8.2. МІГРАЦІЯ РАДІОНУКЛІДІВ У НАВКОЛИШНЬОМУ СЕРЕДОВИЩІ І ОБ’ЄКТАХ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА ЧАСТИНА 2 (+КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ)

Специфічність внутрішнього опромінення рослин і тварин, яка обумовлюється дуже різкою нерівномірністю розподілення інкорпорованих радіоактивних речовин в окремих тканинах і органах, дуже утруднює його дозиметрію. Доза опромінення, що формується за рахунок включених всередину організму радіонуклідів, залежить від багатьох факторів, врахувати які не завжди виявляється досить просто: виду радіонукліду, типу сполуки, шляху надходження, швидкості транспортування по організму, місця локалізації, часу розпаду, швидкості виведення із організму та інших. Як правило, з цією метою використовують спеціальні методи із застосуванням складних розрахунків. Але й вони дають лише приблизну уяву щодо справжньої поглинутої дози.

Будучи інкорпорованими протягом деякого часу в органах і тканинах, радіонукліди створюють певний рівень внутрішнього опромінення. Поглинута доза при цьому може бути співставлена з біологічним ефектом, викликаним зовнішнім опроміненням. В цьому розумінні вона виступає як міра радіаційної небезпеки. Однак оцінки абсолютних значень доз при цьому можуть суттєво відрізнятись.

Дуже важливу роль у формуванні дози внутрішнього опромінення має шлях надходження радіонукліду. Найбільш небезпечним з трьох шляхів надходження є інгаляційний, а найбільш складною формою надходження є радіоактивні аерозолі. Зовнішнє опромінення аерозолів у порівнянні з внутрішнім зовсім незначне. Але в процесі дихання аерозольні частинки разом з повітрям через трахею і бронхи потрапляють в альвеолярні тканини, а звідти у лімфатичну систему і кров. Існує думка, що до 50–75% всіх частинок, що вдихаються, затримується в дихальних шляхах. Критичним органом в цьому випадку є легені.

На формування дози великий вплив мають такі фактори, як розмір частинок, швидкість їх виведення з легеневої тканини, вид та енергія іонізуючих випромінювань, розподіл радіоактивності за частинками різного розміру, характер розподілу осілих аерозольних частинок по ділянках органів дихання та інші. Все це створює значні труднощі в безпосередньому визначенні поглинутої дози аерозолів. З цієї причини дозиметрія радіоактивних аерозолів фактично зводиться до їх радіометрії, головне завдання якої – визначення активної концентрації аерозолів в повітрі.

Тому, знаючи споживання повітря за одиницю часу (людина, наприклад, вдихає і видихає за добу в середньому 20 тисяч літрів), концентрацію радіоактивних аерозолів в повітрі, ступінь їх відкладення в легенях, природу радіоактивності, можна оцінити дозу внутрішнього опромінення, яка формується за цих умов.

Але внесок аерального шляху надходження радіоактивних речовин в організм, а, відповідно, і цього виду формування дози, є суттєвим, як вже відзначалось, лише в період випадання радіоактивних опадів. В подальшому основним фактором, який визначає дозу внутрішнього опромінення, є забруднені радіонуклідами корми і вода. В цьому випадку формування дози в кожному органі, в кожній ділянці тканини визначається нагромадженням та виведенням радіонуклідів. І знову ж таки, доза внутрішнього опромінення буде залежати від хімічної форми радіонукліда, виду хімічної сполуки,  в який він представлений, та інших факторів, про які вже було сказано.

Мало того, що кількість факторів, якими визначається доза внутрішнього опромінення, дуже велика, більшість із них важко врахувати. Тому для оцінки дози внутрішнього опромінення вдаються до допомоги моделей. Один із підходів – так звані математичні камерні моделі. В них концентрація радіонукліду в тканині в кожен момент  визначається водночас триваючими прямими та зворотними процесами – нагромадженням і виведенням. У відповідності з цим можна уявити модель формування кількості радіонукліду на деякій ділянці всередині організму як орган чи тканина, сполучена транспортними комунікаціями з рядом камер (звідки і назва моделей), в яких нагромаджується радіонуклід. Саме ними відбувається приток і стік радіонуклідів. Окремі камери моделі можуть бути зіставлені з реальними ділянками організму, окремими його органами, тканинами. Наприклад, перенесення радіонукліда з кровотоком відбивається моделлю, в якій транспортними комунікаціями слугують кровоносні судини, а камерами – ті ділянки організму, між якими відбувається обмін радіонуклідами.

Математичний аналіз камерних моделей дає змогу встановити концентрацію та швидкість перенесення радіонуклідів в організмі. В ролі вхідних даних слугують концентрації та швидкість надходження радіонуклідів з навколишнього середовища в організм. Зовнішнє середовище розглядається при цьому як одна з камер. В подальшому завдання визначення кількості радіонукліду та оцінки дози внутрішнього опромінення зводиться до вирішення системи лінійних рівнянь балансу швидкості потоків метаболітів, що містять окремі радіонукліди. Безперечно, завдання це досить складне, а результат дозиметрії дуже умовний. Хоча і може дати уявлення про порядки доз, які формуються в тій чи іншій ділянці організму при надходженні певних радіонуклідів.

Звісно, проблема дозиметрії інкорпорованих радіонуклідів стосується головним чином тварин та людини. Рослина в ній розглядається тільки як одне з джерел формування дози. Хоча, безумовно, і при надходженні різних радіонуклідів в рослини, як уже відзначалося, вони нерівномірно розподіляються по ньому, створюючи в окремих місцях осередки високих рівнів опромінення. Але враховуючи труднощі в оцінці доз внутрішнього опромінення, суттєво менше практичне значення цього питання, яке, без сумніву, поступається дозиметрії тварин і людини, воно до кінця не вирішується.

В останні роки все частіше для оцінки одержаних людиною доз опромінення залучаються методи біологічної дозиметрії. Найбільш розповсюджений з них базується на  майже лінійній залежності між одержаною організмом поглиненою дозою і кількістю аберацій хромосом у лімфоцитах периферійної крові – своєрідним детекторам іонізуючої радіації всередині організму. Одержані досить задовільні збіжності між оцінками доз за допомогою цього методу і сучасними методами інструментальної  та розрахункової дозиметрії. Безперечно, у випадках біологічної дозиметрії реєструється доза загального опромінення – сумарна зовнішнього і внутрішнього опромінення. Але в певних умовах, зокрема в сучасних, які склалися на забруднених радіонуклідами внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС територіях, коли внесок внутрішнього опромінення у загальну дозу досягає 95%, методи біологічної дозиметрії можуть стати на нагоді.

Абсолютно незамінними методи біологічної дозиметрії стають при спробах оцінки доз внутрішнього опромінення у рослин. Тут спостерігається чітка залежність між кількістю клітин з абераціями хромосом у меристемах і одержаною дозою. В зв'язку з тим, що і у рослин на забруднених територіях основна частка дози формується за рахунок кореневого надходження радіонуклідів, цей метод дозволяє оцінити саме дозу внутрішнього опромінення. Найбільш часто у якості такого біологічного “дозиметра” використовують меристеми первинних корінців насінин, одержаних від рослин, що виросли на забруднених територіях. Співставлення кривих доза-ефект, одержаних в реальних умовах і умовах досліду, дозволяє скласти уяву про  дози опромінення за рахунок інкорпорованих радіонуклідів.