Яценко В. Н. Исследование содержания радионуклидов в организме

«Исследование
содержания
радионуклидов в
организме человека»
Владимир Наумович Яценко
зав. лаб. СИЧ ФГБУ ГНЦ
ФМБЦ им. А.И. Бурназяна
ФМБА России
тел 8 (499) 190 85 44
8 (903) 759 98 64
Современное представление нашего общества
о роли внутреннего радиоактивного
облучения, основывается на общем влиянии
вредных ядовитых веществ на здоровье
человека, которые оказывают воздействие,
находясь уже в организме человека.
Практика показывает, что это представление
для радиоактивного облучения надо менять…
Анализ последствий радиационных аварий
показывает, что подавляющее большинство острых
лучевых поражений произошло в результате
воздействия на человека внешнего гаммаизлучения. И это не является неожиданным…Доза
внешнего гамма-излучения формируется с
больших расстояний и от большого числа
радионуклидов в отличие от дозы внутреннего
облучения, которую создают инкорпорированные в
организме радионуклиды, количество которых не
может сравниться с количеством радионуклидов
вне организма.
Не смотря на то, что большинство
острых лучевых поражений вызвано
внешним фотонным (гамма-)
излучением, все равно большое
внимание уделяется оценке доз
внутреннего облучения, поскольку
учет индивидуальных доз
осуществляется по суммарной
эффективной дозе.
Дозы внутреннего облучения
определяются по содержанию
радионуклидов в организме или его
отдельных органах.
Существуют два прижизненных метода измерения
содержания радионуклида, инкорпорированного в
организме человека:
- прямое измерение активности радионуклида с
помощью счетчика (спектрометра) излучения человека
(СИЧ)Ж
- косвенная оценка активности радионуклида в
организме по данным радиометрии (спектрометрии)
проб мочи, кала и других биологических проб.
Достоинствами прямых измерений инкорпорированной
активности является быстрота и гарантированная
точность
оценки
активности
радионуклида,
инкорпорированного в организме человека.
Основными задачами радиометрических и спектрометрических
исследований для установления степени внутреннего облучения
человека являются:
- первичная
оценка
поверхностных
загрязнений
кожи
радиоактивными веществами с повторными обследованиями до
полной дезактивации;
- обнаружение
радионуклидов
и
оценка
в
организм
внутреннего
поступления
пострадавшего,
исследование
динамики распределения их по его органам с помощью
спектрометрических измерений in vivo;
- оценка доз внутреннего облучения всего тела и отдельных
органов, а также доз облучения кожных покровов и глаз.
Органы депонирования для разных
•
•
•
•
радионуклидов в организме разные:
- 137Cs, 40K – преимущественно мышечная
ткань;
- 60Co, 54Mn, 51Cr, 235U – преимущественно
легкие;
- 241Am, 239Pu – преимущественно печень,
костная ткань, легкие;
- 125I,131I,132I,133I,134I,135I – преимущественно
щитовидная железа.
Рекомендуемые минимально-детектируемые активности (МДА) некоторых
радионуклидов при измерении на счетчиках излучения человека
(по Данным Публикации 78 МКРЗ)
Радионуклид
Орган/ткань
а
Железо-59
Кобальт-57
Кобальт - 60
Рутений - 106
Иод - 131
Все тело
Все тело
Легкие
Все тело
Легкие
Все тело
Цезий-137
Щитовидная
железа
Все тело
Уран-235
Легкие
Энергия(и)
гаммаизлучения,
МэВ
Выход
излучения,
%
МДА,
Бк
МДА (Бк) для
других методов
1,1; 1,29
0,122; 0,137
56; 44
85,6; 10,6
1,17; 1,33
100; 100
0,51; 0,62; 1,1
21; 10; 1
50
100
200
50
100
200
1 Бк/лб
1 Бк/лб
1 Бк/пробу в
1 Бк/лб
1 Бк/пробу в
5 Бк/лб
0,364
100
100
1 Бк/лб
0,662
85,1
50
1 Бк/лб
0,14; 0,19
11; 54
200
10 мБк/л г
10 мБк/пробуд
Примечания
а в которой следует оценить содержание
б гамма-спектрометрия проб мочи
в гамма-спектрометрия проб кала
г радиохимическая сепарация и альфа-спектрометрия проб мочи
д радиохимическая сепарация и альфа-спектрометрия проб кала
Однако, МДА является важной характеристикой для обнаружения
незначительных поступлений радионуклидов в организм, в
основном, при незначительных нарушениях экологии. В случае
нестандартных ситуаций на производстве или аварийных
поступлений очень важно знать возможности установок СИЧ по
максимально детектируемым уровням.
Так, на практике приходилось изощряться, чтобы провести
измерения работников, проводящих ремонтные работы на АЭС
после поступления в организм кобальта-60, или при аварийном
попадании в организм цезия-137 в количестве ( 50 ÷ 80 кБк).
Как правило, высоко чувствительные спектрометры не рассчитаны
на высокие загрузки…
Требования к калибровке измерительных установок
Калибровка осуществляется с помощью фантомов:
- Для радионуклида 137Cs – фантом пластиковый с эталонным
источником 137Cs;
- Для радионуклидов 60Co, 54Mn, 51Cr, 57Co, 106Ru, 51Cr, 59Fe –
фантом Alderson* с эталонными источниками 60Co, 54Mn, 51Cr,
57Co, 106Ru, 51Cr, 59Fe или 152Eu;
- Для радионуклидов 241Am, 239Pu фантом Alderson, с
эталонными источниками 241Am, 239Pu, а также калибровочный
фантом-имитатор коленного сустава SPITZ**.
- Для всех указанных радионуклидов рекомендуется
использование воксель-фантомов.
Примечание: * ALDERSON - фантом (гетерогенный) грудной клетки человека,
разработанный в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса
(США)
** SPITZ - фантом-имитатор коленного сустава. Фантом SPITZ состоит
из ткане эквивалентного пластика, а также костей,
изготовленных
из
искусственного материала, в котором равномерно распределен Am-241.
Фантом «Alderson»
Воксель-фантом Фантом колена
( Lawrence Livermore
ФМБЦ
(H.B. Spitz, USA, 2000г.)
National Laboratory,
USA)
Формула Гайтлера (Heitler W. “Quantum Theory of radiation” Oxford
University Press, 1954.)
σ~Zn/Eγ3, где
3,94<n< 4,4,
Пример измерения на СИЧ одной пары (мужа и жены),
которым был введен препарат таллий-202 (Т1/2=12,2 сут,
Еγ=0,439 МэВ) с целью диагностики. Хотя на вид их
комплекции похожи, по показаниям СИЧ у жены в два
раза меньше была активность, а по измерениям пробы
крови у них активность одинакова.
Этот случай показывает, что не только для качественного
измерения содержания низкоэнергетических
радионуклидов( типа америция-241), но и для других с
энергиями даже близкими к энергии цезия-137, требуется
проведение специальных измерений и обработки
спектров с учетом индивидуальных анатомических
характеристик.
Практика ликвидации последствий радиационных
аварий показывает, что отрицательные медицинские
последствия в наибольшей степени связаны с
психоэмоциональным воздействием на человека (с
радиофобией). Это воздействие также усугубляется
уверенностью пострадавшего, что у него внутри
находятся радионуклиды…
Снятие этого вредного психоэмоционального
воздействия в самое кратчайшее время после инцидента
является задачей № 1 при оказании первой медицинской
помощи. Одним из наиболее эффективных и
экспрессных способов снятия стрессового состояния
для пациента является его экстренное обследование
(измерение) на спектрометре излучения человека.
Измерение содержания в организме человека или в
отдельных его органах радионуклидов, энергия гаммаизлучения которых выше 150 кэВ, довольно хорошо
освоено и не представляет особой сложности в
лабораторных и полевых условиях.
Поэтому при любых нестандартных условиях, которые
могут привести к внутреннему поступлению
радионуклидов в организм человека, с целью снятия
стресса, просто необходимо проведение обследования
на содержание инкорпорированных в теле
радионуклидов!