Облучение экспериментальных животных активированной нейтронами радиоактивной пылью: разработка и реализация метода - первые результаты международного многоцентрового исследования
Автор: Степаненко В.Ф., Рахыпбеков Т.К., Каприн А.Д., Иванов С.А., Отани К., Эндо С., Сато К., Кавано Н., Такатсуджи Т., Накашима М., Шичиджо К., Сакагучи А., Като Х., Онда Ю., Фуджимото Н., Тойода Ш., Сато Х., Колыженков Т.В., Петухов А.Д., Дюсупов А.А., Чайжунусова Н.Ж., Сайкенов Н.Б., Узбеков Д.Е., Саимова А.Ж., Шабдарбаева Д.М., Пивина Л.Н., Скаков М.К., Вурим А.Д., Гныря В.С., Азимханов А.С., Колбаенков А.Н., Жумадилов К.С., Кайрханова Ы.О., Яськова Е.К., Белуха И.Г., Скворцов В.Г., Иванников А.И., Хайлов А.М., Ахмедова У.А., Богачева В.В., Анохин Ю.Н., Орленко С.П., Хоши М.
Рубрика: Научные статьи
Статья в выпуске: 4 т.25, 2016 года.
Бесплатный доступ
При ядерных испытаниях в нижних слоях атмосферы, а также при атомной бомбардировке, в результате нейтронной активации химических элементов в составе почвы образуются бета- и 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.
Нейтронная активация, радиоактивная пыль, вдыхание радиоактивной пыли, поступление в организм радиоактивной пыли, радиационная безопасность, экспериментальные крысы, дозиметрия внутреннего облучения, метод монте-карло, дозы внутреннего облучения
Короткий адрес: https://sciup.org/170170266
IDR: 170170266 | DOI: 10.21870/0131-3878-2016-25-4-111-125
Список литературы Облучение экспериментальных животных активированной нейтронами радиоактивной пылью: разработка и реализация метода - первые результаты международного многоцентрового исследования
- US-Japan Joint Reassessment of Atomic Bomb Radiation Dosimetry in Hiroshima and Nagasaki. Final Report, Dosimetry System 1986 (DS86). Ed.: W.C. Roesch. Hiroshima: RERF, 1987.
- Reassessment of the Atomic Bomb Radiation Dosimetry for Hiroshima and Nagasaki. Report of the Joint US-Japan Working Group, Dosimetry System 2002 (DS02). Eds.: R.W. Young, G.D. Kerr. Hiroshima: RERF, 2005.
- Imanaka T., Endo S., Kawano N., Tanaka K. Radiation exposure and disease questionnaires of early entrants after the Hiroshima bombing//Rad. Prot. Dosim. 2012. V. 149, N 1. P. 91-96.
- Kerr G.D., Egbert S.D., Al-Nabulsi I., Bailiff I.K., Beck H.L., Belukha I.G., Cockayne J.E., Cullings H.M., Eckerman K.F., Granovskaya E., Grant E.J., Hoshi M., Kaul D.C., Kryuchkov V., Mannis D., Ohtaki M., Otani K., Shinkarev S., Simon S.L., Spriggs G.D., Stepanenko V.F., Stricklin D., Weiss J.F., Weitz R.L., Woda C., Worthington P.R., Yamamoto K., Young R.W. Workshop report on atomic bomb dosimetry -review of dose related factors for the evaluation of exposures to residual radiation at Hiroshima and Nagasaki//Health Phys. 2015. V. 109, N 6. P. 582-600.
- Kerr G.D., Stephen D., Egbert S.D., Al-Nabulsi I., Beck H.L., Cullings H.M., Endo S., Hoshi M., Imanaka T., Kaul D.C., Maruyama S., Reeves G.I., Ruehm W., Sakaguchi A., Simon S.L., Spriggs G.D., Stram D.O., Tonda T., Weiss J.F., Weitz R.L., Young R.W. Workshop report on atomic bomb dosimetry -residual radiation exposure: recent research and suggestions for future studies//Health Phys. 2013. V. 105, N 2. P. 140-149.
- Ohtaki M., Otani K., Tonda T., Sato Y., Hara N., Imori S., Kawakami H., Tashiro S., Aihara K., Hoshi M., Satoh K. Effect of distance from hypocenter at exposure on solid cancer mortality among Hiroshima atomic bomb survivors with very low initial radiation dose in the Dosimetry System 1986 (DS86)//Health Phys. 2014. V. 107, Suppl. 1. P. 45.
- Sawada S. Estimation of residual nuclear radiation effects on survivors of Hiroshima atomic bombing, from incidence of acute radiation disease//Bulletin of Social Medicine. 2011. V. 29, N 1. P. 47-62.
- Stepanenko V.F., Kolyzshenkov T.V., Dubov D.V., Ohtaki M., Hoshi M. Evaluation of residual exposure at Hiroshima and Nagasaki: possibility of the measurements of beta-particle dose using the retrospective luminescence dosimetry technique//Health Phys. 2014. V. 107, Suppl. 1. P. 43-44.
- Tanaka K., Endo S., Imanaka T., Shizuma K., Hasai H., Hoshi M. Skin dose from neutron-activated soil for early entrants following the A-bomb detonation in Hiroshima: contribution from beta and gamma rays//Radiat. Environ. Biophys. 2008. V. 47, N 3. P. 323-330.
- Stram D.O., Mizuno S. Analysis of the DS86 atomic bomb radiation dosimetry methods using data on severe epilation//Radiat. Res. 1989. V. 117, N 1 P. 93-113.
- Weitz R. Reconstruction of beta-particle and gamma-ray doses from neutron activated soil at Hiroshima and Nagasaki//Health Phys. 2014. V. 107, Suppl. 1. P. 43.
- Orlov M., Stepanenko V.F., Belukha I.G., Ohtaki M., Hoshi M. Calculation of contact beta-particle exposure of biological tissue from the residual radionuclides in Hiroshima//Health Phys. 2014. V. 107, Suppl. 1. P. 44.
- Lanin A. Nuclear rocket engine reactor. Springer Series in Materials Science. Series V. 170. Berlin: Springer-Verlag, 2013. 110 p. ISBN 978-3-642-32429-1. Series ISSN 0933-033X. Available at: http://www.springer.com/us/book/9783642324291 (Accessed 2.10.2016) DOI: 10.1007/978-3-642-324307
- Directive 2010/63/EU of the European Parliament and the Council of the Office on the protection of animals used for scientific purposes of 22 September 2010//Offic. J. of the Europ. Union. 2010. L276. P. 33-79.
- Правила разведения лабораторных крыс в виварии в соответствии со Статусом Научного исследовательского центра. Карагандинский государственный университет им. Букетова, Республика Казахстан. Утверждено ректором Университета проф. Досмагабетовым 01.07.2013 г. Караганда, 2013.
- Briemeister J.F. MCNP -A general Monte-Carlo N-particle transport code. Version 4C. Los Alamos: Los Alamos National Laboratory, 2000.
- Яськова Е.К., Степаненко В.Ф., Петриев В.М., Скворцов В.Г., Соколов В.А., Крюкова И.Г., Ширяева В.К., Белорукова Н.В., Калашникова Е.Е., Дубов Д.В., Цыб А.Ф. Оценка поглощённых доз внутреннего облучения лабораторных животных при введении радиофармпрепаратов//Радиация и риск. 2010. Т. 19, № 4. С. 50-57.
- ICRP, Adult reference computational phantoms. ICRP Publication 110//Ann. ICRP. 2009. V. 39, N 2. Elsevier, 2009. P. 165.
- Stabin M., Hunt S.J., Sparks R., Lipsztein J., Eckerman J. RADAR: the radiation dose assessment resource -an online source of dose information for nuclear medicine and occupation radiation safety //J. Nucl. Med. 2001. V. 42. Suppl. P. 243.
- Be M.-M., Chiste V., Dulieu C., Mougeot X., Browne E., Baglin C., Chechnev V.P., Egorov A., Kuzmenko N.K., Sergeev V.O., Kondev F.G., Luca A., Galan M., Huang X., Wang B., Helmer R.G., Schonfeld E., Dersch R., Vanin V.R., de Castro R.M., Nichols A.L., MacMahon T.D., Pearce A., Arinc A., Lee K.B., Wu S.C. Table of Radionuclides (Comments on evaluation). 2009. V. 1-7, Bureau International des Poids et Mesures. Paviollon de Breteuil, F-92310 SEVRES.
- Bolch W.E., Eckerman K.F., Sgouros G., Thomas R. MIRD Pamphlet No. 21: A Generalized Schema for Radiopharmaceutical Dosimetry-Standardization of Nomenclature//J. Nucl. Med. 2009. V. 50, N 11. P. 477-484.
- Sakaguchi A., Hoshi M., Aoyama M., Kato H., Onda Yu. Eds.: M. Aoyama, O. Yutaka. Soil particle size measurements for the calculation of the spread of dusts blown up the explosion of the Hiroshima atomic bomb -for radiation dose estimation from neutron activated dusts of soils used in traditional Japanese houses and those of the ground surface. In: Revisit the Hiroshima A-bomb with a database. V. 2. Publisher: Hiroshima City. Japan, 2013. P. 15-24.
- Степаненко В.Ф., Яськова Е.К., Белуха И.Г., Петриев В.М., Скворцов В.Г., Колыженков Т.В., Петухов А.Д., Дубов Д.В. Расчёты внутреннего облучения нано-, микро-и макробиоструктур электронами, бета-частицами и квантовым излучением различной энергии для создания и исследований новых радиофармпрепаратов и исследований в ядерной медицине//Радиация и риск. 2015. Т. 24, № 1. С. 35-60.
