РАДІОАКТИВНІ л 1
Автори-упорядники: к.х.н., доц. В.Ф. Теплих, к.х.н., с.н.с. М.А. Афонін
Позначення та скорочення, прийняті в таблицях
ДОА - допустима об'ємна активність
КП - коефіцієнт перенесення
МЗА - сумарна мінімально значуща активність
МОЗУА - мінімально значима питома активність
ПГП - межа річного надходження
ПДУА - гранично допустима питома активність
УВ – рівень втручання
e - дозовий коефіцієнт
13.1. Тритій
13.1.1. Освіта тритію в навколишньому середовищі, розподіл в організмі людини, радіаційний вплив на людину та тварин
Тритій накопичується в твелах при роботі реактора в результаті потрійного поділу 235 U і Pu 239 нейтронами. Частина тритію дифундує через оболонки твелів і викидається в атмосферу, але більшість йде разом з рідкими викидами. Типовий реактор PWR у вигляді рідини викидає 1,5 · 10 13 Бк/[ГВт (ел.)] тритію на рік, тоді як з газоподібними викидами йде 1,67 · 10 12 Бк/[ГВт (ел.)] тритію [57 ]. При цьому приблизно 90% тритію залишається в твелах, вивільняється тільки при їх переробці та у вигляді тритованої води переходить у розчин азотної кислоти. Після видалення азотної кислоти рідкі відходи, що залишилися, концентруються шляхом випарювання. На заводах із переробки палива тривале зберігання тритію здійснюється у спеціальних баках. Велика кількість тритію утворилося в атмосфері під час вибухів водневих бомб. У період випробувань термоядерної зброї у 1959–1962 роках. в атмосферу надійшло 1,82 · 10 20 Бк тритію. Після чергових вибухів водневих бомб концентрація тритію у дощовій воді зростала у 10–100 разів.[1].
Тритій безперервно утворюється у верхніх шарах атмосфери внаслідок взаємодії нейтронів вторинного космічного випромінювання з ядрами атомів азоту за реакцією
а також при розщепленні ядер різних елементів космічними променями високої енергії. Рівноважна кількість космогенного тритію становить 1,85 · 10 18 Бк.
Спостереженнями встановлено, що при вдиханні людиною пари тритієвої води (НТО) 98–99 % її активності всмоктується через дихальні шляхи, а видихається з повітрям лише 1–2 % активності. Пари НТО та газоподібний тритій легко проникають через шкіру. Швидкість всмоктування тритієвої води через шкіру із забрудненої атмосфери приблизно дорівнює швидкості всмоктування через легені [1].
Незалежно від шляху надходження газоподібного тритію він рівномірно розподіляється по органах та тканинах людини. Пошкодження рогового шару шкіри різко підвищує швидкість всмоктування. Зі шкіри тритій виводиться зТб, рівним 2 год (95%) і 12 діб. (5%). Встановлено, що тритій, що надійшов в організм людини, знаходиться у вигляді двох різних сполук - вільної тритієвої води і органічно пов'язаного тритію [4]. Ефективний період напіввиведення тритію із вільної води організму становить 9,7 діб. Органічно пов'язаний тритій виділяється з організму з двома періодами напіввиведення:Т1 = 30 діб. таТ2 = 450 діб. [5]. Газоподібний тритій у рідинах тіла людини розчиняється незначно і швидко виводиться з організму, внаслідок цього небезпека внутрішнього опромінення газоподібним тритієм приблизно у 1000 разів менша, ніж тритієвою водою [3].
Клінічна картина ураження різних тварин великими дозами тритію однотипна. Після початкового періоду збудження у тварин спостерігається слабкість, адинамія, млявість, знижується харчовазбудливість. Зменшується маса тіла.
Поразка тритієвої водою на гострій стадії супроводжується дистрофічними змінами клітинних елементів внутрішніх органів. Порушуються функції печінки, спостерігаються зміни у вуглеводному та жировому обміні, відзначається раннє гальмування діурезу. У сечі утворюються жовчні пігменти, сліди білка, кристали білірубіну. Відбуваються виражені зміни в антиінфекційній резистентності, розвитку аутоалергічних процесів, спостерігається порушення бактерицидної здатності шкіри [6, 7]. У літературі описано випадок одноразового надходження великої кількості тритієвої води в організм людини.
3,5 · 10 11 Бк) [8]. Зазначається, що постраждалий відчував загальну слабкість, швидку стомлюваність, апатію та біль у ротовій порожнині при жуванні. Спостерігалися зміни у крові: ШОЕ склала 50 мм/год; згортання крові по Мас-Магро - 28 хв; кровоточивість по Дуці – близько 30 хв; спостерігалося спустошення кісткового мозку. У сечі було виявлено 1,66 · 1011 Бк/мл НТО. Доза внутрішнього опромінення потерпілого весь час становила 12 Зв. Приблизно 75% усієї дози опромінення сформувалося протягом перших двох тижнів після надходження тритію в організм. Для даного випадку характерними є відсутність первинної реакції та велика виразність геморагічного синдрому. Причини цього синдрому - тотальне пригнічення тормбоцитопоезу та різкі зміни в судинній стінці внаслідок включення тритію у всі структурні елементи органів та тканин.
13.1.2. Методи визначення та допустимі концентрації тритію у повітрі робочих приміщень та у навколишньому середовищі
Визначення тритію в об'єктах довкілля засноване на виділенні водної фази ґрунту, рослинності, молока та біосубстратів. Водну фазу, збагачену тритієм, очищають від продуктів розподілувакуумною перегонкою з марганцевокислим калієм. Визначення вмісту оксидів тритію в пробі здійснюють на сцинтиляційному рідинному лічильнику. Чутливість методу - 1,85 · 102 Бк/л; похибка виміру - ± 10% [9]. Використовують готові склади сцинтиляційних рідин типу ЖС-7 (діоксан – 90 %, нафталін – 10 % та РРО – 5 г/л) або типу ЖС-8 (діоксан – 85 %, a-метилнафталін – 15 % та БРО – 5 г/ л), які додають досліджувану тритієву воду.
В даний час розроблено системи сцинтиляційних лічильників з рідкими люмінофорами на кшталт антизбігів із захистом від фону космічного випромінювання та розсіяних радіонуклідів.
Для зменшення фону використовуються спеціальні судини з особливо чистих матеріалів: тефлону, епоксидної смоли, міді. У роботі [34] повідомляється, що при вимірюванні тритію лічильником з вікном, що володіє 25%-ю ефективністю, показання фону були нижче звичайного рівня і склали 0,4 реєстрацій на хвилину. Для контролю вмісту тритію в атмосфері та газах застосовують також іонізаційні камери з газовою стінкою [35].
Відповідно до санітарних норм НРБ-99 [2], допустима концентрація тритію в повітрі робочих приміщень для персоналу має найменше значення, що дорівнює 4,4 · 10 5 Бк/м 3 , коли він присутній у вигляді парів тритієвої води (табл. 13.1) що зумовлено високим відсотком (98–99 %) його засвоєння через органи дихання та шкірні покриви. Для населення допустима концентрація тритію в повітрі становить 1,9 · 10 3 Бк/м 3 , а у воді та їжі обмежена верхнім рівнем 7,7 · 10 3 Бк/кг (табл. 13.2).
ДОА, ПГП та e у повітрі робочих приміщень залежно від хімічних сполук та ядерно-фізичних властивостей радіонукліду тритію, МЗУА та МЗА цього нукліду на робочому місці [2]