Дніпропетровський державний аграрний університет

Міністерство освіти та науки України

Реферат

На тему: «Радіотоксичність. Характеристика найбільш розповсюджених радіонуклідів»

Виконала: студентка групи

ВМ-1Б-10

Пальчук Оксана

Перевірила: Сапронова В.А.

Дніпропетровськ

2012 Р.

План

1. Радиотоксикология……………………………………………………….3

2. Радиотоксикология стронция…………………………………………….6

3. Радиотоксикология цезия………………………………………………...7

4. Радиотоксикология йода………………………………………………….9

5. Литература…………………………..…………………………………….12

Радиотоксикология изучает свойства радионуклидов и вызываемые ими патологические изменения в организме животных и человека с целью изыскания средств для ограничения их всасывания, ускорения выведения и печения радиационных поражений, а также регламентации безопасных концентраций радионуклидов в организме. Как показывает опыт, в т.ч. приобретенный в процессе ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, клиническая картина интоксикаций радионуклидами может быть весьма разнообразной, что зависит от вида и характера излучения радионуклида, путей его поступления в организм. Ингаляционный путь поступления радионуклидов является наиболее распространенным, причем количество и время их задержки в легких зависят от агрегатного состояния вещества (газ или аэрозоль). Газообразные радионуклиды легко проникают в легкие, но быстро выводятся. Поэтому поглощенные дозы в легких формируются только в период нахождения человека в «облаке». При длительном вдыхании, например 222Rn, создаются поглощенные дозы, приводящие к развитию бронхита, пневмосклероза и даже рака легкого. Проникновение в легкие и осаждение аэрозолей в альвеолах зависят от степени их дисперсности и увеличиваются с повышением последней. Максимальное проникновение и осаждение (от 70 до 100%) наблюдаются при вдыхании аэрозолей с диаметром 0,01 мкм. При дисперсности более 10 мкм аэрозоли в легкие не попадают, а осаждаются в трахее, бронхах и носоглотке, откуда переносятся мерцательным эпителием и макрофагами в полость рта. Выведение радионуклидов из легких осуществляется выдыханием (инертные газы, тритий, углерод, азот) путем диффузии через альвеолярный эпителий и эндотелий в кровеносные и лимфатические сосуды, с помощью мерцательного эпителия в полость рта и далее в желудок. Задержавшиеся в легких радионуклиды, особенно труднорастворимые или гидролизующиеся соединения, очень редко и относительно короткое время остаются диффузно распределенными в легочной ткани. Постепенно с помощью макрофагов они концентрируются в своеобразные островки и размещаются вдоль бронхов, около висцеральной плевры, по ходу лимфатических сосудов. Радионуклиды, поступающие в пищеварительный тракт с водой, загрязненными пищевыми продуктами или реадсорбирующиеся из легких, всасываются в кишечнике в зависимости от степени растворимости и др. физико-химических свойств. В практике достаточно часто происходит инкорпорация радионуклидов через неповрежденную кожу, слизистые оболочки, колотые или резаные раны, ссадины и царапины. Ряд радионуклидов одинаково хорошо проникает через неповрежденную кожу и легкие, например инертные радиоактивные газы и тритий. Растворы всех радионуклидов диффундируют через эпидермис, достигая базального слоя. Радионуклиды, гидролизуясь, остаются в коже, где создают основную дозу излучения, а в случае комплексообразования проникают в лимфу и кровь, разносятся по органам и тканям, создавая основную дозу излучения в органах депонирования. Величина всасывания радионуклидов через кожный покров может быть оценена как 0,01-1% для неповрежденной кожи и до 100% при наколах. Элементы 1-й группы периодической системы элементов в основном труднорастворимые, распределяются по всем органам и тканям равномерно независимо от пути проникновения в кровь. Для элементов 2-й группы характерен так называемый скелетный тип распределения. Элементы 3-й группы склонны как к гидролизу, так и к комплексообразованию. Гидролизованные формы задерживаются в печени и других органах, содержащих элементы системы мононуклеарных фагоцитов. Некоторые радионуклиды концентрируются в корковом веществе почек (106Ru, 210Pb, 207Bi, 203Hg), в красном костном мозге (32Р, 90Sr, 241Am). Различают равномерное и неравномерное распределение радионуклидов на тканевом уровне. Неравномерное распределение отмечается в легочной ткани, печени, почках, щитовидной железе и в скелете, где обнаруживаются так называемые горячие пятна, т. е. зоны с повышенной концентрацией радионуклидов. В этих участках поглощенные дозы могут быть в 5-20 раз выше, чем в целом органе. Выведение радионуклидов из организма количественно принято выражать величиной Тэфф, определяющей время уменьшения вдвое содержания их в организме или критическом органе с учетом распада. Токсичность радионуклида зависит от таких параметров, как интенсивность, всасывание, величины Тэфф., тип и энергия излучения, которые определяют поглощенную дозу излучения действующего токсического фактора. Наиболее токсичны альфа-излучатели, т.к. вызванные ими повреждения трудно поддаются восстановлению. Поэтому их токсичность примерно в 10-100 раз выше по сравнению с аналогично распределяющимися в организме b-, g-излучающими радионуклидами. Токсичность радионуклидов проявляется по-разному. При наружном загрязнении возможны ожоги кожи и слизистых оболочек. При пероральном или ингаляционном поступлении в зависимости от количества и качества радионуклида возникают соответствующие изменения желудочно-кишечного тракта или легких. При хроническом поступлении развиваются атрофические гастриты и энтероколиты, а при ингаляционном поражении - пневмосклерозы. Отдаленные последствия в виде злокачественных новообразований возникают после инкорпорации радионуклидов, создающих поглощенные дозы в этих органах более чем 0,5-1 Зв (50-100 бэр) за счет b-излучения. Минимальные канцерогенные дозы после инкорпорации a-излучателей составляют 2,5 сГр, а с учетом коэффициента качества для a-излучения, равного 20, бластомогенная доза равна 0,5 Зв (50 бэр). Клинические проявления поражений при поступлении растворимых форм радионуклидов напоминают острую лучевую болезнь, вызванную внешним облучением. При поступлении нерастворимых соединений превалирует симптоматика повреждения органов дыхания и пищеварения. Лечение и профилактика поражений, вызванных поступлением в организм радионуклидов, направлены прежде всего на быстрое и возможно полное удаление радионуклидов из организма за счет предотвращения их всасывания через кожу, легкие и кишечник, удаления всосавшегося в кровь количества с помощью комплексообразователей, в ряде случаев увеличения водной нагрузки, предупреждения реабсорбции в кишечнике, применения комплексонов на всех стадиях инкорпорации и безотлагательной блокадой стабильным аналогом радионуклида критических органов, например стабильным йодом - щитовидной железы. Поступление и содержание радионуклидов в организме регламентируются нормами радиационной безопасности, обеспечивающими защиту от поражения профессиональных контингентов и населения.

Радиотоксичность Стронция

Стронций-90 –-излучатель, имеющий Т1/2 = 28,6 лет. Энергия -частиц равна 0,544 Мэв. Претерпевая -распад,стронцийпревращается в дочерний радиоактивный элемент иттрий-90 (Т1/2 = 64,2 часа, ?-излуча-тель). Стронций-90 по токсичности относится к группе Б (высокая радиотоксичность). В окружающую среду из аварийного реактора ЧАЭС было выброшеностронция-90с активностью 2•1010 МБк.

⁹⁰Sr применяется в производстве радиоизотопных источников энергии в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см³, энерговыделение около 0,54 Вт/см³).

Одно из широких применений ⁹⁰Sr — контрольные источники дозиметрических приборов, в том числе военного назначения и Гражданской обороны. Наиболее распространенный — типа «Б-8» исполнен как металлическая подложка, содержащая в углублении каплю эпоксидной смолы, содержащей соединение ⁹⁰Sr. Для обеспечения защиты от образования радиоактивной пыли через эрозию, препарат закрыт тонким слоем фольги. Фактически такие источники ионизирующего излучения являются комплексом ⁹⁰Sr — ⁹⁰Y, поскольку иттрий непрерывно образуется при распаде стронция. ⁹⁰Sr — ⁹⁰Y является практически чистым бета-источником. В отличие от гамма-радиоактивных препаратов бета-препараты легко экранировать относительно тонким (порядка 1 мм) слоем стали, что обусловило выбор бета-препарата для проверочных целей, начиная со второго поколения военной дозиметрической аппаратуры (ДП-2, ДП-12, ДП-63).

В организм животных радионуклид поступает преимущественно с кормом, в меньшей степени с воздухом и через кожу.

В организм животных радионуклид поступает преимущественно с кормом, в меньшей степени с воздухом и через кожу.  Всасывается в желудочно-кишечном тракте от 5 до 100% стронция-90. Величина всасывания зависит от рациона, возраста животного, функционального состояния кишечника, состояния минерального обмена, нервной и эндокринной системы, физико-химических свойств соединения и пр. Стронций является аналогом кальция, включается в минеральный обмен, имеет скелетный тип распределения. Концентрируется преимущественно в диафизах костей. Это создает прямое облучение всего скелета и костного мозга. При этом поражается система кроветворения, развиваются лейкозы, остеосаркома, новообразования молочных желез, яичников, гипофиза. Нарушается функция печени, почек и снижается иммунная реактивность организма.

Выделяется стронций-90 из организма в основном с калом, мочой, молоком, а у птиц – с яйцом. Эффективный период полувыведениястронция-90 из мягких тканей составляет 2,5-8,5 суток, а из костей – 90-145 суток.

Радиотоксичность Цезия

Цезий-137 радионуклид с периодом полураспада (Т1/2 ) – 30,17 лет. Ядро претерпевает ?-электронный распад с величиной энергии ?-излучения – 0,195 МэВ. Метастабильное ядро дочернего радионуклида бария-137 (Т1/2 = 2,5 мин.) испускает ?-излучение с энергией 0,661 Мэв и превращается в стабильный химический элемент. Цезий-137 по радиотоксичности относится к группе В (средняя токсичность) и характеризуется высокой подвижностью в экологических цепях биосферы. Суммарный выброс его в окружающую среду в результате аварии на ЧАЭС составил 8,7•1010 МБк. В организм животных цезий-137 поступает в основном с кормом. Путь поступления с воздухом в легкие менее значим. Радионуклид, попав внутрь, хорошо всасывается независимо от пути поступления. Резорбция цезия-137 в желудочно-кишечном тракте у моногастричных животных достигает 100%, у животных имеющих преджелудки до 80%. Цезий-137 в биологическом отношении аналог калию. Независимо от вида животных он распределяется сравнительно равномерно по органам и тканям. В условиях хронического поступления цезия-137, он депонируется в организме до определенной величины, на что влияет масса животного. В отдаленные сроки, после воздействия радионуклида в небольших дозах (7,77-12,58) • 104 Бк/г, у крыс длительно сохраняется лейкопения, образуются опухоли кроветворной ткани, кишечника, поджелудочной железы, молочных желез, легких, почек.

Выводится радионуклид из организма с калом и мочой. У лактирующих животных цезий-137 выделяется с молоком. Выделение его с молоком коров достигает 1,2%, с молоком овец – 15,0%, и с молоком коз – 20% суточного поступления радионуклида с кормом. Из корма птиц до 3,3% цезия-137 переходит в яйцо.Эффективный период полувыведения радионуклида у лактирующих коров составляет от 20 до 50 дней. Перед забоем крупного рогатого скота, получавшего корма, содержащие цезий-137, проводится радиометрический контроль, что гарантирует производство говядины соответствующей требованиям РДУ-99 (не более 500 Бк/кг).Прижизненная оценка концентрации цезия-137 в мышечной ткани животных осуществляется прибором СПР-68-01. Детектор дозиметра должен иметь свинцовую защиту (коллиматор) с толщиной стенки 10-12 мм. Подготовка прибора к работе проводится согласно техническому описанию. Затем измеряется величина мощности экспозиционной дозы ?-фона на территории, где находятся животные. После чего, детектор прибора устанавливается на чистую поверхность кожи ягодичных мышц и удерживается не менее 20 секунд для снятия показаний.Расчет удельной активности цезия-137 в мышечной ткани проводится по формуле:А= К (Рж – 0,6 Рф), гдеА – удельная активность (Бк/кг);К – коэффициент пересчета мощности экспозиционной дозы в удельную активность, равный – 222;Рф – мощность экспозиционной дозы ?-фона (мкР/час);

Рж – мощность экспозиционной дозы от животного (мкР/час).

Для снижения всасывания цезия -137 в желудочно-кишечном тракте животных и выведения его с фекалиями необходимо применять радиопротекторы. Сорбирующими свойствами обладают следующие химические соединения: железо-гексацианоферрат аммония (cоль Гизе); железо-гексацианоферрат калия (соль Нигровича); железо-гексацианоферрат (ферроцин). Применение этих соединений крупному рогатому скоту в виде солевых лизунцов (10%) в свободном доступе; в составе болюсов (15%) по 2-3 на одно животное с повторным введением через 2-3 месяца; в виде комбикорма (0.6%) для всех видов животных в дозе 3 г/гол., позволяет снизить переход цезия-137 в продукцию от 2 до 10 раз. Данные препараты не влияют на качество продуктов питания.