Накопичення в організмі довгоживучих дпр

Відео: америцій 241 - фотоефект від м`якого гамма випромінювання америцію в дифузійної камері

Довгоживучі ДПР RaD (210Pb), RaE (210Bi) і RaF (210Ro) - це високотоксичні радіоактивні ізотопи.

Межа річного надходження RaD в організм становить 2,8 • 102 Бк (НРБ-99).

Так, наприклад, при прийомі радонових процедур в організм надходить дуже незначна кількість ізотопів.

При радонової ванні об`ємом 200 л з концентрацією 1,5 кБк / л розпадається 2,7 • 106 атомів радону.

Після розпаду вони перетворюються в кінцевому підсумку в атоми RaD, активність якого в організмі буде дорівнює 2,6 • 10-3 Бк.

Це становить при прийомі однієї ванни приблизно 1 • 10-5 від межі річного надходження RaD в організм, а при прийомі курсу з 15 процедур - 1,5 • 10-4.

При радонових інгаляціях без ДПР (курс з 15 процедур по 15-20 хв з дозуванням 0,15 кБк / л) в організмі накопичується 8 • 10-5 від гранично допустимого вмісту RaD в організмі. Якщо у вдихуваному повітрі є ДПР, то накопичення RaD в організмі зростає в Зраза.

При питво радонової води, приготовленої за допомогою препарату радію, необхідно враховувати накопичення RaD у водному концентраті радону за час між його приготуванням і використанням. Розрахунки показують, що при питті радонової води в день її приготування (прийом 1,3 МБк радону за курс) в організмі накопичується 1,8 • 10-2 від гранично допустимої кількості 210Ро в організмі по НРБ-99. Якщо штучно приготовлену радонову воду пити через тиждень після її приготування, то в селезінці накопичується на порядок більше 210Ро. Отже, для питних процедур слід застосовувати свіжоприготований водний концентрат радону.

Таким чином, при трьох основних видах радонових процедур накопичення довгоживучих ДПР в організмі хворих небезпеки не представляє.

Заклопотані дози випромінювання при основних видах радонових процедур

Величини поглинених доз випромінювання по органам і тканинам визначені в експериментах на тваринах (щури) і в випробуваннях на людину при радонових ваннах (водних і повітряних), питво радонової води, радонових інгаляціях. На підставі цих досліджень складені формули і таблиці для підрахунку спожитих доз випромінювання.

Для визначення величини Декв необхідні:

  • концентрація (С) радону в воді або повітрі, використовуваних при проведенні процедури (ванни, інгаляції та ін.), в нки / л (кБк / л);
  • сумарна активність (А), що вводиться в організм (при питті, інгаляціях і ін.) в мкКі;
  • середній вміст в опромінюючої середовищі ДПР (N) в формі числа «прихованих» в 1 л середовища альфа-розпадів цих ізотопів;
  • сумарна тривалість (Т) процедур за курс лікування в хв;
  • маса тіла хворого (Р) в кг;
  • поверхню шкіри хворого (S), стикалася з містить радон середовищем, в м2.

Відео: А.В. Трехлебов - Достаток, багатство, розкіш, щирість

На підставі цих відомостей по рівняннях, наведених в таблиці, розраховують Декв. в мілібер, яка в більшості випадків є сумою двох її складових:

Декв. = Д1 + Д2 (6.1)

де Д1 - опромінення від радону, який проник в організм з опромінюючої середовища-Д2 - опромінення від ДПР, що містяться в опромінюючої середовищі і сорбирующихся на дотичних з середовищем тканинах і частково надходять в організм.

У таблиці наведено орієнтовні співвідношення складових Д1 і Д2 для деяких методик лікування, що дозволяє зробити підрахунок величини Декв. ПРИ відсутності відомостей про вміст у воді або в повітрі опромінюючої середовища процедури ДПР.

Заклопотані дози випромінювання при водних радонових ваннах

Величину поглиненої дози випромінювання (Декв.) Підраховують за формулою:

Декв. = Д1n1 + Д2n2, (6.2)

де n1 і n2 - коефіцієнти нерівномірності розподілу величини Д по органам і тканинам для кожного виду радонових процедур.

Рівняння, наведені в таблиці для водних і повітряних ванн, незастосовні для розрахунку рівнів опромінення шкіри при купанні в проточних басейнах, підводному душі-масажі, підводній гімнастиці, де рівень осадження ДПР на шкіру більше, ніж в звичайних водних ваннах.

З розрахунків за формулою (6.1) з використанням таблиці випливає, що при радонових ваннах опромінення всіх внутрішніх органів у порівнянні з шкірою не перевищує 1%.

Таблиця. Рівняння для підрахунку складових Д1 і Д2 величини Декв. (В мбер або мкЗв)
Рівняння для підрахунку складових Д1 і Д2 величини Декв. (В мбер або мкЗв)

Таблиця. Співвідношення величин Д1 і Д2 при найбільш часто зустрічаються умовах
Співвідношення величин Д1 і Д2 при найбільш часто зустрічаються умовах

Таблиця. Коефіцієнти поглиненої дози випромінювання для органів і тканин хворого (водні і повітряні радонові ванни)
Коефіцієнти поглиненої дози випромінювання для органів і тканин хворого (водні і повітряні радонові ванни)

Приклади розрахунку величин поглинених доз випромінювання з використанням вищенаведених рівнянь і таблиць

Необхідно визначити величину Д шкіри і печінки хворого, який прийняв курс водних радонових ванн (10 ванн по 15 хв) з дозуванням 40 нки / л (1,5 кБк / л) і поверхнею занурення шкіри в воду &asymp- 1,3 м2 (S).

За формулою з таблиці обчислюють величину

Д, = 2,8•10-4•40•150•1,3 = 2,2 мбер-

Д = 7,5•10-2•1,5•150•1,3 = 22 мкЗв-

По таблиці визначають другу складову Д2:

Д2 = 1,4 • Д1 = 1,4•1,1 = 3,1 мбер, 31 мкЗв.

Величину Декв. для шкіри і печінки підраховують за рівнянням 6.2 з використанням коефіцієнтів розподілу з таблиці для шкіри і печінки відповідно.

Величину Декв. для шкіри і печінки підраховують за рівнянням

При прийомі місцевих радонових ванн величину Декв. розраховують аналогічно, але з використанням складових Д1 і Д2, наведених для цих ванн в таблиці. При підрахунку величини Декв. коефіцієнти розподілу визначаються через їх величину для загальних водних радонових ванн, однак з урахуванням площі зануреної в радонову ванну шкіри S (см2).

n1 = 24: S і n2 = 41: S.

Дозиметричні дані свідчать про те, що при водних радонових ваннах основному опроміненню піддається шкіра хворого. При місцевих ваннах опромінення хворого зменшується пропорційно зануреної в воду площі шкіри. Опромінення самої зануреної в воду шкіри при місцевій і загальній процедурі при інших рівних умовах практично однаково.

Заклопотані дози випромінювання при повітряно-радонових ваннах (ВРВ)

У таблицях наводяться рівняння для підрахунку Д1, Д2 і Декв. в непроточних ВРВ. Користуючись таблицею, проводять підрахунок величини Д для конкретних органів і тканин.

У проточних ваннах з тієї ж дозуванням радону величини поглинених доз будуть в 1,5-2 рази вище за інших рівних умов. Для визначення Д2 в рівнянні, наведеному в таблиці, необхідно знати величину N - «приховану» енергію ДПР, що містяться в одиниці об`єму боксу ВРВ, за певною методикою. Однак з огляду на громіздкість цього методу на практиці доводиться використовувати наближені рівняння, наведені в таблиці.

Оскільки радон з дозуючого пристрою надходить в бокс ВРВ практично без ДП, можна теоретично обчислити число розпалися в боксі за час процедури атомів радону і повне число розпалися в боксі альфа-активних атомів короткоживучих ДПР. У ВРВ за час процедури розпадається «n» атомів радону, число яких може бути підраховано за рівнянням:

n = n0 • (1 - e-Лt) (6.3)

де n0 - вихідне число атомів радона- л - константа розпаду радону і t - час експозиції.

Повне число альфа-розпадів в боксі від утворилися там за t хвилин атомів RaA складе 2n. Знаючи відсоток осідання на шкіру утворилися в боксі ДП, можна підрахувати поглинену дозу випромінювання в шкірі (Дк) за рівнянням:

можна підрахувати поглинену дозу випромінювання в шкірі (Дк) за рівнянням (6.4)

де ОБЕ - відносна біологічна ефективність альфа-випромінювання, що дорiвнює 20, Еср - усереднена енергія альфа-випромінювання RaA і RaC, рівна 7,35 Мев- К - частка альфа-випромінювання, що потрапляє в шкіру, рівна 0,5 m - маса шкіри людини (1500г) - 1,6 • 10-6 - коефіцієнт переходу від МеВ до ергам- 10 000 - коефіцієнт переходу від ергов до Зв- Q - концентрація радону, нки / л-(2n) - повне число альфа-розпадів в обсязі боксу при t = 1 хв і концентрації радону в ньому Q = 1 нки / л, рівне 2,7 • 106 альфа-розпаду в 600 л-t - час процедури в мин- К `- частка ДП, що осідає на шкіру хворого в боксі від повного числа альфа-розпадів в ньому за час процедури і після її закінчення, що дорівнює 0,05 за даними експериментальних досліджень. Вирішуючи це рівняння, отримаємо:

Дк = l, 05•Q•t (мкЗв). (6.5)

Звідси випливає, що при Q = 40 нки / л і t = 300 хв-Дк - 12,6 мЗв, тобто доза опромінення шкіри в боксі становить приблизно 1 мкЗв на 1 нки / л (37 Бк / л) радону за 1 хв процедури.

Обчислення величини Дк з використанням формул, наведених в таблиці, дає величину в 15 мЗв. Ця цифра близька до отриманої за запропонованою нами формулою 6.5. Очевидно, що пропонований нами спосіб розрахунку величини Дк при ВРВ більш простий і точний, ніж раніше приводиться.

У проточні та непроточні ванни радон надходить відразу після вилучення його з води і тому практично без ДП. У зв`язку з цим зміст ДП в повітрі боксу ВРВ до кінця процедури не перевищує 2-5% від рівноважного.

На курорті Ходжа-Обі-Гарм проточність повітря в процедурних кабінах невелика (2-3 повітрообміну в годину). Це веде до істотного накопичення ДПР і дуже малому зрушенню між радоном і його ДП. Тому Дк в цих умовах досягає 170 мкЗв. Таку ж дозу отримує шкіра хворого при прийомі їм водної радонової ванни з концентрацією радону 1,5 кБк / л або пятигорской ВРВ з концентрацією 0,34 кБк / л.

Наведені дані свідчать також про те, що різні види і навіть різновиди радонових процедур можна порівнювати між собою по ефективності дії тільки при рівних дозових навантаженнях. Концентрація радону і його ДП в воді і повітрі лікувальних процедур може бути при цьому абсолютно різна, в зв`язку з чим виникає необхідність визначення поглинених доз випромінювання при порівнянні лікувальної ефективності різних видів радонових процедур.

Заклопотані дози при радонових інгаляціях

Спостерігається значна залежність поглинених доз при радонових інгаляціях від змісту в повітрі ДПР. При вдиханні чистого радону без ДП найбільшому опроміненню піддаються корковий шар нирок, шкіра, легені. З наростанням в повітрі Д11Р аж до рівноважного з радоном змісту різко збільшуються променеві навантаження на органи дихання, що в підсумку вимагає обмеження верхнього діапазону дозувань. У зв`язку з цим при підрахунку спожитих доз випромінювання при радонових інгаляціях необхідно визначати величину N - «приховану» енергію ДПР вдихає повітрі. Підрахунок величин дь Д2 і Дср проводять за рівняннями таблиць і коефіцієнтів.

При гіпертермії, якщо температура повітря досягає 40-41 ° С, опромінення організму за рахунок великого накопичення радону в тканинах збільшується приблизно вдвічі.

Заклопотані дози при питті радонової води

При питво радонової води найбільшому опроміненню піддаються шлунок і суміжні з ним органи (сальник, брижа, печінка, селезінка). Після їжі радон довше затримується в середовищі шлунка, триваліше всмоктується, повільно з нього виводиться, що призводить до дещо більшого опромінення організму, ніж при прийомі радонової води натще. Підрахунки величин Д проводять за рівняннями, наведеними в таблиці, підрахунки коефіцієнтів.

Таблиця. Коефіцієнти розподілу поглиненої дози випромінювання органів і тканин хворого при питті радонової води
Коефіцієнти розподілу поглиненої дози випромінювання органів і тканин хворого при питті радонової води

На закінчення слід зазначити, що на величину Д при ваннах можуть впливати температура навколишнього середовища і вміст у ній СО2. Патологічний стан організму не робить, як правило, істотного впливу на формування дозових навантажень, виняток становлять уражені ділянки шкіри і слизових, де дозові навантаження збільшуються за рахунок більшого осадження на ці місця ДПР.

Дозові навантаження при проточних ваннах і купанні в басейнах з радоновою водою вивчені недостатньо. Очевидно, що при цих процедурах за рахунок більшого осадження на шкіру ДПР її опромінення буде дещо більшим, ніж при прийомі звичайних водних радонових ванн.

Чи не вивчені дозові навантаження при таких процедурах, як радоновий душ на голову і гінекологічні зрошення, а також місцеві процедури, як водні, так і повітряні.

Заклопотані дози при радонових аплікатори

Величину Декв. в шарі, відповідному глибині проникнення альфа-частинок в шкіру, можна підрахувати за рівнянням:

Величину Декв. в шарі, відповідному глибині проникнення альфа-частинок в шкіру, можна підрахувати за рівнянням (6.6)

де N - повне число альфа-распадов- Е - усереднена енергія випромінювання альфа-частинок, що дорівнює 7,5 Мев- 1,6•10-6 - коефіцієнт переходу від МеВ до ергам- ОБЕ - відносна біологічна ефективність альфа-випромінювання, що дорівнює 20 К - поправка на геометрію, рівна 0,5 10 000 - коефіцієнт переходу від ергов до Зв- m - маса 1 см2 шкіри , що дорівнює 0,072 г / см2.

За розрахунками за формулою 6.6 при активності радонового аплікатора 37 кБк / см2 (по гамма-випромінювання), доза альфа-випромінювання на першому мікрон шкіри від поверхні становить 90 Зв, бета-випромінювання - 3 мЗв, гамма-випромінювання - 1 мЗв.

Середня доза альфа-випромінювання на весь опромінений епідерміс становить 28,1 Зв / 37 кБк / см2, середня доза бета-опромінення - 0,9 Зв / 37 кБк / см2 З цих розрахунків, зокрема, випливає, що доза бета-опромінення шкіри більш ніж на порядок нижче, ніж альфа-опромінення.

При використовувалися раніше пов`язках з ДП тороном відзначено, що доза альфа-опромінення шкіри в 3 5 разів більше, а бета-опромінення - в 2-4 рази менше. При лікуванні та застосуванні торонових пов`язок майже у всіх хворих відзначалася еритемна реакція, при радонових - тільки в окремих випадках. Еритема, як відомо, пов`язана в основному з альфа-опроміненням шкіри. При радонових пов`язках альфа-опромінення шкіри менше, а бета- - більше, ніж при торонових.

Можливо що бета-випромінювання в радонових пов`язках має важливе значення, але для з`ясування цього питання необхідно проведення досліджень з використанням радонових аплікаторів, в яких альфа-випромінювання буде поглинатися спеціальним екраном, пропускає бета-випромінювання.

При лікуванні радоновими аппликаторами використовується курс з 10 процедур з активністю 18,5-37 кБк / см2, доза альфа-опромінення шкіри 440-900 Зв, бета-випромінювання 15-30 Зв, гамма-випромінювання 5-10 мЗв. Це досить високі променеві навантаження. Однак з точки зору радіобіології істотне значення має опромінення тільки росткового шару клітин епідермісу, які знаходяться на глибині близько 50 мкм від поверхні шкіри, куди доходить дуже невелика частина випромінювання альфа-частинок з поверхні аплікатора.

Те, що частина радонового випромінювання аплікатора досягає росткового шару епідермісу, підтверджується появою на шкірі ерітемной реакції при дозах альфа-випромінювання на поверхні в кілька десятків кради. Ступінь опромінення росткового шару епідермісу залежить від товщини епідермісу на даній ділянці тіла і від того, що в кінці пробігу альфа-частинок їх лінійна щільність іонізації різко зростає, а також і ряду інших причин. Тільки з урахуванням цього можна оцінити реальні величини опромінення росткового шару шкіри.

У зв`язку з цим до сучасних дозиметричних оцінками опромінення шкіри слід ставитися як до дуже наближеним, особливо при використанні їх для визначення допустимих рівнів опромінення шкіри при застосуванні радонових аплікаторів. Проте досить високі дози бета-опромінення від радонових аплікаторів (до 30 Зв за курс), що в 60 разів перевищує рівень допустимого річного опромінення шкіри профпрацівники за рік, і наявність супутнього, хоч і невеликого гамма-опромінення шкіри дозволяє рекомендувати застосування радонових альфа -апплікаторов тільки в тих випадках, коли інші методи терапії малоефективні.

Це обмеження практично не стосується використання інших методів радонових процедур.

Розгляд рівнів опромінення організму, його органів і тканин при застосовуваних нині методиках лікування дозволяє зробити висновок про те, що при радонових ваннах внутрішнє середовище організму опромінюється менше, ніж при питті і інгаляції. Суттєвим є і те, що в першому випадку опромінення піддається найменш чутливий орган - шкіра.

При радонових інгаляціях опромінення дихальних шляхів тим значніше, чим більше ДП міститься у вдихуваному повітрі. У цих умовах посилюється, хоча і в меншій мірі, опромінення інших тканин внутрішніх органів, в які ДПР надходять з кров`ю з легенів. При всіх видах радонових процедур менше опромінюються мозок, м`язи, кістки, гонади (виняток становлять гінекологічні зрошення радоновою водою).

З дозиметричних позицій лікувальну дію малих доз випромінювання при радонових процедурах знаходить своє пояснення в особливостях тимчасового і просторового розподілу доз випромінювання при цьому виді променевої терапії. Пікова потужність дози при радонових процедурах в десятки-сотні разів перевищує фонову (тимчасова нерівномірність) - коефіцієнт нерівномірності розподілу по окремих органів і тканин сягає 40 і на внутріорганних рівні зростає ще в кілька разів (просторова нерівномірність). Збільшення потужності дози в сотні разів дозволяє для досягнення того ж біологічного ефекту дії знизити в кілька разів загальну дозу опромінення.

І.І.Гусаров
Поділитися в соц мережах:

Cхоже