Формирование поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении коров
Автор: Ламзина М.Г., Зенкин А.С.
Рубрика: Инновационные технологии в зооинженерии
Статья в выпуске: 3 т.202, 2010 года.
Бесплатный доступ
В работе дана подробная оценка дозовой нагрузки на организм коров при внешнем и внутреннем облучении. Критерием такой оценки явилась величина поглощенной дозы облучения. В работе приведены формулы для расчёта поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении. Причём, поглощённые дозы при внутреннем облучении формируются в основном за счёт β-излучения, за счёт поступления радионуклидов 137Cs и 90Sr с кормами. Поглощённые дозы внешнего облучения формируются главным образом за счёт γ-излучения, которое определяется плотностью поверхностного загрязнения территории радионуклидом 137Cs.
Доза, облучение, корова, корм, радиация
Короткий адрес: https://sciup.org/14286898
IDR: 14286898
Текст обзорной статьи Формирование поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении коров
Радиационный фон биосферы, обусловленный искусственными радионуклидами, на территории Республики Мордовия (РМ) сформировался в основном в 50–70-е годы. Авария на Чернобыльской АЭС, крупнейшая в истории ядерной энергетики, существенно изменила радиационную обстановку в России, в том числе и в Республике Мордовия. Вследствие аварии на Чернобыльской АЭС часть территории Республики Мордовия была загрязнена радионуклидами 137Cs с плотностью загрязнения 1-5 Кu/км2 и 90Sr с плотностью загрязнения 0,150,30 Кu/км2.
Исследования проводились на базе кафедры ветеринарной патологии ГОУ ВПО «МГУ имени Н.П. Огарёва» и радиологического отдела Мордовской республиканской ветеринарной лаборатории. Материалом исследования были корма растительного происхождения, произведенные на территории контрольных пунктов, расположенных на территории РМ, и различающихся по плотности загрязнения сельскохозяйственных земель радионуклидами. Корма исследовались радиохимическими и радиометрическими методами на содержание техногенных радионуклидов 137Cs и 90Sr.
Целью работы была оценка дозовой нагрузки на организм коров в хозяйствах Республики Мордовия.
Плотность загрязнения почв Мордовии радионуклидами 137Cs и 90Sr на территории пяти контрольных пунктов представлена в таблице 1. Результаты исследований средней удельной активности радионуклидов 90Sr и 137Cs в кормах сельскохозяйственных животных в 2000 – 2009 г.г. в Республике Мордовия представлены в таблице 2.
Для оценки степени лучевого воздействия на организм сельскохозяйственных животных используют поглощенные дозы внешнего и внутреннего облучения. Величину поглощенной дозы рассматривают [1] как меру радиобиологических эффектов, которые могут возникнуть вследствие облучения.
Внешнее β-излучение не представляет большой опасности для животных, так как вызывает поражение в основном поверхностных слоев кожи, тогда как γ-излучение, обладая большой проникающей способностью, обусловливает общее радиационное поражение животных. После распада коротко- и среднеживущих радионуклидов [2] доза внешнего γ-облучения D вн определяется в основном 137Cs и может быть оценена по соотношению (1):
D вн =К∙σ 137 ∙t, (1)
где Dвн – доза внешнего облучения, мкГр;
К – дозовый коэффициент, равный 1,3 мкГр∙км2/(сут∙Ku);
σ137 – плотность поверхностного загрязнения 137Cs, Ku/км2;
t – длительность рассматриваемого периода, сут (15 При учете заглубления 137Cs в почву дозовый коэффициент умножить на 0,6. Дозу внешнего облучения от долгоживущих радионуклидов [2] при выпасе животных на открытой местности рассчитывают по формуле (2), Гр: Dвн=1,1∙10-2∙Рγ∙α∙t, (2) где Рγ – мощность поглощенной дозы γ-излучения, Гр/ч; α – коэффициент ослабления γ-излучения телом животного (осуществляет переход от поглощенной дозы в воздухе к поглощенной дозе на поверхности тела животного и зависит от массы тела животного, колеблется от 0,66 до 0,56), отн.ед; t – длительность нахождения животного на открытой местности, ч. 1. Плотность загрязнения почв Мордовии радионуклидами 137Cs и 90Sr на территории пяти контрольных пунктов Республики Мордовия. № контрольного пункта, район расположения, название хозяйства Плотность загрязнения почв РМ радионуклидами 137Сs 90Sr мини мальная средня я максим альная мини мальна я средня я максим альная и и ^ и и ^ ^ и и ^ и и ^ И И ^2 и 1 Рузаевский р-н, ООО «Агросоюз» o' ГП гп tn o' о оГ о о o' о ci HI о" о о" tn СП o' ГП о o' 2 Краснослободский р-н, ООО «Альянс» о СП о" о о о" ОО ^о ГП Г-4 ^ о о о^ о" о" сч о" о. о o' ГЧ 3 Торбеевский р-н, МАПО «Торбеево» КП ^ о" о СП о? о о" О ГП ОО оо о" tn o' СП о о^ о" о о" о СП о" о o' ГЧ 4 Ардатовский р-н, ООО «АГРО-Ардатов» о о" ^ С4 о о" о ГП ОО o' о o' о о, о" о о" сч о, о" о. о о o' -н 5 Ичалковский р-н, с. Кергуды, ООО «Дружба» П| СП о" S ^ СЧ СП о ОО ГП о СП о СП о" 1—1 ОО СП o' ^ о o' О; 5 Ичалковский р-н, с. Гуляево, ЗАО «Культура» гп o' о, сч tn ri tn о tn о СП HI HI СП о, о" СП о, о" о o' О 3. Поглощенная доза внешнего и внутреннего облучения коров в контрольных пунктах, расположенных на территории Республики Мордовия Поглощенная доза внешнего и внутреннего облучения коров в контрольных пунктах, расположенных на территории Республики Мордовия № контрольного пункта (КП), район расположения, название хозяйства Республик а Мордовия №1 Рузаевс кий, ООО «Агрос оюз» №2 Красно слободс кий, ООО «Альян с» №3 Торбеев с кий, МАПО «Торбее во» №4 Ардато вс кий, ООО «АГРО-Ардато в» №5 Ичалко вс кий, Кергуд ы, ООО «Дружб а» №5 Ичалко вс кий, Гуляево , ЗАО «Культ ура» в стойловый период Поглощенная доза внешнего γ-излучения от 137Cs (Dвн), мкГр 74,94±9 ,22 100,62± 64,56 73,01±4 0,01 15,91±8 ,58 239,15± 40,51 432,90± 41,13 82,86±15,4 1 Поглощенная доза внешнего γ-облучения от долгоживущих радионуклидов (Dвн), нГр 8,46 7,80 8,46 7,56 10,38 8,53±1,11 Поглощенная доза внутреннего γ-излучения в теле животного при потреблении корма, загрязненного 137Cs (Dвнутр), мкГр 0,31±0, 15 0,31±0, 16 0,47±0, 13 0,46±0, 19 0,86±0,43 0,48±0,27 Поглощенная доза внутреннего β-излучения в теле животного при потреблении корма, загрязненного 137Cs (Dвнутр), мкГр 0,24±0, 12 0,24±0, 13 0,36±0, 10 0,36±0, 14 0,67±0,33 0,37±0,21 Поглощенная доза внутреннего γ-излучения в теле животного от содержимого ЖКТ (Dжкт), мкГр 0,029±0 ,014 0,029±0 ,015 0,044±0 ,012 0,043±0 ,018 0,081±0,040 0,036±0,01 7 Поглощенная доза в костной ткани коров при потреблении корма, загрязненного 90Sr (Dкост), мкГр 0,83±0, 33 0,85±0, 48 1,08±0, 57 1,18±0, 89 1,46±0,63 1,08±0,61 Поглощенная доза внешнего и внутреннего облучения коров в стойловый период года, мкГр 76,36 102,06 74,97 17,96 242,23 435,98 84,60±15,5 1 в пастбищный период Поглощенная доза внешнего γ-излучения от 137Cs (Dвн), мкГр 74,94±9 ,22 100,62± 64,56 73,01±4 0,01 15,91±8 ,58 239,15± 40,51 432,90± 41,13 82,86±15,4 1 Поглощенная доза внешнего γ-облучения от долгоживущих радионуклидов (Dвн), нГр 19,10 18,08 19,71 16,44 23,61 19,38±2,67 Поглощенная доза внутреннего γ-излучения в теле животного при потреблении корма, загрязненного 137Cs (Dвнутр), мкГр 0,20±0, 05 0,17±0, 04 0,20±0, 06 0,18±0, 07 0,41±0,37 0,21±0,08 Поглощенная доза внутреннего β-излучения в теле животного при потреблении корма, загрязненного 137Cs (Dвнутр), мкГр 0,16±0, 04 0,13±0, 03 0,16±0, 05 0,14±0, 05 0,32±0,29 0,16±0,01 Поглощенная доза внутреннего γ-излучения в теле животного от содержимого ЖКТ (Dжкт), мкГр 0,019±0 ,05 0,016±0 ,004 0,019±0 ,006 0,029±0 ,030 0,024±0,017 0,017±0,00 7 Поглощенная доза в костной ткани коров при потреблении корма, загрязненного 90Sr (Dкост), мкГр 0,73±0, 26 0,85±0, 31 0,82±0, 49 0,59±0, 28 0,77±0,32 0,75±0,31 Поглощенная доза внешнего и внутреннего облучения коров в пастбишный период года, мкГр 76,07 101,81 74,23 16,87 240,69 434,46 84,02±15,4 2 Поглощенная доза внешнего и внутреннего облучения коров за год, мкГр 152,43 203,87 149,20 34,83 482,92 870,44 168,50±30, 67 При учете экранировки животных за счет микрорельефа почвы, наличия снежного покрова и нахождения в помещениях в формулу (2) следует ввести поправки: 0,7 на содержание животных в ночное время в постройках летом и 0,2 в зимнее время; 2. Средняя удельная активность радионуклидов 90Sr и 137Cs в кормах сельскохозяйственных животных в 2000 – 2009 г.г. в Республике Мордовия. Наименование объекта ветеринарного надзора Удельная активность 90Sr, Бк/кг Удельная активность 137Cs, Бк/кг Трава естественных лугов 0,57±0,06 0,89±0,07 Трава сеяная 0,55±0,06 0,75±0,07 Сено естественных лугов 1,92±0,27 3,79±0,76 Сено сеяных трав 1,75±0,15 2,12±0,17 Силос 0,51±0,09 0,76±0,12 Сенаж 1,08±0,22 1,46±0,31 Солома 1,68±0,20 1,95±0,21 Фуражное зерно 0,46±0,05 0,65±0,06 Комбикорм 0,58±0,12 0,95±0,11 0,6 на заглубление в почве радионуклидов и микрорельеф местности; 0,7 на экранировку снежным покровом. Поглощенные дозы внутреннего облучения [1] формируются от излучения радионуклидов, поступивших в организм и распределившихся по органам и тканям животного, а также радионуклидов, находящихся в содержимом желудочно-кишечного тракта. Внутреннее облучение животных включает дозу облучения в ЖКТ от радионуклидов, поступающих с кормом, Dжкт, дозу облучения в теле животных от радионуклидов, обладающих изотропным типом распределения, Dвнутр, дозу облучения костных тканей от радионуклидов, обладающих остеотропным типом распределения Dкост. Поглощенные дозы внутреннего облучения формируются в основном за счет β-излучения, которое носит крайне неравномерный характер, и относительно равномерного γ-облучения. При известном загрязнении рациона животных радионуклидом 137Cs поглощенную дозу можно рассчитать по таблице (Поглощенные дозы внутреннего облучения в теле крупного рогатого скота массой 400 кг при потреблении корма с концентрацией 137Cs 1 кБк/кг, мкГр) [2]. Схема расчета в этом случае сводится к перемножению величин концентрации радионуклида на сформированную величину поглощенной дозы. Поглощенная доза в костной ткани от 90Sr Dкост [2] может быть оценена по соотношению (3): Dкост=(CtM∙f)/mк.т.(К∙t), (3) где Dкост - поглощенная доза в костной ткани, мГр; Ct – концентрация 90Sr в рационе, кБк/кг; М – масса потребляемого корма; f – коэффициент депонирования 90Sr в костной ткани, равный 0,1; mк.т. – масса костной ткани животного, кг; К – дозовый коэффициент, мГр/сут, равный для 90Sr 0,0565 мГр, кг/кБк; t – рассматриваемый период. Результаты расчета поглощенных доз внешнего и внутреннего облучения коров в контрольных пунктах Республики Мордовия представлены в таблице 3. Из данных таблицы 3 следует, что поглощенная доза внешнего γ-облучения коров Dвн, которая определяется плотностью поверхностного загрязнения территории радионуклидом 137Cs, колеблется в широких пределах: в ООО «АГРО-Ардатов» (КП №4) она в 5,3 раза ниже средней по РМ, в МАПО «Торбеево» (КП №3) на 11,9%, в ООО «Агросоюз» (КП №1) на 9,6% ниже, а в ООО «Альянс» (КП №2) на 21,4% выше средней дозы по РМ, в ООО «Дружба» (КП №5) в 2,9 раза, в ЗАО «Культура» в 5,2 раза её превышает. Поглощенная доза внешнего γ-облучения от долгоживущих радионуклидов Dвн в пастбищный период года в 2,3 раза выше, чем в стойловый период. Большая радиоактивная загрязненность зимнего рациона коров увеличивает поглощенные дозы внутреннего облучения коров в стойловый период: поглощенная доза в костной ткани коров Dкост в 1,2 – 1,9 раза, поглощенная доза внутреннего γ-излучения в теле животного Dвнутр в 1,6 – 2,5 раза, поглощенная доза внутренного β-излучения в теле животного Dвнутр в 1,5 – 2,6 раза, поглощенная доза внутреннего γ-излучения в теле животного от содержимого ЖКТ Dжкт в 1,5 – 3,4 раза превышает дозы облучения в пастбищный период года. Данные по результатам оценки доз облучения коров используются при оценке радиационной ситуации на загрязненной территории. Дозы облучения коров на территории всех контрольных пунктов Республики Мордовия относятся к категории малых, но вызываемые ими биологические эффекты к настоящему времени изучены недостаточно. ЛИТЕРАТУРА: 1. Бударков, В.А. Радиобиология. Радиационная безопасность сельскохозяйственных животных/В.А. Бударков, А.С. Зенкин, В.Ф. Боченков и др. – М.: КолосС, 2008.- 351с. 2. Оценка доз облучения сельскохозяйственных животных на территории, загрязненной радионуклидами. Ветеринарные правила. ВП 13.73.13/12-00/ Ю.А. Ястребков, В.А. Бударков, Е.А. Маяков, В.Ф. Боченков, Е.В. Спирин, М.В. Калмыков//Ветеринарная патология. – 2002. – №4. – С. 26 – 29. ФОРМИРОВАНИЕ ПОГЛОЩЕННЫХ ДОЗ ПРИ ВНЕШНЕМ И ВНУТРЕННЕМ ОБЛУЧЕНИИ КОРОВ Ламзина М.Г., Зенкин А.С. Резюме В работе дана подробная оценка дозовой нагрузки на организм коров при внешнем и внутреннем облучении. Критерием такой оценки явилась величина поглощенной дозы облучения. В работе приведены формулы для расчёта поглощенных доз при внешнем и внутреннем облучении. Причём, поглощённые дозы при внутреннем облучении формируются в основном за счёт β-излучения, за счёт поступления радионуклидов 137Cs и 90Sr с кормами. Поглощённые дозы внешнего облучения формируются главным образом за счёт γ-излучения, которое определяется плотностью поверхностного загрязнения территории радионуклидом 137Cs. FORMATION OF ABSORBED DOSES AT OUTER AND INNER IRRADIATION OF COWS Lamzina M.G., Zenkin A.S. Summary In work the detailed evaluation doses loads on an organism of cows is given at a choronomic and intrinsic irradiating. Measure of such evaluation was quantity of an absorbed dose of an irradiating. In work formulas for calculation of absorbed doses are given at a choronomic and intrinsic irradiating. And, absorbed doses at an intrinsic irradiating are shaped in basic for the account β-radiances, due to receipt of radionuclides 137Cs and 90Sr with forages. Absorbed doses of a choronomic irradiating are shaped mainly for the account γ-radiances which is determined by density of the surface pollution of terrain a radionuclide 137Cs.
