РАЗДЕЛ 13
СВОЙСТВА, РАДИОБИОЛОГИЧНИ ЕФЕКТИ И МЕТОДИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА НЯКОИ РАДИОНУКЛИДИ

Автори-съставители: д-р, доц. V.F. Топло,
Д-р, старши изследовател М.А. Афонин

Обозначения и съкращения, използвани в таблици

DOA - допустима обемна активност

KP - коефициент на трансфер

MZA - обща минимална значима активност

MZUA - минимално значима специфична дейност

GWP - годишен лимит на дохода

MPUA - максимално допустима специфична дейност

HC - ниво на намеса

д - коефициент на дозата

13.1. Тритий

13.1.1. Образуване на тритий в околната среда, разпространение в човешкото тяло, излагане на радиация на хора и животни

Тритий се натрупва в горивни елементи по време на работа на реактора в резултат на трикратно делене на 235 U и 239 Pu от неутрони. Част от трития се дифузира през облицовката на горивните елементи и се изхвърля в атмосферата, но по-голямата част от нея излиза заедно с течните емисии. Типичен PWR излъчва 1,5 · 10 13 Bq/[GW (e)] тритий годишно като течност, докато газовите емисии отделят 1,67 · 10 12 Bq/[GW (e)] тритий [57]. В този случай около 90% от трития остава в горивните пръчки, освобождава се само по време на тяхната обработка и под формата на тритирана вода преминава в разтвора на азотна киселина. След отстраняване на азотната киселина останалите течни отпадъци се концентрират чрез изпаряване. В инсталациите за преработка на гориво дългосрочното съхранение на тритий се извършва в специални резервоари. По време на експлозиите на водородни бомби в атмосферата се образува голямо количество тритий. По време на изпитанията на термоядрени оръжия през 1959-1962г. 1,82 · 10 20 Bq тритий влязоха в атмосферата. След следващите експлозии на водородни бомби концентрацията на тритий в дъждовната вода се е увеличила с 10–100 пъти [1].

Тритий се образува непрекъснато в горните слоеве на атмосферата в резултат на взаимодействието на вторичните космически радиационни неутрони с ядрата на азотните атоми според реакцията

а също и при разделянето на ядрата на различни елементи от високоенергийни космически лъчи. Равновесното количество космогенен тритий е 1,85 10 18 Bq.

Наблюденията установяват, че когато човек вдишва тритиеви водни пари (NTO), 98–99% от неговата активност се абсорбира през дихателните пътища и само 1–2% от активността се издишва с въздух. Парите на NTO и газообразен тритий лесно проникват през кожата. Скоростта на абсорбция на тритиева вода през кожата от замърсена атмосфера е приблизително равна на скоростта на абсорбция през белите дробове [1].

Независимо от начина на навлизане на газообразния тритий, той се разпределя равномерно върху човешките органи и тъкани. Увреждането на роговия слой на кожата драстично увеличава скоростта на абсорбция. Тритиумът се отстранява от кожата с тb, равно на 2 часа (95%) и 12 дни. (пет%). Установено е, че тритийът, попаднал в човешкото тяло, е под формата на две различни съединения - свободна вода от тритий и органично свързан тритий [4]. Ефективният полуживот на тритий от свободна вода в тялото е 9,7 дни. Тритий, органично свързан, се екскретира от тялото с два полуживота: т 1 = 30 дни и т 2 = 450 дни [пет]. Газообразният тритий в човешките телесни течности се разтваря леко и бързо се отстранява от тялото, в резултат на което рискът от вътрешно облъчване с газообразен тритий е около 1000 пъти по-малък от този на тритиевата вода [3].

Клиничната картина на поражението на различни животни с високи дози тритий е от същия тип. След началния период на възбуда животните проявяват слабост, слабост, летаргия и възбудимостта на храната намалява. Намалява телесното тегло.

Поражението с тритиева вода в острия стадий е придружено от дегенеративни промени в клетъчните елементи на вътрешните органи. Функциите на черния дроб са нарушени, наблюдават се промени в метаболизма на въглехидратите и мазнините и се отбелязва ранно инхибиране на диурезата. В урината се появяват жлъчни пигменти, следи от протеини, билирубинови кристали. Има изразени промени в антиинфекциозната резистентност, при развитието на автоалергични процеси, има нарушение на бактерицидната способност на кожата [6, 7]. Литературата описва случая на еднократен прием на голямо количество тритиева вода в човешкото тяло (

3,5 · 10 11 Bq) [8]. Отбелязва се, че жертвата е усещала обща слабост, бърза умора, апатия и болка в устната кухина при дъвчене. Наблюдавани са промени в кръвта: ESR е 50 mm/h; съсирване на кръвта по Mas-Magro - 28 минути; кървене по Duque - около 30 минути; костният мозък се изпразни. 1,66 · 10 11 Bq/ml UTR е открит в урината. Вътрешната доза на жертвата за цялото време е 12 Sv. Приблизително 75% от общата доза радиация се образува през първите две седмици след поглъщането на тритий. За този случай са характерни отсъствието на първична реакция и висока тежест на хеморагичния синдром. Причините за този синдром са пълно потискане на тормбоцитопоезата и резки промени в съдовата стена поради включването на тритий във всички структурни елементи на органи и тъкани.

13.1.2. Методи за определяне и допустими концентрации на тритий във въздуха на работните помещения и в околната среда

Определянето на тритий в обекти на околната среда се основава на отделянето на водната фаза на почвата, растителността, млякото и биосубстратите. Обогатената с тритий водна фаза се пречиства от продукти на делене чрез вакуумна дестилация с калиев перманганат. Определянето на съдържанието на тритиеви оксиди в пробата се извършва на течен сцинтилационен брояч. Чувствителността на метода е 1,85 · 10 2 Bq/l; грешка при измерване - ± 10% [9]. Използвайте готови състави от сцинтилационни течности като ZhS-7 (диоксан - 90%, нафтален - 10% и РРО - 5 g/l) или тип ZhS-8 (диоксан - 85%, a-метилнафтален - 15% и BRO - 5 g/l), към която се добавя изследваната вода от тритий.

Понастоящем са разработени системи сцинтилационни броячи с течни фосфори от антиконцидентен тип със защита на фона на космическа радиация и разпръснати радионуклиди.

За да се намали фонът, се използват специални съдове, изработени от изключително чисти материали: тефлон, епоксидна смола, мед. В [34] се съобщава, че когато се измерва тритий с брояч с прозорец с 25% ефективност, фоновите показания са под обичайното ниво и възлизат на 0,4 регистрации в минута. За контрол на съдържанието на тритий в атмосферата и газовете също се използват йонизационни камери с газова стена [35].

В съответствие със санитарните норми NRB-99 [2], допустимата концентрация на тритий във въздуха на работните помещения за персонала има най-ниската стойност, равна на 4,4 · 10 5 Bq/m 3, когато присъства под формата на тритиева вода пари (Таблица 13.1), което се дължи на високия процент (98–99%) от асимилацията му през дихателната система и кожата. За населението допустимата концентрация на тритий във въздуха е 1,9 · 10 3 Bq/m 3, а във водата и храните е ограничена от горното ниво от 7,7 · 10 3 Bq/kg (Таблица 13.2).

DOA, GWP и e във въздуха на работните помещения
в зависимост от химичните съединения и ядрено-физичните свойства на тритиевия радионуклид,
MZUA и MZA на този нуклид на работното място [2]