Содержание к диссертации
Введение
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ12
2.1. Физико-химическая характеристика изотопов радия . . 12
2.2. Изотопы радия в окружающей среде 21
2.2.1. Радиоэкология радия. . 21
2.2.2. Радий в организме млекопитающих. 24
2.3. Метаболизм радия и биологическое действие его 3D излучения. ....................30
2.4. Выведение радия из организма млекопитающих . ... 45
3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 58
3.1. Материал и методы исследований 58
3.1.1. Метод определения изотопов радия в кормах и костях животных 58
3.1.2. Схемы опытов выведения радия из организма крыс. ,76
3.1.3. Методика определения радоновыделения и излучения из тел крыс 80
3.1.4. Методика определения картины периферической крови крыс
3.2. Результаты исследований 83
3.2.1. Изотопы радия в кормах сельскохозяйственных животных 83
3.2.2. Изотопы радия в скелете крупного рогатого скота
и северного оленя .87
3.2.3. Изотопы радия в скелете и мягких тканях кролика. 92
3.2.4. Выведение радия - 226 из организма крыс . . . .100
3.2.4.1. Выведение с помощью 15- краун-5. ...... ,Ю0
3.2.4.2. Выведение с помощью 18 - краун - 6 .... . .ЮО
3.2.4.3. Выведение с помощью альгината натрия . . ЮЗ
3.2.4.4. Выведение с помощью Иа ЭДГА .... ЮЗ
3.2.4.5. Выведение с помощью NoBITA ...» 106
3.2.4.6. Выведение с помощью ионов бария .... 107
3.2.4.7. Выведение с помощью 18-краун-6 и альгината натрия. .............. 107
3.2.4.8. Выведение с помощью глюкозы и NH^CE . . , Ш
3.2.4.9. Выведение с помощью паратгормона , . . 112
3.2.5. Выдыхание радона, образующегося в организме крыс и радоновыделевие из трупов крыс
3.2.6. Радон - 222 в костях скелета крыс ..... И9
3.2.7. Переход радия в потомство крыс ....... 123
3.2.8. Изменения картины периферической крови крыс после введения радия и выводящих агентов . . 123
4. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ . 130
5. В Ы В О Д Ы .................. 147
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ I48
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 149
8. ПРИЛОЖЕНИЯ..,.,..,...... 171
- Физико-химическая характеристика изотопов радия
- Изотопы радия в окружающей среде
- Метод определения изотопов радия в кормах и костях животных
Физико-химическая характеристика изотопов радия
Среди группы щелочноземельных элементов радий занимает особое положение. Оно определяется отсутствием у этого элемента стабильных изотопов. Попытки обнаружить их в природе потерпели неудачу. В настоящее время известно тринадцать изотопов радия, среди них наиболее широко используется радий-226, в качестве радиоактивных индикаторов применяется радий-223, радий-224 и радий-228 /Ю /.
По своему происхождению перечисленные изотопы радия принадлежат к семейству урана-238 (радий-226), к семейству акти-ноурана-235 (радий-223) к семейству тория (радий-224 и радий-228). На рисунках I и 2 показаны семейства урана и тория. Химия отдельных представителей семейств в живом организме определяется свойствами радионуклидов, поступающих с кормами и питьевой водой, а также процессами метаболизма, в которых принимают участие родоначальники цепочек и их члены.
Основным изотопом радия название которого получил и элемент, является радий-226, который имел достаточно большой период полураспада и принадлежа к ряду распада урана-238 всте-чается практически во всех объектах окружающей среды. Радий-226 испуская о - частицу (ядро гелия) дает начало эманации-радону, одному из изотопов инертного газа с порядковым номером 86. Радон плохо растворяется в воде и разбавленных кислотах и потому после образования он быстро эмаяирует из растворов радия. Если радий включен в кристаллическую решетку солей или минералов, радоновыделение из них определяется коэффициентами, которые как правило много меньше 1,0.
Т.к. уран-238 встречается повсеместно в окружающей среде, постоянно происходит эмаяирование радона из горных пород, почвы, воды и живых организмов. Радоновыделением из почвы определяются концентрации свинца - 210 и полония - 210 в воздухе. Их среднее время жизни в воздухе равно 40+15 дням. С частицами снега, пыли и дождя они выпадают на поверхность земли. Плотность выпадения долгоживущего продукта распада радона -свинца - 210 равна 3 10 кюри год/га/г.
Распадаясь радий-224 тоже образует эманацию - короткожи-вущий инертный газ - торон, химические свойства которого идентичны свойствам радона. Конечным звеном цепочки распада является стабильный свинец-208. Однако, коэффициенты торояовыделе-ния из почв и минералов (костного минерала) меньше коэффициентов радоновыделения из-за значительно меньшего среднего времени жизни торона. Поэтому в костной ткани цепочка торий -228 -свинец-208 находится в радиоактивном равновесии.
Изотопы радия в окружающей среде
Радиоактивные элементы семейств урана и тория встречаются повсеместно в окружающей нас среде. Двигаясь по трофическим цепочкам они попадают из почвы и воды в растения, а затем и в организмы последующих потребителей /II, 13, 20, 24, 58, 126, 183 /.
Изотопы радия, как члены рядов радиоактивного распада могут содержаться в рудах, содержащих уран и торий, в равновесных количествах. Активность каждого из изотопов радия равна активности всех остальных членов рядов, в том числе и их родоначальников. Самый долгоживущий изотоп радия - радий-226, в силу относительно большой распространенности его родоначальника - урана-238 является часто встречающимся изотопом радия.
В урановой руде при радиоактивном равновесии отношение весовых количеств радия-226 и урана-238 равно 3,4 10 ; это значит, что в I г урана содержится 3,4 10" " г радия-226. Однако в силу своей высокой миграционной способности из урановых и ураносо держащих руд в жидкую фазу, радий вымывается из этих пород водой и образует так называемые вторичные минералы /9/. При наличии кислой реакции в природных водах карбонатных и сульфатных ионов уран легко выносится такими водами, а радий накапливается в виде сульфатов. Происходит сдвиг радиоактивного равновесия, которое учитывают при измерении радиоактивности пород. Обеднение или обогащение природных материалов торием - 228 связано, по-видимому, с интенсивной миграцией радия-228 в толще вулканических пород, а также повышенной по сравнению с торием-232 выщелачиваемостью его дочернего продукта /14, 48 /.
Результатом миграции радия-226 является то, что он концентрируется в некоторых минеральных водах, до 10 -Ю 9Ки/л / 9 /, тогда как концентрация радия в поверхностных пресных водах не превышает КГ1 Ки/л /41, 80, 115, 140 /. В поверхностных водах океана концентрация радия-226 равна /4-6/ ГО Ки/л, и это много меньше, чем можно было ожидать, исходя из равновесного количества растворенного в воде урана /13 /. Это явление объясняется соосаждением предшественника радия-226 - тория-230 с гидроокисью железа на дно океана. С увеличением глубины концентрация радия увеличивается и достигает максимального значения в донных осадках, концентрация радия в которых превышает равновесную и равна 5 10 Ки/г, Конечным этапом перемещения многих элементов в гидросфере является океанское дно.
Метод определения изотопов радия в кормах и костях животных
Определение изотопов радия в биопробах требует их предварительной подготовки для анализа. При предварительной обработке пробы образцов взвешивали, обугливали на электроплитке и озоляли в муфельной печи при 600-700 С до постоянного веса, затем определяли коэффициент озоления / К /.
При анализе кормов животных пробы предварительно высушивали в термостате до постоянного веса при 65 С для определения сухого остатка. Рассчитывали концентрации изотопов радия в сухом остатке.
Определение радия в биопробах связано о определенными трудностями, связанными с малыми концентрациями и необходимостью использования для анализа больших (г, кг) навесок проб, что требует отделения микроколичеств радия от макроколичеств других элементов.
Широко распространен эманационный метод определения изотопов радия /37, 43 / когда определяют их по равновесной активности эманации - газообразных дочерних продуктов - радона и торона. Основой метода является возможность отделения мало растворимых в воде и разбавленных кислотах продуктов распада радия (радона и торона) от радия - 226 и радия - 224. Свойства радона и торона позволяют производить их количественное выделение из растворов анализируемого образца и делают эманационный метод самым избирательным методом определения ос - излучающих изотопов радия.
С применением его появляется возможность определения радия в образцах, содержащих другие ос - активные изотопы, мешающие непосредственному радиометрическому определению изотопов радия. Чувствительность эманапионного метода определения радия зависит от способа регистрации излучений радона, торона и их продуктов распада. Предел чувствительности измерения радона в используемых тонами сцинтилляционных камерах около 10 АО кюри, поскольку их собственный фон равен 20 имп/час, а эффективность регистрации оС - частиц равна 20$.
