Сравнение радиационной и химической токсичности соединений урана на основе расчета по новым биокинетическим моделям МКРЗ

Цель: Гармонизация и совершенствование системы нормирования внутреннего облучения персонала и основных требований к обеспечению радиационной безопасности с учетом применения новых международных требований и рекомендаций.

Материал и методы: Представлено сравнение радиационной и химической токсичности соединений урана, полученное на основе расчета уровней ингаляционного поступления и ожидаемой эффективной дозы (ОЭД) в зависимости от типов соединений F, M, F/M и M/S в диапазоне медианного по активности аэродинамического диаметра (АМАД) от 0,3 до 20 мкм для смесей урана природного (ПУ), обедненного (ОУ), низкообогащенного (НОУ) и высокообогащенного (ВОУ), которые приводят к максимально допустимой концентрации урана в почках. Расчеты проведены по новым биокинетическим моделям МКРЗ, которые обладают более физиологически реалистичным описанием динамики удержания радионуклидов в органах и тканях, чем прежние версии моделей.

Результаты: Проведены расчеты динамики активности урана в почках при хроническом ингаляционном поступлении с постоянной скоростью в течение 50-летнего периода работы и при остром поступлении. Показано, что при хроническом поступлении скорость накопления урана в почках, выраженная в относительных единицах, не зависит от значений АМАД в диапазоне от 0,3 до 20 мкм и незначительно зависит от типов соединений при ингаляции F, F/M, M и M/S, к которым относят практически все химические соединения урана. При остром поступлении происходит быстрое, в течение 1–3 сут, увеличение содержания урана в почках до максимального значения и затем постепенное уменьшение до значения 20 % от максимального за 20–60 сут в зависимости от типа соединения урана F, M, F/M, M/S и практически независимо от АМАД в широком диапазоне значений от 0,3 до 20 мкм. Для сравнения радиационной и химической токсичности урана получены значения ОЭД, которая формируется за год при поступлении аэрозолей урана типов соединений F, M, F/M и M/S и значений АМАД от 0,3 до 20 мкм в количестве, создающем максимальную концентрацию урана в почках 0,3 мкг/г при хроническом поступлении и 3 мкг/г при остром поступлении. Рассчитаны значения поступления урана за год в миллиграммах, которые формируют максимальную концентрацию урана в почках 0,3 мкг/г при равномерном хроническом поступлении аэрозолей урана типов соединений F, M, F/M и M/S в диапазоне значений АМАД от 0,3 до 20 мкм, а также значения поступления урана в миллиграммах, которые формируют максимальную концентрацию урана в почках 3 мкг/г при однократном ингаляционном поступлении аэрозолей урана соединений типов F, M, F/M и M/S и АМАД в диапазоне от 0,3 до 20 мкм, независимо от радионуклидного состава урана.

Заключение: Показано, что химическая токсичность преобладает над радиационной для соединений урана типов F и F/M для всех смесей урана, кроме ВОУ, для соединения типа M – для смесей ПУ и ОУ, а для соединения типа M/S преобладает радиационная токсичность для всех рассмотренных смесей урана. При хроническом поступлении при значении ОЭД равном несколько мЗв в год, у персонала уже после 1–2 лет работы могут проявляться признаки химической токсичности урана при работе с соединениями F и F/M и смесями урана природного (ПУ), обедненного (ОУ), низкообогащенного (НОУ) урана. При остром поступлении для соединений F и F/M, а также частично М (для смесей ПУ, ОУ и НОУ) в качестве критерия для ограничения облучения должна быть принята химическая токсичность урана, что может существенно, в десятки и сотни раз, уменьшить уровень допустимого поступления урана.