ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ОТ НАХОЖДЕНИЯ ТРАНСУРАНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

В последнее время мы всё чаще слышим об опасности трансурановых элементов для человека, но что же это такое и стоит ли их боятся? Стоит отметить, что это α-излучатели (кроме плутония-241), и представляют собой поток заряженных частиц (ядер атомов гелия), состоящих из 2-х протонов и 2-х нейтронов и имеющих атомную массу 4 и заряд +2. Известно более 200 альфа-излучателей, большинство из них — естественные радионуклиды семейства урана, радия и тория.

Диапазон энергий для альфа-частиц составляет от 4 до 9 МэВ, альфа-излучение, как правило, также сопровождается излучением гамма-квантов с энергией от 0,036 до 2,76 МэВ.

При взаимодействии альфа-частиц с веществом их энергия расходуется на возбуждение и ионизацию атомов среды. Альфа-излучение характеризуется высокой линейной плотностью ионизации (ЛПИ) и линейной передачей энергии (ЛПЭ). ЛПИ — это число пар ионов, образующихся на единице длины пробега частиц (пар ионов/мкм). ЛПЭ — количество энергии, переданной веществу заряженной частицей на единице длины ее пробега (КэВ/мкм). Ионизирующее излучение, у которого ЛПЭ менее 10 КэВ/мкм, относится к редкоионизирующим, а более 10 КэВ/мкм – к плотноионизирующим излучениям. В среднем ЛПЭ для альфа-частиц в биологических тканях составляет 100 КэВ/мкм, что значительно выше, чем для других заряженных частиц. Поэтому альфа-излучение относится к плотноионизирующим и альфа-частица имеет незначительную проникающую способность: в воздухе — до 3 см, в мышечной ткани, воде — около 50 мкм, в костной ткани, алюминии — около 17 мкм.

Периоды полураспада трансурановых радионуклидов у плутония-238 – 89 лет, плутония-239 – 24360 лет, плутония-240 – 6540 лет. Плутоний-241 бета-активен, с периодом полураспада 14 лет он превращается в америций-241, который испускает альфа-излучение и имеет период полураспада 460 лет.

Все ТУЭ являются искусственными, за исключением плутония-239, содержащегося в урановых рудах в ничтожных количествах.

В результате аварии на ЧАЭС на территорию Беларуси выпало по разным оценкам 3-6% от накопленных за весь период работы реактора ТУЭ. Поверхностное загрязнение почвы плутонием очень неравномерное. В целом высокие уровни загрязнения почвы плутонием практически полностью локализованы внутри зоны отселения [1].

Внешнее облучение альфа-частицами не представляет опасности, поскольку они не проникают глубже отмирающих слоев кожного эпителия. Очень опасно внутреннее альфа-облучение при инкорпорировании радионуклидов. Высокая энергия и малый пробег альфа-частиц создает в микрообъемах клеток и тканей высокую плотность ионизации, поэтому процессы восстановления в них при воздействии альфа-излучения практически отсутствуют, вследствие чего повреждения, вызываемые ТУЭ, суммируются во времени.

При попадании ТУЭ в организм, в зависимости от дозы, могут развиваться как ранние, так и поздние соматические повреждения. Отдаленным последствием действия излучений является развитие новообразований, хотя сокращение продолжительности жизни также может иметь место в результате неспецифических эффектов излучения [2-4]. Интерес к этой проблеме объясняется тем, что материалы о лучевом канцерогенезе являются основой для оценки риска воздействия излучения, в том числе и радионуклидов, на население в условиях повседневной жизни, профессиональной деятельности, в различных аварийных ситуациях [5]. Защита при работе с альфа-излучателями должна быть направлена на исключение любой потенциальной возможности попадания радиоактивных веществ в организм с вдыхаемым воздухом, пищей и водой.

Критическими органами для ТУЭ считаются легкие, печень, костная ткань. Поскольку трансурановые элементы относятся к труднорезорбируемым радионуклидам, всасывание их в пищеварительном тракте взрослого человека не превышает 0,01%, а у новорожденного – 0,1% поступившего количества. Поэтому основным путем поступления ТУЭ в организм человека и животных является ингаляционный.

На территориях, загрязненных ТУЭ в результате катастрофы на ЧАЭС критической группой для ТУЭ можно считать механизаторов, т. е. тех индивидуумов из населения, которые около 30 дней в году работают при относительно высоких физических нагрузках в условиях самой высокой запыленности, а следовательно, и максимальной концентрации ТУЭ в воздухе, которым они дышат при весенних и осенних полевых компаниях на загрязненных территориях на границе зоны отселения.

Расчетные уровни доз внутреннего облучения организма от поступления ТУЭ меньше тех уровней, которые могут вызвать острые нестохастические изменения в организме, поэтому биологическое действие ингалированных ТУЭ чернобыльского происхождения будет проявляться в повышении вероятности стохастических эффектов [1].
1. Конопля Е.Ф., Кудряшов В.П., Миронов В.П. // Радиация и Чернобыль: трансурановые элементы на территории Беларуси. Гомель. — 2007. -127 с.
2. Экологические, медико-биологические и социально-экономические последствия катастрофы на ЧАЭС в Беларуси / Под ред. Е.Ф.Конопли, И.В.Ролевича- Минск — 1996.- 282 с.
3. Nenot J.C., Stather J.W. The Toxicity of Plutonium, Americium and Curium.- Oxford — N.Y.- Toronto: Pergamon Press, 1979.- 123 р.
4. Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты / Доклад научного комитета Организации объединенных наций по действию атомной радиации. — Нью-Йорк :UN, 1982.- 890 с.
5. Несмеянов Ан.Н. Радиохимия: Учебное пособие для вузов. — М.: Химия, 1978 — 560 с.

---

© Ольга Шуранкова, научный сотрудник лаборатории радиоэкологии

e-mail: irb@mail.gomel.by