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

Abstract

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10 14 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.