Ядерные излучения и жизнь

За последние 15 лет вопрос о предельно допустимых уровнях пересматривался дважды, так как по мере развития наших знаний о лучевых повреждениях и совершенствования методов экспериментальной техники было установлено, что прежние значения предельно допустимых уровней облучения завышены, так как они вызывали изменения (хотя и незначительные) в облученном организме. В результате тщательных исследований допустимый уровень был снижен с 1 рад/неделю до 0,1 рад/неделю, т. е. в 10 раз. Предельно допустимой концентрацией называется максимальная активность радиоактивного изотопа в единице объема или массы, поступление которой в организм естественными путями (с водой, пищей, воздухом) не создает в критических органах организма[12] или в организме в целом доз облучения, превышающих предельно допустимые. При этом, если только данный изотоп обладает свойством преимущественного накопления в тех или иных органах, обязательно должна учитываться доза в критическом органе. В санитарных правилах указаны предельно допустимые концентрации радиоактивных изотопов в воздухе, воде и пище.

Как измерить радиоактивность человека

Существуют разнообразные приборы, служащие для измерения внешнего облучения, т. е. дозы облучения, получаемого человеком от внешних источников. Но можно ли измерить дозу от радиоактивных изотопов, находящихся внутри организма, или по крайней мере определить, какие радиоактивные изотопы и в каком количестве находятся внутри человеческого организма?

Радиоактивность тела человека можно определить расчетным путем, зная среднее содержание различных радиоактивных изотопов в его организме. Но полученные таким образом данные будут относиться к какому-то "среднему человеку" и не дадут представления о радиоактивности отдельных индивидуумов, так как в зависимости от местных условий содержание радиоактивных элементов в организмах разных людей может различаться иногда в десятки и сотни раз.

О том, в какой степени радиоактивность окружающей природы влияет на радиоактивность животного организма, может свидетельствовать следующий случай. Однажды одному из авторов настоящей книги пришлось проверять радиоактивность ископаемых животных в зоологическом музее. При этом оказалось, что кости животных, умерших несколько десятков тысяч лет назад, обладали значительной радиоактивностью и стрелка прибора отклонялась, как только датчик подносили к костям. В то же время кости других животных не оказывали заметного влияния на счетчик радиоактивных излучений. В дальнейшем выяснилось, что радиоактивными были кости только тех животных, которые проживали в то время в определенной местности. По-видимому, дело было в том, что в отдельных местах радиоактивность растений, почвы и воды была выше обычной. Это в свою очередь привело к отложению в костном скелете повышенных количеств остеотропных радиоактивных элементов - урана и радия. Так как эти элементы обладают значительным периодом полураспада, то, накопившись в костях, они и до сего времени обладают заметной активностью.

Желательно поэтому уметь определять радиоактивность отдельного человека. Особенно это важно для тех, кто по роду своей работы должен сталкиваться с радиоактивными веществами, так как позволит установить, не попали ли радиоактивные вещества внутрь организма. Но измерение радиоактивности человека представляет собой значительные трудности, так как величина ее невелика и ее можно не заметить на фоне гамма-излучения естественно радиоактивных элементов почвы, строительных материалов и космических лучей.

Одно из первых измерений радиоактивности человека было произведено в Швеции. Для этого в скальном грунте вырубили специальную лабораторию. Большая толщина гранита (55 м) позволила значительно уменьшить влияние космических лучей. Чтобы не мешало излучение стен лаборатории, так как известно, что граниты содержат по сравнению с другими породами значительное количество радиоактивных веществ, стены, пол и потолок лаборатории были выложены стальными баками, наполненными водой, толщина которых составляла 1 м. Для наполнения баков привезли 160 т воды из Темзы (Англия), радиоактивность которой оказалась значительно меньшей, чем природная радиоактивность шведских вод. В результате принятых мер природный фон облучения в камере-лаборатории удалось снизить более чем в 30 раз. Для измерения активности служили 12 цилиндрических ионизационных камер размерами 200 x 40 см и объемом около 250 л, окружавших человека со всех сторон.

В настоящее время, благодаря созданию высокоэффективных сцинтилляционных счетчиков излучений, построены более простые, но высокоэффективные установки. В состав такой установки входят следующие элементы: камера для защиты от внешнего гамма- и космического излучения, сцинтилляционный детектор излучения и электронное анализирующее устройство.