Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
Опасность плутония для здоровья людей
Предпосылки. Большая часть первоначальных знаний об опасности плутония для здоровья исходила из информации о воздействии радия, радиоактивного элемента, открытого Марией Кюри в 1899 году. (Элемент радиоактивен, если его ядро нестабильно, оно распадается и испускает излучение.) Радий-226, имеющий период полураспада1 1620 лет, остается относительно интенсивным и постоянным источником излучения в течение сотен лет. Благодаря этим особенностям его стали использовать для лечения рака еще в 1906 году. Аппликаторы с солями радия помещали на поверхность опухолей для их уменьшения или устранения. Когда ученые позднее обнаружили, что проникающее через аппликаторы излучение представляет собой прежде всего гамма-излу-чение от дочерних ядер распада радия, радий для этих целей был заменен на другие гамма-излучающие радиоизотопы. Новые радиоизотопы стали получать в ядерных реакторах в 60-е годы.
В те времена использование радия как лечебного средства от рака настолько широко освещалось в прессе, что люди считали, будто его исцеляющие возможности безграничны. Радий стали называть эликсиром жизни и исцеляющим средством при любом заболевании. Даже когда стали рассказывать истории
об опасностях “излучения” радия, люди продолжали называть этот новый элемент “чудом”.
Вода с добавлением радия, радиевые ванный содержащие радий
1 Период полураспада изотопа - это время, необходимое для распада половины имеющегося числа атомов с образованием другого элемента и выделения корпускулярного излучения (альфа-или бета-частиц) и электромагнитного излучения (гамма-излучения). Для распада половины количества радия-226 потребуется 1620 лет и еще 1620 лет для распада половины оставшейся половины и так далее.
кремы для лица были модны во всей Европе и Соединенных Штатах в первые десятилетия XX века. До 1932 года тысячи людей подвергались воздействию этого элемента. Хотя и были положительные эффекты от малых доз радия, трагические эффекты от воздействия больших доз становились очевидными уже через несколько лет.
Острые заболевания из-за отравления радием заканчивались быстрой смертью, другие заболевания протекали намного медленнее. Пораженные люди страдали от инфекций челюстных костей, патологических переломов и рака костей. Рассказы тех, кто прежде подвергался воздействию радия, причем среди них большей частью были молодые работники, произвели глубокое впечатление на ученых и способствовали тому, что люди стали осознавать связанную с радием опасность (см. статью “Радий - эталон альфа-излуча-телей” в журнале Los Alamos Science, N23,1995 г.).
Радий считали настолько опасным, что в Национальном бюро стандартов была создана комиссия из 9 человек для разработки стандарта профессиональных рисков для лиц, работающих с радием. 2 мая 1941 года - всего лишь через два месяца после открытия плутония - был принят стандарт по радию-226. В связи с введением нового стандарта ученые, работавшие в рамках Манхэттенского проекта, стали задумываться о потенциальной опасности плутония, радиоизотопа, аналогичного радию. Получаемый грамм за граммом плутоний мог быть не менее опасным, чем радий. Путем экс-Ж траполяции ученым уда-
Hk И • лось сделать выводы об шЛ опасности плутония. И
радий, и плутоний из-
0 ч\>’Л
^ ч Ялучают а-частицы, и к 4 которые представля-
ют собой положительно заряженные ядра гелия, выбрасываемые в процессе радиоактивного распада. Ядра гелия имеют заряд, равный двум, поскольку они состоят из двух протонов и двух нейтронов.
Выбрасываемые из ядра плутония-239 с кинетической энергией около 5 МэВ а-частицы перемещаются со скоростью около 1,5 • IO7 м/с (5% от скорости
76
Los Alamos Science Number 26 2000
Плутоний и здоровье людей
света). Из-за относительно небольшой скорости и заряда, равного двум, а-ча-стицы перемещаются лишь на небольшие расстояния, отдавая свою энергию путем ионизации, - они сталкиваются с молекулами, молекулы разлетаются под действием электрических сил и оставляют за собой след из пар ионов.
Плотность пар ионов практически одна и та же на большей части расстояния, пройденного а-частицами, но затем она резко возрастает, частицы как бы “спотыкаются” и останавливаются, на что уходит их последняя энергия. Как показано на рис. 1(a), их перемещение прекращается. Это очень похоже на движение человека, бегущего по песку, - сначала бег ровный, потом продвижение становится неуклюжим, человек спотыкается и останавливается. В воздухе а-частицы перемещаются лишь на 3-5 см, а в живой ткани - на расстояние около 30 мкм (что равно 3-5 диаметрам клетки), прежде чем они израсходуют энергию и остановятся. Последнее расстояние меньше самой тонкой части эпидермиса (мертвого слоя внешних клеток кожи). Меньше оно и толщины стандартного листа бумаги (около 100 мкм). Поэтому, к счастью, способность проникания а-частиц ограничена. Простой лист бумаги или внешние слои нашей кожи создают препятствие для их прохождения - CM. рис. 1(6). Чтобы нанести вред, а-излучатели должны проникнуть внутрь организма, но существуют и другие виды излучения - рентгеновские лучи, у-лучи и 13-частицы, которые опасны при внешнем воздействии на организм. Они также отдают свою энергию путем ионизации. Количество энергии при внешнем облучении зависит от частицы. Диапазон энергии рентгеновского излучения меняется от 1 кэВ до 25 МэВ; у-излучения -от 1 кэВ до 10 МэВ; и |3-частиц - от
