Л.И. Баюров
Курс лекций по сельскохозяйственной радиологии
Учебное пособие. – Краснодар: КубГАУ, 2009. – 112 с.
Лекция 10. Радиотоксикология
2. Физико-химические свойства, обусловливающие токсичность радионуклидов
Радиотоксичность зависит от ряда факторов:
1) вида излучения и его энергии;
2) продолжительности действия;
3) химических свойств соединений, в составе которых
радионуклид попадает в организм;
4) от наличия носителя.
Вид излучения. При внутреннем облучении поражающее
действие данного вида излучения прямо пропорционально энергии частиц или
квантов, т.е. длине пробега. Чем больше энергия и короче пробег, тем выше
плотность ионизации. Последняя особенно велика у и меньше у β-частиц и
γ-квантов. Если эффективность последних принять за 1. то у β-частиц
она составит 102, а для α-частиц 104 . Протяженность
пробега бета-частиц в различных тканях не одинакова. Так, например,
максимальный пробег β-частиц Sr90 в
костях равен 0,8 мм, костном мозге-1,4 мм, а его дочернего продукта Y90 4,3 и 7,8 мм соответственно. Это означает, что в плоских костях черепа зона действия Sr90 ограничена
костями, а Y90 приводит к облучению мягких
оболочек и самого головного мозга.
При внешнем облучении сильными γ-источниками зона
лучевого поражения распространяется на всю толщину тканей тела или же весь
организм в целом, тогда как действие инкорпорированных излучателей α- и
β-частиц в зависимости от типа распределения нуклидов может ограничиваться
одними и теми же органами.
Продолжительность действия. Внешнее облучение чаще не
бывает слишком длительным. Кроме того, оно может быть существенно ослаблено или
прекращено. А внутреннее облучение продолжается длительно и непрерывно до тех
пор, пока не иссякнет источник облучения в результате своего распада и
выведения его продуктов.
Короткоживущие радионуклиды убывают в организме почти
исключительно за счет распада, а долгоживущие, наоборот, благодаря выведению из
него. Поэтому одним из критериев биологической опасности радионуклида является
период его полураспада. Если он очень короток или очень длителен, то
радионуклид малоопасен, т.к. в первом случае он распадается, не успевая попасть
в организм, а во втором – ввиду ничтожно малой степени радиоактивности.
Химические свойства соединений обусловливают
дисперсность, растворимость и всасываемость радионуклидов в организме, а также
особенности его депонирования, накопления и выведения. Например, карбонаты,
хлориды и нитраты стронция и цезия хорошо растворяются в воде и поэтому быстро
и легко всасываются в желудочно-кишечном тракте. А соли, образованные церием,
иттрием и плутонием, в кишечнике почти не всасываются из-за низкой
растворимости.
Если в организме образуются нерастворимые коллоидные
гидроокиси радионуклидов, то они захватываются клетками ретикулоэндотелиальной
системы (печени, селезенки, легких, лимфоузлов) и длительно ими удерживаются,
производя облучение последних.
Наличие носителя. В химии носителем называют весомое
количество вещества, за которым «невесомое» количество другого вещества следует
в ходе химических реакций. В радиохимии различают изотопный и неизотопный
носители.
В первом случае – это стабильный изотоп данного элемента,
химические свойства которого тождественны с его радионуклидом. Например,
стабильный иттрий-89 является носителем нестабильного изотопа иттрий-90.
Во втором случае носителем служит стабильный изотоп
химического аналога элемента, к которому принадлежит данный радионуклид.
Например, стабильный изотоп кальций-40 является носителем для стронция-90, а
для цезия-137 носителем является стабильный изотоп калий-39.
Оба этих элемента-носителя в кормах присутствуют в
макроколичествах. В паре «радионуклид-носитель» существуют конкурентные
отношения, т.е. организм избирательно усваивает носитель в ущерб радионуклиду.
Другими словами происходит дискриминация последнего.
От концентрации радионуклида в носителе зависит
распределение его в тканях и органах. Поэтому радиотоксичность веществ,
потупивших в организм с кормами, существенно зависит от минерального состава
рациона. При дефиците кальция организм активно усваивает стронций, а недостаток
калия существенно повышает резорбцию цезия.
|