Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
1 кэВ до 2 МэВ. В отличие от а-частиц рентгеновское, у- и (5-излучения обычно проникают глубже и оставляют менее плотный след пар ионов на своем пути. Влияние всех видов ионизирующих излучений зависит от дозы. Воздействие больших доз облучения обычно проявляется вскоре после облучения человека. Эти эффекты детерминистские, или предсказуемые, и их тяжесть повышается с увеличением дозы. Внешнее облуче-
10 20
Расстояние (мкм)
Нейтральный атом гелия
-30 мкм ¦
Рис. 1. Излучатели а-частиц
(а) Плотность пар ионов, образующихся при прохождении а-частиц через вещество или воздух, практически одинакова на большей части пройденного расстояния, но затем она резко возрастает и частицы, потеряв свою последнюю энергию, сразу останавливаются.
(б) Альфа-частицы плутония с энергией ~5 МэВ проходят 3-5 см в воздухе и -30 мкм в живой ткани, прежде чем их энергия израсходуется
и они придут в состояние покоя. Простой лист бумаги (обычно толщиной -100 мкм) или наружные слои неповрежденной кожи создают препятствие для их прохождения. Поэтому внешнее воздействие плутония (или какого-либо другого а-излучателя) на организм не причиняет вреда здоровью
ние может вызвать ожоги кожи, временное уменьшение количества лейкоцитов крови, катаракту2 и даже смерть - это лишь немногие возможные виды послед-
ствий для здоровья, обуславливаемые глубоким нарушением функций или гибелью большого числа клеток.
Если затронуто достаточно большое количество клеток, могут быть повреждены ткани или целые органы. Ранними симптомами при остром внешнем облучении являются усталость, тошнота и рвота. Излучение воздействует прежде всего на системы, содержащие быстро делящиеся клетки, такие как кроветворная система (клетки которой порождаются костным мозгом) или желудочно-кишечный тракт (слизистая оболочка). Оно воздействует и на центральную нервную систему. Например, при облучении могут погибать клетки спинного мозга. При их гибели уменьшается или прекращается образование новых циркулирующих эритроцитов и лейкоцитов, а также других компонентов крови. Примерно через три недели снижение образования клеток крови приводит к иммунодефициту, инфекциям, лихорадке, кровотечениям и даже смерти, если не начнется регенерация костного мозга.
При более низких дозах проявление острого облучения становится менее заметным, а ниже определенного уровня облучения эффекты непредсказуемы. Именно при таких низких уровнях облучения проявляются стохастические, или вероятностные, эффекты. Среди них наиболее известным является рак. Ионизирующее излучение любого вида может привести к изменениям генетической структуры живой клетки, и иногда такие изменения могут вызвать неуправляемый рост и размножение потомства этой клетки, более известного как рак. Стохастические эффекты возникают случайно, и предполагается, что у них нет пороговой дозы. Их вероятность повышается с увеличением дозы. Однако тяжесть их не повышается. Более того, проходит значительное время между временем облучения и возникновением последствия. Если последствием является рак, то такое время может составлять от нескольких лет в случае лейкемии до десятилетий в случае плотной опухоли.
Токсичность плутония. Важно помнить, что в связи с ограниченной про-
2 Катаракта - это уплотнение, образующееся внутри хрусталика глаза и препятствующее проникновению света.
Number 26 2000 Los Alamos Science
11
Плутоний и здоровье людей
никающей способностью а-излучатели причиняют вред здоровью людей только в том случае, если они попали внутрь организма. При поступлении с воздухом, пищей или в кровь через рану плутоний оседает в легких, печени и костях. Лишь около 10% его попадает в другие органы. Атомы плутония остаются в организме десятилетиями, причем часть из них испускает ионизирующее а-излу-чение и повреждает окружающие клетки. Из-за того, что у изотопов плутония большие периоды полураспада и они удерживаются в организме, плутоний является длительным источником облучения ближайших клеток и, следовательно, представляет биологическую опасность.
Период полураспада плутония-239 составляет 24065 лет. Такой период полураспада достаточно небольшой, чтобы в 1 мкг вещества происходило 2000 актов деления в секунду, но в то же время достаточно большой, чтобы этот микрограмм распадался примерно с постоянной скоростью в течение тысячелетий. Если бы у плутония был такой же период полураспада, как у урана, а именно, 4 миллиарда лет, то происходило бы совсем немного распадов в течение всей жизни человека и радиологическая токсичность плутония была бы намного меньшей3. Однако это не так.
Ни один человек еще не умер от острого отравления в связи с поглощением плутония4. Тем не менее имеются оценки летальных доз5, полученные по результатам исследований на собаках, крысах и мышах. Исследования на животных показывают, что летальной дозой является несколько миллиграммов плутония на килограмм ткани. Например, ЛД50(30) для собак после внутривенного введения плутония составляет около 0,32 миллиграмма на килограмм ткани. Если считать, что значение дозы для животных приме-
