время пустовала заброшенная больница. Владельцы здания не смогли договориться об арендной плате с руководством клиники, и врачебное заведение переехало. Единственное, чего смогли добиться владельцы здания — запрет на вывоз части оборудования. Среди него оказалась установка для радиотерапии, которую впоследствии в сентябре 1987 года расковыряли двое охотников на металлолом.
В самой установке хранилась капсула с 93 г высокообогащенного радиоактивного хлорида цезия. Роберто дос Сантос и Вагнер Мота работали несколько дней. После первого дня их обоих стало сильно тошнить, на второй день начались понос и головокружение. Мота, который чаще брался за радиоактивный контейнер, получил вдобавок сильнейший ожог руки, и спустя некоторое время ему ампутировали несколько пальцев.
Роберто повезло меньше, он после недомогания продолжил работать с контейнером и смог извлечь капсулу с цезием, за что впоследствии поплатился предплечьем, которое ампутировали из-за многочисленных возникших язв.
Металлический цезий-133. Фото: Dnn87 / wikipedia.org
До этого он успел проделать в капсуле отверстие, через которое извлек немного цезия-137. Не зная, что с ним делать, он продал капсулу владельцу местной свалки Девару Феррейра. Светящаяся голубая краска понравилась мужчине, он посчитал ее волшебной. Приобретение Девар показал жене и дочери. Те не преминули нанести краску на тело — она красиво светилась в темноте. Вскоре в дом Девара Феррейра потянулись люди посмотреть на «волшебную краску», хозяин дома щедро делился с гостями небольшими пакетиками с радиоактивным цезием.
Мелкие фрагменты источника брали в руки, натирали ими кожу, передавали другим людям в качестве подарков, и в результате началось распространение радиоактивного загрязнения.
История закончилась печально, жена и дочь, а также несколько рабочих, трудящихся на свалке, принадлежащей Девару Феррейра, погибли. Сам владелец, несмотря на сильнейшую дозу облучения, смог выжить. Всего последствия радиоактивного загрязнения были обнаружены у 250 человек.
С места загрязнения был удален верхний слой почвы, несколько домов снесли. Горстка цезия-137 стала причиной появления 3000 кубических метров загрязненных отходов, которые были вывезены и захоронены под землей.
В 2000 году 8-й Федеральный суд бразильского штата Гояс постановил выплатить компенсацию около 750 000 долларов США и гарантировать медицинское и психологическое лечение прямым и косвенным жертвам аварии и их потомкам до третьего поколения.
Радиация рядом
Не стоит думать, что радиоактивность — это достояние только специальных медицинских или военных приборов. Иногда старые вещи могут нести немалую опасность, особенно те, что были сделаны еще в советское время.
Например, лупа для карты со светящимся ободком или старые часы со светящимися стрелками, любые военные приборы со светящейся шкалой и другие похожие предметы. Дело в том, что до 70-х годов прошлого века такую подсветку горчично-желтого цвета делали при помощи соли радия, смешанной со вспомогательными компонентами.
Водолазные часы фонят. Фото: nevsedoma.com.ua
Часы «Родина», уровень радиации 9,29 мкЗв/ч. Фото: caves.ru
Компас Адрианова, 38,7 мкЗв/ч. Фото: caves.ru
Даже если стрелки приборов сегодня не светятся, это не значит, что предмет стал безопасным — просто выгорел люминофор, а радий, период полураспада которого 1600 лет, никуда не делся.
Цезий-137 - гамма-излучатель с периодом полураспада около 30 лет, до 80% гамма-квантов его имеют энергию 0,662 Мэв. 1 кюри Cs137 эквивалентно 0,42 г Ra.
Помимо указанной сферы применения цезия, напомним о его присутствии среди продуктов распада в осадках ядерных взрывов, что имеет значение для определенных групп населения, а также в выпадениях технологических выбросов при некоторых аварийных ситуациях (Anderson, Mithinen; цит. по: Eisenbud, 1966; Ю. И. Москалев и Л. А. Булдаков, 1968). Предельно допустимое содержание Cs137 во всем организме составляет 30 мккюри. Изотоп быстро и почти полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта и легких и в известной мере независимо от путей поступления относительно равномерно распределяется в организме. Преимущественно концентрируется в мышечной ткани (до 50 %), а позднее - в печени и почках, задержка в скелете невелика - менее 5%. Эффективный период полувыведения у человека колеблется от 51 до 150 дней и принимается в среднем равным 140 дням. Концентрация Cs137 в клетках возрастает постепенно и градиент ее очень высок, поэтому со временем концентрация содержания изотопа в органах становится выше, чем в крови.
Согласно данным Ю. И. Москалева и Л. А. Булдакова (1968), содержание цезия в различных группах мышц зависит от величины производимой ими работы (наибольшее в сердечной мышце), что, по-видимому, связано с интенсивным кровоснабжением мышц в момент деятельности. Экскреция цезия так же, как и его распределение, мало зависит от путей поступления и происходит преимущественно (до 3/5) с мочой и в меньшей мере (около 2/5) с калом, по данным годичного наблюдения за больным Stewart (1958).
Величина ежедневной экскреции по отношению к находящемуся в организме количеству изотопа изменяется сравнительно мало и колеблется у человека в узких пределах - 0,55-0,7% в день (Rundo, 1967; Rosental, 1961). Помимо прямого измерения цезия в организме, идентифицированного по характерному спектру на тотальном гамма-счетчике, возможно и расчетное определение его содержания по уровню активности выделений. Накопление цезия в организме человека хорошо коррелирует с уровнем его содержания во внешней среде (в результате испытания ядерного оружия). Концентрация цезия в организме более четко зависит от изменения радиоактивности внешней среды, чем содержание стронция (А. А. Моисеев и др., 1964).
При сравнении накопления цезия и калия обнаруживается предпочтительная (в 3 раза большая) концентрация в организме калия. Ускорение выведения цезия достигается методом изотопного разбавления (путем создания избытка калия в диете и интенсификации водного обмена), что используется при лечении отравлений цезием.
В соответствии с характером распределения цезия у пострадавших при достижении определенной дозы могут быть обнаружены вначале общие реакции (в системе крови, неврологическом статусе), сочетающиеся к дальнейшем с признаками изменения функции критических органов, т. е. мышц и печени. К последним могут быть отнесены сдвиги показателей электромиограммы, электрокардиограммы, энергетического обмена мышц, некоторых ферментных систем мышц и печени. Клинические проявления реакции человека в диапазоне от долей предельно допустимых для профессионального контакта доз до 4 мккюри на весь организм изучены достаточно подробно и представлены рядом публикаций, в том числе и отечественных (М. Н. Фатеева, В. С. Климов, А. И. Понизовская, Н. И. Горбаренко, В. В. Соколов, М. И. Смирнова, 1960; В. И. Кирюшкин и др., 1963; Л. М. Омельяненко и др., 1965; И. С. Глазунов, А. А. Графов, В. А. Иванов, 1969, и др.).
Напомним, что при поступлении хорошо растворимого соединения доза 100 бэр в год как раз и создается наличием в организме 4,4 мкюри цезия. Если соединение цезия с носителем является слаборастворимым, то увеличивается облучение кишечника, а средняя доза общего облучения уменьшается примерно в 5 раз.
Для иллюстрации характерных черт клинического синдрома при воздействии цезия приводим описание нескольких случаев.
Больной Ч., 34 лет, радиотехник, наблюдался в радиологическом отделении Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (Наблюдение М. Н. Фатеевой и др. (1960).) по поводу перенесенного подострого лучевого заболевания от воздействия цезия в течение З,5 лет.
В день происшествия пациент выпил некоторое количество спирта, содержавшего 4 мкюри Cs137. Это создало суммарную дозу общего облучения в год ~100 бэр, из них около 30 бэр за первые 2 месяца. Динамика показателей весьма несовершенной в тот период радиометрии была все же довольно закономерной для данного изотопа. Так, вначале, через 2,5 и 6 месяцев интенсивность внешнего излучения непосредственно у тела составляла соответственно 20 и 2 мр/час (дозиметр «Севан»), Активность мочи за те же сроки снизилась с 30-40 до 4,4 мккюри за сутки. Всего за первые 2,5 месяца с мочой выделилось около 0,723 мкюри изотопа. Активпость кала за 1-1,5 месяца снизилась с 90 до 1 мккюри в сутки. Через полгода с момента поступления изотопа общее содержание его в организме не превышало 1 мкюри, что удовлетворительно соответствовало константе выведения (Т1/2биол.~ 100 дней). Отчетливая первичная реакция отсутствовала.
При поступлении в клинику на 4-й день после приема цезия жалоб не предъявлял.
При объективном обследовании нерезкие отклонения были отмечены со стороны желудочно-кишечного тракта: язык обложен, сухой, аппетит понижен. При неврологическом осмотре отмечаются нистагмоидные подергивания глазных яблок при крайнем отведении глаз, тремор пальцев рук, легкая гипестезия кожи рук и гиперестезия стоп.
Некоторые симптомы следует, по-видимому, отнести в большей мере к проявлениям хронического алкоголизма, так как больной уже в течение 5 лет злоупотреблял алкоголем.
Первые 2,5 недели от момента поступления изотопа в организм самочувствие больного было хорошим, затем состояние легкого возбуждения и эйфории сменилось апатией, слабостью, повышенной утомляемостью. На третьей неделе появилась головная боль, головокружение, сон стал беспокойным, с неприятными сновидениями. Аппетит ухудшился, появились тошнота, изредка рвота, боли в эпигастральной области, неустойчивый стул. К концу 2-го месяца стал пальпироваться мягкий, безболезненный край печени, выходящий из-под края реберной дуги на 1 см. Отмечалась болезненность при пальпации кишечника. Пульс оставался лабильным, несколько учащенным (от 70 до 100 ударов в минуту), артериальное давление неустойчивое, чаще с тенденцией к понижению (120/50-80/60 мм рт. ст.); появились жалобы на сердцебиение и боли в области сердца; объективно при этом определялось приглушение сердечных тонов. ЭКГ, проведенная в эти же сроки (3-я неделя), не показала существенных изменений по сравнению с данными исследования на 5-й день после поступления изотопа. Сохранились косо опущенные интервалы S-ТII-III, переходящие в сниженные зубцы ТII-III (А. И. Сайтанов).
На 3-4-й неделе больного стали беспокоить боли в голенях и локтевых суставах. Была отмечена некоторая динамика неврологических симптомов, выражавшаяся в снижении и неравномерности сухожильных (ниже слева) и брюшных рефлексов, в изменении порога болевой, вибрационной чувствительности и мышечного тонуса. Периодически появлялись резкие мышечные боли в конечностях. Увеличилась лабильность вазомоторных реакций, потливость. Дермографизм стал более стойким, усилился тремор пальцев рук. На протяжении первых 4 месяцев картина крови характеризовалась наклонностью к умеренному лейкоцитозу (до 11 500 в 1 мм 3) без заметных сдвигов в формуле нейтрофилов: э. 1-6%, п. 1-10%, с. 52-65%, лимф. 16-33%. К началу 5-го месяца умеренный лейкоцитоз сменился нормализацией числа лейкоцитов также без существенных изменений в формуле. Количество эритроцитов и тромбоцитов за это время колебалось в пределах нормы (изредка умеренно снижено число тромбоцитов - до 170 000 в 1 мм 3); наблюдался периодически нерезкий ретикулоцитоз (до 15‰). Показатели свертываемости крови были нормальными. Костный мозг на 4-й день заболевания характеризовался незначительным увеличением количества ретикулярных и плазматических клеток (8,5 и 4%), увеличением числа ядер нейтрофилов с хроматинолизом и кариолизом, несколько увеличенным количеством распадающихся клеток.
Обращало на себя внимание преходящее небольшое увеличение аз-глобулиновых фракций и повышение содержания аминоазота крови, что позволяло авторам публикации предполагать некоторое усиление процессов деструкции, происходящее в это время в организме.
При последующей госпитализации (через 5,5-7,5 и 11 месяцев, 1-2 и 3,5 года от поступления изотопа в организм больного) заметного прогрессирования клинических явлений отмечено не было, за исключением некоторой динамики в неврологическом статусе. Через год был выявлен легкий систолический шум на верхушке сердца. Однако в те же сроки отмечалось дальнейшее улучшение биоэлектрических процессов в миокарде и постепенная полная нормализация ЭКГ показателей. Пульс и артериальное давление на протяжении всех этих лет оставались лабильными и колебались соответственно в пределах 66-118 ударов в минуту и 80/55-135/70 мм рт. ст. Следует отметить, что больной не прекращал употреблять алкоголь, однако несколько в меньшей степени, чем раньше. Сохранялась болезненность живота при пальпации в эпигастральной области и по ходу толстого кишечника. Периодически усиливались диспепсические явления, иногда оканчивающиеся приступами спазматических болей. Печень выступала из-под края реберной дуги на £ см, при пальпации стала более болезненной и плотноватой. Выявлена известная динамика секреторных показателей желудочного сока с нестойким снижением общей и свободной кислотности. Функция почек на протяжении всего периода наблюдения оставалась без изменений: удельный вес мочи колебался в пределах 1010-1022; следы белка были найдены только трижды, на 5-й день, через 2 и 3 месяца после поступления изотопа; при микроскопии осадка мочи патологических элементов найдено не было.
Больного продолжали беспокоить головные боли, головокружения, плохой сон со сновидениями, снижение памяти, повышенная раздражительность. Еще более (неравномерно) снизились коленные и ахилловы рефлексы, понизился тонус мышц нижних конечностей. Изменения болевой чувствительности на протяжении наблюдения характеризовались значительным ее повышением в сроки 3-4 месяца с последующей нормализацией к 8-му месяцу и вновь заметным обострением (резкое снижение порога) на 2-м году наблюдения.
Колебания показателей крови за все это время не выходили за пределы нормы: число лейкоцитов было 5000-6700 в 1 мм 3 , лимф. 22-32%, э. 1-6%, п. 6-8%, с. 53-60%; эр. 4 210 000-4 670 000 в 1 мм 3 ; тромбоцитов не ниже 190 000, чаще более 230 000 в 1 мм 3 . Количество ретикулоцитов колебалось в различные периоды наблюдения от 5 до 12 ‰.
Биохимические показатели крови и мочи оставались нормальными.
При обследовании больного через 3,5 года не удалось отметить существенных нарушений в деятельности основных критических для Cs137 органов и систем. Незначительные сдвиги в сердечно-сосудистой системе характеризовались по-прежнему преимущественными нервно-регуляторными расстройствами в сердечной деятельности и периферического кровообращения (онемение ног, боли в костях, головная боль, лабильность пульса и артериального давления, замедление кровотока в сосудах конечностей). Сохранялись некоторое приглушение сердечных тонов, систолический шум на верхушке, диффузные изменения в миокарде, аналогичные описанным ранее, инверсия линии S-Т в стандартных отведениях и снижение зубца ТIII. Печень выступала из-под края реберной дуги на 3 см, была болезненна при пальпации; сохранялся выраженный диспепсический синдром: тошнота, изредка рвота, изжога, резкие боли в животе, периодическое нарушение стула.
Ухудшения, как правило, провоцировались погрешностями в диете или приемом небольших количеств алкоголя. В психоневрологическом статусе отмечалось преимущественно наличие признаков типичного астено-вегетативного синдрома с незначительными явлениями вегетативного полиневрита, вызванного, по-видимому, систематическим употреблением алкоголя (неравномерно сниженные ахилловы s Таким образом, больной Ч. перенес очень легкую подострую форму лучевой болезни, обусловленную воздействием Cs137, с преимущественными изменениями в начальном периоде со стороны желудочно-кишечного тракта, нервной и мышечной системы, без признаков существенного поражения печени и почек. Период отдаленных последствий характеризовался незначительно нарастающими изменениями в сердечно-сосудистой системе, прогрессирующим увеличением печени; нестойкими астено-невротическими явлениями и отдельными признаками поражения периферической нервной системы. На всем протяжении функции печени и почек существенно не изменились. Заболевание на протяжении всего периода наблюдения было отягчено хроническим алкоголизмом, что, по-видимому, явилось причиной ряда симптомов со стороны нервной и сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. К ним следует отнести изменения со стороны периферических нервов, а возможно и увеличение печени без признаков существенного нарушения ее функции. Несмотря на поступление в организм значительных количеств цезия, более чем в 100 раз превышавших принятую для профессионального контакта предельно допустимую величину, не развилось очерченного клинического синдрома поражения. Однако могли быть отмечены некоторые характерные проявления реакции подострого типа: нарастание астенизации и нарушения нервно-сосудистой регуляции в сроки, когда доза общего облучения приближалась к 30-40 бэр (1-2 месяца от момента облучения); появление слабо выраженных расстройств деятельности кишечника - на 3-4-й неделе, т. е. в сроки, соответствующие максимальной экскреции изотопа из организма с калом, четко выраженного синдрома нервно-сосудистых нарушений с преимущественной локализацией в мышцах через 2-3 месяца после поступления изотопа, когда его рециркуляция через них была наибольшей, слабо выраженных и сравнительно поздно констатируемых признаков изменения функции печени с учетом известной неполноты биохимических исследований и возможного влияния на эти показания хронического алкоголизма. В отличие от данных Л. М. Омельяненко с соавторами (1963), а также некоторых других публикаций и в полном соответствии с краткими клиническими сведениями о пациентах, приведенными в материалах симпозиума Assesment Radioactivity in Man (Вена, 1963), не отмечалось существенных сдвигов в картине крови и костного мозга, что соответствует весьма низким дозам облучения кости и костного мозга. Несмотря на наличие ряда отягчающих моментов в анамнезе больного, мы сочли целесообразным привести данное наблюдение, а также попытаться проанализировать критически факты, изложенные в первичной публикации по данному случаю (М. Н. Фатеева и др., 1960). К сожалению, рассмотренный случай отличается неполной дозиметрической характеристикой, а также отсутствием материалов целенаправленного исследования критических органов и структур (мышечной ткани, более тонких и адекватных функциональных проб печени), что возможно способствовало бы более полной его клинической характеристике. Некоторые детали клинического синдрома при обследовании группы лиц, подвергавшихся воздействию более низких уровней облучения от поступления цезия в количестве 300-500 мккюри, были отмечены нашими сотрудниками Г. И. Кирсановой, А, В. Барабановой и Э. Н. Садчиковой в процессе изучения сдвигов в деятельности мышечной системы: увеличение содержания аминофераз в крови, сдвиги в креатин-креатининовом обмене, закономерные при динамическом наблюдении изменения в биоэлектрической активности мышц. Отчетливые нарушения нервно-сосудистой регуляции, в том числе и мозгового кровообращения, были отмечены И. С. Глазуновым с соавторами (1969). Доза общего облучения больного за счет поступившего цезия составила за первые дни 15-20 рад, а к концу 3-го месяца - около 100 рад. Слабее клинический синдром был очерчен в диапазоне совсем малых доз (всего в 2-3 раза превышавших допустимые) в 5 случаях, описанных В. И. Кирюшкиным с соавторами (1962). Проявления типичной лучевой болезни не сформировались ни в одном случае при наблюдении за больными в течение 1,5 лет. Немногие сдвиги, выявленные при поступлении цезия в количестве 4-5 мкюри, свидетельствуют об определенных клинических возможностях диагностики поражения указанным изотопом. Сравнительно раннее возникновение реакций со стороны ряда органов и систем обусловлено тем, что распределение цезия приближается к субтотальному, подобно тому, как это имеет место в случае внешнего общего неравномерного облучения. С другой стороны, известная избирательность накопления изотопа в мышцах и печени позволяет в широком диапазоне доз зарегистрировать в первую очередь реакцию критических органов, доза облучения которых очевидно превышает среднюю для всего организма. Отсутствие изменений в гранулоцитарном ростке костного мозга типично для сравнительно небольшого уровня лучевых нагрузок на кроветворную ткань во всех приведенных наблюдениях. Наличие незначительных изменений красной крови (ретикулоцитоз и снижение осмотической резистентности эритроцитов - в наблюдениях В. И. Кирюшкина) остается неясным. Несмотря на избирательную концентрацию цезия в эритроцитах по сравнению с плазмой (по данным В. Ф. Хохрякова, превышающую таковую в 6-7 раз), учитывая небольшое количество Cs137, указанные изменения красной крови трудно отнести на счет его непосредственного воздействия на эритроциты. На
территории Республики Беларусь плотность
радиоактивного загрязнения составила
от 1 до 200 Кu/км2. Примечание: из территорий
с активностью более 40 Кu/км2 после аварии
на ЧАЭС население было выселено, но
часть из них была снова заселена
мигрантами из стран СНГ. Всего было
отселено 135 тысяч человек. Дадим
краткую характеристику основным
оставшимся радионуклидам и продуктам
их распада. Цезий-137
.
Это щелочной металл серебристо-белого
цвета, мягкий, тягучий. В воздухе
моментально воспламеняется. В природе
входит в состав отдельных минералов.
Хорошо сорбируется почвами (особенно
черноземами). Бета- и гамма-излучатель.
Период полураспада составляет 30 лет.
На территорию республики выпал в виде
дисперсных частиц размером от 2 мкм до
нескольких сотен мкм. Цезий-137 закрепляется
в бедных калием почвах, а в почвах богатых
органикой хорошо усваивается корневой
системой и легко передвигается в самих
растениях. Цезия много в зерне, стеблях
картофеля, в зелени и других растениях.
В водной среде процессы миграции цезия
идут интенсивнее, поэтому в рыбе он
накапливается в значительных количествах.
В организм человека поступает через
желудочно-кишечный тракт. Легко
всасывается в желудочно-кишечном тракте
(50%–80%) и свободно циркулирует в составе
крови по всему телу. Основная часть
цезия накапливается в мышцах (80%), в
костях – (8%). Выводится из организма с
мочой, калом и потом. Период биологического
полувыведения из организма взрослого
человека – до 3-х месяцев, у детей до 15
лет – 50 суток, до 5 лет – 20 суток. Аналогичное
накопление радионуклидов происходит
и у животных, но у коров большая часть
цезия переходит в молоко, у кур – в яйца.
По химическим свойствам цезий-137 близок
к калию и является его конкурентом (если
в организме дефицит калия, усваивается
цезий). При попадании в организм человека
вызывает лейкемию, рак молочной железы,
печени, подавление системы кроветворения,
угнетение костного мозга, опухоли кожи
и другие заболевания. При попадании на
кожу цезий всасывается по кровеносным
и лимфатическим капиллярам. Период
биологического полувыведения его из
кожи равен одним суткам. Стронций-90
.
Это серо-белый металл, легкий, ковкий,
пластичный. Входит в состав минералов.
Бета-излучатель. Период полураспада 29
лет. Входит в состав биологической ткани
животных и растений. В растениях в
основном накапливается в корневой
системе. Его также много в зерне, листовых
овощах. Обладая хорошей растворимостью,
стронций легко вымывается из почвы и
попадает в водоемы, где активно
накапливается гидробионтами. Стронций-90
конкурирует с кальцием, поэтому у
человека и животных избирательно
накапливается в костях, но некоторое
накопление происходит в почках, слюнной
и щитовидной железах, в легких,
откладывается также на стенках сосудов,
способствует интенсивному отложению
солей. Больше стронция откладывается
в молодых костях. Период биологического
полувыведения – около 20 лет. Процент
всасывания стронция зависит от возраста
(у детей процент всасывания выше);
физиологического состояния организма
(период беременности, лактации); приема
витамина D (витамин ускоряет всасывание
стронция); количества поступающего в
организм кальция (чем больше поступает
кальция, тем меньше всасывается стронция);
пола (у мужчин всасывание идет активней).У
кур стронций переходит в скорлупу яиц,
у коров значительная часть переходит
в молоко. Стронций-90 вызывает различные
онкологические и другие заболевания.
Период биологического полувыведения
– около 20 лет. Плутоний-239
.
Это металл серого цвета. Альфа-излучатель.
Обладает также слабым гамма-излучением
и мягким рентгеновским излучением.
Период полураспада – 24065 лет. Особо
опасен при попадании в органы дыхания,
желудочно-кишечный тракт и на поврежденную
кожу. При дефиците кальция и стронция
избирательно накапливается в костях,
но при попадании в кровеносное русло
45% плутония задерживается в печени,
откуда половина выводится только через
20 лет. Однако, на практике уже через 2–3
месяца возникает цирроз печени. Плутоний
также аккумулируется в скелете и в
лимфатических узлах. Плутоний-239 подавляет
систему кроветворения и иммунную
систему. На территории республики
плутоний-239 выпал только в Брагинском,
Светлогорском и Рогачевском районах. В химико-токсикологическом отделе испытательной лаборатории Свердловского референтного центра Россельхознадзора проводятся исследования по определению содержания радионуклидов цезия (Cs-137) и стронция (Sr-90) в пищевых продуктах, зерне, кормах для животных и почве.
Нормы содержания данных радионуклидов строго регламентированы на территориях стран Евразийского экономического союза (ЕАЭС) и подлежат обязательному контролю.
Но почему именно эти радионуклиды? Чем они опасны? И, в целом, что вообще такое радионуклиды?
В данной статье будут рассмотрены эти вопросы.
Нуклид – это одна из разновидностей атома химического элемента, у которой есть специальная, присущая только ей, характеристика – определенное число протонов и нейтронов в ядре. В настоящий момент известно около 2500 нуклидов, из которых только 271 являются стабильными, т. е. не радиоактивными.
Радиоактивность – это свойство нуклидов спонтанно изменять свой состав или внутреннее строение с одновременным испусканием или только частиц, или частиц вместе с излучением. Чаще всего под частицами подразумевают атомы гелия (альфа-распад) и электроны (бета-распад), а под излучением - гамма-излучение. Соответственно, радионуклид – это радиоактивный нуклид.
Испускаемые радионуклидами частицы и излучение обладают достаточно большой энергией и, проходя через какую-либо среду, приводят к ионизации и возбуждению атомов и молекул в ней, т.е. изменяют свойства этой среды. Такой вид взаимодействия со средой называется ионизирующим излучением, или радиацией. И, если под средой прохождения подразумевать ткани живых организмов, то подобное воздействие будет считаться нежелательным и опасным из-за возможных впоследствии нарушений их функций.
Существует два типа радионуклидов:
Но чем же все-таки опасны стронций-90 и цезий-137?
Все дело в их периоде полураспада – времени, за которое ровно половина радионуклида полностью распадается. Это одна из самых главных характеристик радиоактивных элементов.
Существуют долгоживущие и короткоживущие радионуклиды. К долгоживущим (с большим периодом полураспада) относят
Радиоактивность нуклидов может быть выражена в единицах измерения Бк (беккерель) или Ки (кюри) и измерена как количество распадов в секунду (на практике используется только Бк, так как Ки слишком большая величина). А
ктивность какой-либо массы радионуклида называют удельной активностью, и она обратно пропорциональна его периоду полураспада, т. е., например, удельную активность в 1 млрд. Бк будет иметь 80 кг урана-238 и 0,2 г стронция-90! Очевидна ощутимая разница в опасности для здоровья человека.
Также необходимо учесть, что радиоактивные стронций-90 и цезий-137 способны накапливаться в живых организмах и подвергать их ионизирующему воздействию изнутри, нанося вред. И если деревьям и грибам это не так критично, то для человека цезий-137, обычно накапливающийся в мышцах и печени, и стронций-90, накапливающийся в костной ткани, являются крайне опасными, так как, попав в организм, будут оказывать ионизирующее воздействие годами (период полураспада 30 лет и соотносится с продолжительностью жизни человека).
Поэтому наличие этих радионуклидов в окружающей человека среде так строго контролируется.
В заключение следует сказать, что специалистами химико-токсикологического отдела испытательной лаборатории Свердловского референтного центра Россельхознадзора ни разу не было выявлено пищевых продуктов, зерна, кормов для животных и почвы с содержанием радионуклидов цезия-137 и стронция-90 выше установленной нормы.
Информацию подготовил химик-аналитик химико-токсикологического отдела Чекрыгин П. А.
РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Это химические элементы, имеющие нестабильные атомные ядра, которые самопроизвольно распадаются, превращаясь в атомные ядра других элементов и при этом испуская частицы (электроны, протоны, позитроны, нейтроны) и кванты электромагнитного излучения (рентгеновские и гамма-лучи), которые могут вызывать мутагенные, канцерогенные, тератогенные и другие изменения в живых организмах, а также негативные экологические явления.
Цезий-137, Cs-137
Поглощённая доза излучения измеряется энергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества. Развитие радиационных поражений у человека можно ожидать при поглощении дозы примерно в 2 Гр и более. Симптомы во многом схожи с острой лучевой болезнью при гамма-облучении: угнетённое состояние и слабость, диарея, снижение массы тела, внутренние кровоизлияния
Способность Cs-137 вызывать мутации в половых клетках, будет являться в будущих поколениях основой для возникновения внутриутробной гибели зародыша, врожденных пороков развития, патологии плода и новорожденного, заболеваний взрослого организма, связанных с недостаточной генной активностью. Это внутреннее облучение организма также чрезвычайно опасно и тем, что оно сочетается со способностью радионуклидов Cs-137 и продуктов их распада в виде бария, воздействовать на биологические структуры, взаимодействовать с рецепторным аппаратом клеточных мембран, изменять состояние регуляторных процессов. Радий, Ra-226
Развиваются опухоли костной ткани и органов, заключённых в костной капсуле (кроветворная ткань, гипофиз) или топографически близких к ней (слизистая ротовой полости, гайморова полость).
Кобальт-60, Co-60
Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 41,8 ТБк. Период полураспада кобальта-60 составляет 5,2 года
У радиоактивного кобальта много «профессий». Все более широкое применение в промышленности находит, например, гамма-дефектоскопия, т.е. контроль качества продукции путем просвечивания ее гамма-лучами, источником которых служит изотоп кобальт-60. Такой метод контроля позволяет с помощью сравнительно недорогой и компактной аппаратуры легко выявлять трещины, поры, свищи и другие внутренние дефекты массивных отливок, сварных швов, узлов и деталей, находящихся в труднодоступных местах. В связи с тем, что гамма-лучи распространяются источником равномерно во все стороны, метод дает возможность контролировать одновременно большое число объектов, а цилиндрические изделия проверять сразу по всему периметру. Радиоактивный кобальт используют для контроля и регулирования уровня расплавленного металла в плавильных печах, уровня шихтовых материалов в домнах и бункерах, для поддержания уровня жидкой стали в кристаллизаторе установок непрерывной разливки. Прибор, называемый гамма-толщиномером, быстро и с большой степенью точности определяет толщину обшивки судовых корпусов, стенок труб, паровых котлов и других изделий, когда к их внутренней поверхности невозможно подобраться и поэтому обычные приборы оказываются бессильны. Находит кобальт применение и в медицине. Крупицы изотопа кобальт-60, помещенные в медицинские «пушки», не причиняя вреда организму человека, бомбардируют гамма-лучами внутренние злокачественные опухоли, губительно влияя на быстро размножающиеся больные клетки, приостанавливая их деятельность и тем самым ликвидируя очаги страшной болезни.
Торий-232, Th-232
Плутоний-239, Pu-239
Альфа-частицы повреждают только ткани, содержащие плутоний или находящиеся в непосредственном контакте с ним. Значимы два типа действия: острое и хроническое отравления. Если уровень облучения достаточно высок, ткани могут страдать острым отравлением, токсическое действие проявляется быстро. Если уровень низок, создается накопляющийся канцерогенный эффект. Плутоний очень плохо всасывается желудочно-кишечным трактом, даже когда попадает в виде растворимой соли, впоследствии она все равно связывается содержимым желудка и кишечника. Загрязненная вода, из-за предрасположенности плутония к осаждению из водных растворов и к формированию нерастворимых комплексов с остальными веществами, имеет тенденцию к самоочищению.
естественные (калий-40, уран-238, торий-232, радон-222 и др.), встречающиеся в природе;
техногенные (тритий (водород-3), плутоний-239, стронций-90, цезий-137 и др.)
Как вы могли заметить, упомянутые в начале статьи стронций-90 и цезий-137 – это радионуклиды техногенного происхождения, то есть образующиеся при работе ядерных реакторов и не существующие в природе. По наличию их в окружающей среде можно говорить об экологической обстановке какого-либо района, т.е. были ли рядом утечки из хранилищ радиоактивных отходов, аварии на АЭС и подобные чрезвычайные ситуации.
уран-238 – 4,5 млрд. лет,
калий-40 – 1,3 млрд. лет,
плутоний-239 – 24000 лет,
а также наших «знакомых» - стронций-90 и цезий-137, у которых период полураспада почти одинаков и составляет около 30 лет.
Чем быстрее распадается радионуклид, тем он более радиоактивен. Это объясняется тем, что каждый акт распада сопровождается выбросом ионизирующего излучения, т.е. чем короче период полураспада, тем больше распадов/выбросов на единицу времени.
Здесь приведены данные о некоторых радиоактивных элементах, в обнаруженных в местах радиоактивного загрязнения на территории Москвы.
Цезий-137, известен также как радиоцезий - один из главных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Содержится в радиоактивных выпадениях, радиоактивных отходах, сбросах заводов, перерабатывающих отходы атомных электростанций. Интенсивно сорбируется почвой и донными отложениями; в воде находится преимущественно в виде ионов. Содержится в растениях и организме животных и человека.
В организме животных 137Cs накапливается главным образом в мышцах и печени
Выброс цезия-137 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики
Известны случаи загрязнения внешней среды в результате небрежного хранения источников цезия-137 для медицинских и технологических целей.
Биологическое действие
Внутрь живых организмов цезий-137 в основном проникает через органы дыхания и пищеварения. Хорошей защитной функцией обладает кожа
Единица поглощённой дозы – грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества
1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад.
Радионуклиды Cs-137, проникая в организм человека, инкорпорируются жизненно важными органами. При этом, в клетках происходят дистрофические и некробиотические изменения, связанные в первую очередь с нарушением энергетических механизмов и приводящие к нарушениям жизненно-важных функций организма. Тяжесть поражения находится в прямой зависимости от количества Cs-137 инкорпорированного организмом и отдельными органами. Эти поражения могут представлять опасность, прежде всего, как индукторы мутаций в генетическом аппарате половых и соматических клеток.
Выявлена зависимость между частотой нарушений сердечной деятельности у детей и содержанием радионуклидов в их организме. Следует обратить особое внимание на то, что присутствие даже относительно небольших количеств Cs-137 в организме детей 10-30 Бк/кг (при этом, в ткани сердца концентрация данного радионуклида значительно большая) приводит к увеличению в два раза числа детей с электрокардиографическими нарушениями.
В этой связи, факторы внешней среды, подавляющие функцию систем, регулирующих (стимулирующих) активность генетического аппарата клеток, будут являться индукторами (провокаторами) возникновения многих заболеваний.
Cs-137 способен в относительно небольших количествах, подавлять активность регуляторных систем организма, и прежде всего, иммунной системы.
Период полураспада цезия-137 составляет 30 лет.
радиоактивный изотоп химического элемента радия с атомным номером 88 и массовым числом 226. Принадлежит к радиоактивному семейству урана-238
Наиболее устойчивым изотопом является радий-226 (226Ra), образующийся при распаде урана. Период полураспада радия-226 составляет 1600 лет, в процессе распада образуется радиоактивный газ радон.
Радий-226 является источником альфа-излучения и считается потенциально опасным для костной ткани человека.
В ничтожных концентрациях присутствует в природных водах.
Применение
Соли радия используются в медицине как источник радона (см. РАДОН) для приготовления радоновых ванн.
Кобальт-60, радиокобальт - радиоактивный нуклид химического элемента кобальта с атомным номером 27 и массовым числом 60. В природе практически не встречается из-за малого периода полураспада. Открыт в конце 1930-х годов
Применение Кобальт-60 используется в производстве источников гамма-излучения с энергией около 1,3 МэВ, которые применяются для:
- стерилизации пищевых продуктов, медицинских инструментов и материалов;
- активации посевного материала (для стимуляции роста и урожайности зерновых и овощных культур);
- обеззараживания и очистки промышленных стоков, твёрдых и жидких отходов различных видов производств;
- радиационной модификации свойств полимеров и изделий из них;
- радиохирургии различных патологий (см. «кобальтовая пушка», гамма-нож);
- гамма-дефектоскопии.
Также Кобальт-60 используется в системах контроля уровня металла в кристализаторе при непрерывной разливке стали. Является одним из изотопов, применяющихся в радиоизотопных источниках энергии.
Его лучи обладают высокой проникающей способностью. По мощности излучения 17 граммов радиоактивного кобальта эквивалентны 1 килограмму радия - самого мощного природного источника радиации. Вот почему при получении, хранении и транспортировке этого изотопа, как, впрочем, и других, тщательно соблюдают строжайшие правила техники безопасности, принимают все необходимые меры, чтобы надежно оградить людей от смертоносных лучей.
В аппарате для облучения глубокозалегающих злокачественных опухолей, «кобальтовой пушке» ГУТ-400 (гамма-установка терапевтическая), количество кобальта-60 соответствует по своей активности 400 г радия. Это очень большая величина, такого количества радия нет ни в одной лаборатории. Но именно высокая активность позволяет предпринимать попытки лечения опухолей, расположенных в глубине организма больного.
Однако, несмотря на свою столь обширную плезность радиация есть радиация и бесконтрольное облучение приводит к описанным выше печальным последствиям.
Торий-232 - природный радиоактивный нуклид химического элемента тория с атомным номером 90 и массовым числом 232.
Является наиболее долгоживущим изотопом тория, альфа-радиоактивен с периодом полураспада 1,405·10 10 (14 млрд.) лет.
Торий-232 является альфа – излучателем
Активность одного грамма этого нуклида составляет 4 070 Бк.
В виде препарата торотраста суспензия диоксида тория использовалась в качестве контрастного вещества при ранней рентгенодиагностике. В настоящее время препараты тория-232 классифицируются как канцерогенные
Поступление тория в желудочно-кишечный тракт (тяжелый металл, к тому же радиоактивный!) не вызывает отравления. Объясняется это тем, что в желудке – кислая среда, и в этих условиях соединения тория гидролизуются. Конечный продукт – нерастворимая гидроокись тория, которая выводится из организма. Острое отравление способна вызвать лишь нереальная доза в 100 г тория...
Однако чрезвычайно опасно попадание тория в кровь. Следствием этого могут быть заболевания кроветворной системы, образование специфических опухолей.
Плутоний-239 (англ. plutonium-239) - радиоактивный нуклид химического элемента плутония с атомным номером 94 и массовым числом 239.
В природе встречается в чрезвычайно малых количествах в урановых рудах.
Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 2,3 ГБк.
Плутоний-239 имеет период полураспада 24 100 лет.
Плутоний-239 используют:
- в качестве ядерного топлива в ядерных реакторах на тепловых и особенно на быстрых нейтронах;
- при изготовлении ядерного оружия;
- в качестве исходного вещества для получения трансплутониевых элементов.
Плутоний был открыт в конце 1940 г.
Хотя плутоний, по-видимому, химически токсичен, как и любой тяжелый металл, этот эффект выражается слабо по сравнению с его радиотоксичностью. Токсические свойства плутония появляются как следствие альфа-радиоактивности.
Альфа частицы
представляют серьезную опасность только в том случае, если их источник находится в теле (т.е. плутоний должен быть принят внутрь). Хотя плутоний излучает еще и гамма-лучи и нейтроны, которые могут проникать в тело снаружи, уровень их слишком мал, чтобы причинить сильный вред.