Облучение экспериментальных животных активированной нейтронами радиоактивной пылью: разработка и реализация метода - первые результаты международного многоцентрового исследования

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра).
ISSN: 0131-3878
Popis: При ядерных испытаниях в нижних слоях атмосферы, а также при атомной бомбардировке, в результате нейтронной активации химических элементов в составе почвы образуются бетаи гамма-излучающие радионуклиды. Радионуклид 56Mn (T1/2=2,58 ч) один из основных нейтронно-активированных бета-излучателей в течение первых часов после нейтронной активации частиц почвенной пыли, поднявшейся в момент ядерного взрыва. Эффекты облучения остаточной радиоактивностью, образовавшейся в результате ядерных взрывов, являются предметом обсуждения и исследований последствий ядерных испытаний и атомных бомбардировок. Экспериментальное моделирование облучения лабораторных животных остаточной радиоактивностью в пылевых частицах почвы можно осуществить с использованием нейтронно-активированного 56Mn в виде порошка. Нейтронная активация порошкообразного MnO2 проведена на ядерном реакторе ИВГ.1М (экспериментальная установка «Байкал-1», Курчатов, Казахстан) при флюенсе нейтронов 4´1014 н/см2. Полученный активированный порошок с 56Mn был распылён пневматической системой над экспериментальными животными (крысы линии Вистар), которые находились в специальном боксе. Начальная активность распылённого порошка была равна 2,74´108 Бк. Облучение проведено в двух вариантах в первом из них в боксе имелся только воздушный фильтр для обеспечения дыхания животных. Во втором варианте была осуществлена принудительная вентиляция бокса. После распыления порошка было выполнено измерение активности 56Mn в органах и тканях экспериментальных крыс. Применённое оборудование было откалибровано в МРНЦ им. А.Ф. Цыба филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России (Обнинск) с использованием стандартного источника 56Mn, полученного путём нейтронной активации на исследовательском ядерном реакторе. Расчёт поглощённых долей энергии в органах и тканях крыс был проведён в МРНЦ им. А.Ф. Цыба филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России (Обнинск) с помощью программы Монте-Карло (версия MCNP-4C) с соответствующими библиотеками ядерных констант для электронов и гамма-квантов и математического фантома экспериментальной крысы. Оценки доз внутреннего облучения были выполнены на основе результатов измерений активности 56Mn в органах и тканях экспериментальных животных и рассчитанных величин поглощённых долей внутреннего облучения фотонами и электронами. Первые результаты этого международного многоцентрового исследования показали, что наиболее облучаемые органы и ткани экспериментальных крыс следующие: толстый кишечник, тонкий кишечник, желудок, лёгкие и кожа. Накопленные поглощённые дозы внутреннего облучения для первого варианта облучения (без принудительной вентиляции) равны 1,65 Гр, 1,33 Гр, 0,24 Гр, 0,1 Гр и 0,076 Гр для толстого кишечника, тонкого кишечника, желудка, лёгких и кожи соответственно. Для второго варианта облучения (с принудительной вентиляцией) накопленные поглощённые дозы внутреннего облучения равны 0,45 Гр, 0,15 Гр, 0,11 Гр, 0,03 Гр и 0,073 Гр для толстого кишечника, тонкого кишечника, желудка, лёгких и кожи соответственно. Полученные оценки доз внутреннего облучения от активированного нейтронами 56Mn в виде порошка, распылённого над экспериментальными животными, будут использованы для исследования и интерпретации биологических эффектов от такого вида облучения, что станет предметом будущих публикаций.
The radionuclide 56Mn (T1/2=2.58 hours) is one of the dominant betaand gamma-emitters within few hours after the neutron irradiation of soil dust following nuclear explosion in atmosphere. The effects of exposure to residual radioactivity from nuclear explosions are the subject of discussions and research of the consequences of nuclear tests and the atomic bombing. Special experimental device was constructed for irradiation of laboratory rats by 56Mn powder. Neutron activation of powdered MnO2 was performed by using nuclear reactor IVG.1M (experimental facility “Baikal-1”, Kurchatov, Kazakhstan) with neutron fluence of 4´1014 n/cm2. The obtained 56Mn-containing powder was sprayed over the animals (rats of Wistar line) with pneumatic system, the rats were placed in an isolated box. The initial activity of radioactive 56Mn powder was 2.74´108 Bq. Exposition of rats to radioactive powder was carried out by two scenarios: a) the experimental box was supplied with air filter only (targeted for animal's breathing); b) the experimental box was supplied with the system of forced ventilation. After exposure to radioactive powder of 56Mn radioactivity in organs and tissues of the rats was measured. The used equipment was calibrated in A. Tsyb MRRC (Obninsk, Russia) using standard source of 56Mn obtained by neutron activation in the research nuclear reactor. Absorbed fractions of energy in organs and tissues of rats was calculated in A. Tsyb MRRC (Obninsk, Russia) using the Monte-Carlo code (version MCNP-4C) with the corresponding library of nuclear constants for electrons and gammas and using mathematical phantom of an experimental rat. Assessment of internal radiation doses was performed on the basis of the results of measuring of 56Mn activity in organs and tissues of experimental animals and on the basis of calculated values of absorbed fractions of internal exposure to photons and electrons. The first results of this international multicenter study showed that the most irradiated organs and tissues of the experimental animals are: the large intestine, small intestine, stomach, lungs, and skin. In the first scenario of exposure (without forced ventilation) accumulated absorbed doses of internal radiation to the large intestine, small intestine, stomach, lungs and skin were 1.65 Gy, 1.33 Gy, 0.24 Gy, 0.10 Gy and 0.076 Gy respectively. In the second scenario of exposure (with forced ventilation) the accumulated absorbed doses of internal radiation to the large intestine, small intestine, stomach, lungs and skin were 0.45 Gy, 0.15 Gy, 0.11 Gy, 0.03 and 0.073 Gy respectively. The results of assessments of internal doses from neutron-activated 56Mn in powder, sprayed over experimental animals can be used for understanding of biological effects of this type of radiation, which is the subject of future publications.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: