Динамика выведения плутония с мочой и калом на примере случаев острого ингаляционного поступления промышленных соединений плутония

Контроль доз внутреннего облучения от плутония наиболее эффективно осуществляется косвенным методом, основанным на интерпретации результатов измерений активности нуклида в экскретах с использованием биокинетических и дозиметрических моделей. В настоящее время нормирующие документы Российской Федерации используют модели, представленные Международной комиссией по радиологической защите в Публикациях 30, 66, 67, в то время как Международной комиссией по радиологической защите разработаны новые модели и подходы, представленные в Публикациях 130, 134, 137, 141. Целью данного исследования было показать фактическую динамику выведения плутония с мочой и калом при его поступлении в составе промышленного соединения сложного изотопного состава в сравнении с расчетными данными. Материалы и методы: Для выполнения исследования в качестве исходных данных использовались результаты определения активности плутония в суточных количествах мочи и кала у трех работников с острым ингаляционным поступлением промышленных соединений плутония в результате возникновения аварийной ситуации. Результаты исследования и обсуждение: Для каждого случая с помощью критерия Акаике был выбран наиболее пригодный сценарий (модель и набор физико-химических свойств соединения). Расчеты выполнялись на основании результатов измерений активности плутония в моче, результатов измерения активности плутония в кале и результатов измерения активности плутония в моче и кале одновременно. Выполненный статистический анализ показал, что выбор наиболее пригодной модели и набора физико-химических свойств соединения обусловлен выбором исходных данных. В одном из случаев ни одна из рассмотренных моделей не позволила адекватно объяснить наблюдаемые уровни плутония в моче и кале. Заключение: Очевидно, что в настоящее время существуют пробелы в знаниях о поведении промышленных соединений плутония в организме, в том числе присутствующих на участках по производству новых видов топлива, что требует серьезных исследований как биокинетики, так и физико-химических свойств промышленных соединений плутония.

1. ICRP. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 // Annals of the ICRP. 2007. Vol. 37, No 2-4.

2. ICRP. Limits for intakes of radionuclides by workers. ICRP Publication 30, Part 1 // Annals of the ICRP. 1979. Vol. 2, No 3/4.

3. ICRP Publication 30, Supplement to Part 1. Ann. ICRP 3(1–4). ICRP. Limits for intakes of radionuclides by workers. ICRP Publication 30, Part 2 // Annals of the ICRP. 1980. Vol. 4, No 3/4.

4. ICRP. Human respiratory tract model for radiological protection. ICRP Publication 66 // Annals of the ICRP. 1994. Vol. 24, No 1–3.

5. ICRP. Age-dependent doses to members of the public from intake of radionuclides: Part 2. Ingestion dose coefficients. ICRP Publication 67 // Annals of the ICRP. 1993. Vol. 23, No 3/4.

6. ICRP. Dose coefficients for intakes of radionuclides by workers. ICRP Publication 68 // Annals of the ICRP. 1994. Vol. 24, No 4.

7. ICRP. Individual monitoring for internal exposure of workers – replacement of ICRP Publication 54. ICRP Publication 78 // Annals of the ICRP. 1997. Vol. 27, No 3/4.

8. ICRP. Occupational Intakes of Radionuclides: Part 1. ICRP Publication 130 // Annals of the ICRP. 2015. Vol. 44, No 2.

9. ICRP. Occupational intakes of radionuclides: Part 2. ICRP Publication 134 // Annals of the ICRP. 2016. Vol. 45, No 3/4.

10. ICRP. Occupational intakes of radionuclides: Part 3. ICRP Publication 137 // Annals of the ICRP. 2017. Vol. 46, No 3/4.

11. ICRP. Occupational intakes of radionuclides: Part 4. ICRP Publication 141 // Annals of the ICRP. 2019. Vol. 48, No 2/3.

12. Motulsky H.J., Christopoulos A. Fitting models to biological data using linear and nonlinear regression. A practical guide to curve fitting. San Diego. CA: GraphPad Software Inc., 2003. 351 p.

13. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных: Справ. изд. М.: Издательство «Финансы и статистика», 1983. 471 с.

14. ICRP. Human alimentary tract model for radiological protection. ICRP Publication 100 // Annals of the ICRP. 2006. Vol. 36, No 1/2.

15. Халтурин Г.В., Любчанский Э.Р., Плотникова Л.А., Демина Г.А. Определение скелетного и системного содержания плутония и нептуния в организме человека при аварийном поступлении их растворимых и относительно растворимых соединений // Вопросы радиационной безопасности. 2003. Спец. выпуск. С. 71-77.

16. Hall R.M., Poda G.A., Fleming R.R., Smith J.A. A mathematical model for estimation of plutonium in the human body from urine date influenced by DTPA therapy // Health Physics. 1978. Vol. 34. P. 419-431.

17. Bailey B.R., Eckerman K.F., Townsend L.W. An analysis of a puncture wound case with medical intervention // Radiation Protection Dosimetry. 2003. Vol. 105. P. 509–512.

18. Durbin P.W. and Schmidt C. Predicting the kinetics of chelating agents in man from animal data // Health Physics. 1989. Vol. 57. P. 165-174.

19. Stather J.W., Smith H., Bailey M.R., Birchall A., Bulman A., Crawley F.E.H. The retention of 14C-DTPA in human volunteers after inhalation or intravenous injection // Health Physics. 1983. No 44 (1). P. 45–52.

20. Konzen K., Brey R. Development of the Plutonium-DTPA biokinetic model // Health Physics. 2015. Vol. 108 (6). P. 565-573.

21. Konzen K., Brey R. and Miller S. Plutonium-DTPA model application with USTUR cases 0269 // Health Physics. 2016. Vol. 110 (1). P.59-65.

22. Breustedt B., Blanchardon E., Berard P., et al. Biokinetic modeling of DTPA decorporation therapy: the CONRAD approach // Radiation Protection Dosimetry. 2009. 134. P. 38-48.

23. Breustedt B., Blanchardon E., Berard P., et al. The CONRAD approach to biokinetic modeling of DTPA decorporation therapy // Health Physics. 2010. Vol. 99(4). P. 547-552.

24. Juliao L.M., Melo Q.C., de O. Sousa W., Santos M.S., Fernandes P.C.P. Uncertainty on faecal analysis on dose assessment // Radiation Protection Dosimetry. 2007. Vol. 127, No 1-4. P. 421–424.

25. Плотникова Л.А., Байсоголов Г.Д., Дощенко В.Н. Влияние пентацина и тетоксацина на ускорение выведения плутония из организма человека // Бюллетень радиационной медицины. 1962. № 3. С. 123-129.

26. James A.C., Sasser L.B. Stuit D.B.., Glover S.E. and Carbaugh EH. USTUR whole body case 0269: demonstrating effectiveness of I.V. Ca-DTPA for Pu // Radiation Protection Dosimetry. 2007. Vol. 127, No 1-4. P. 449-455.

27. Konzen K., Brey R., and Miller S. Plutonium-DTPA model application with USTUR Case 0269 // Health Physics. 2016. Vol. 110, No 1. P. 59–65.

28. Leggett R.W., Eckerman K.F., Khokhryakov V.F., Suslova K.G., Krahenbuhl M.P., Miller S.C. Mayak worker study: An improved biokinetic model for reconstructing doses from internally deposited plutonium // Radiatation Research. 2005. 164. P. 111–122.

29. Lataillade G., Verry M., Rateau G. Translocation of Pu from rat and monkey lung after inhalation of industrial plutonium oxide and mixed U and Pu oxide // International Journal of Radiation Biology. 1995. Vol. 67. P. 373–380.

30. Ramounet B., Matton S., Guezingar-Liebard F., et al. Comparative biokinetics of plutonium and americium after inhalation of PuO2 and mixed oxides (U, Pu)O2 in rat // International Journal of Radiation Biology. 2000. Vol. 76. P. 215–222.

31. Stanley J.A., Eidson A.F., Mewhinney J.A. Distribution, retention and dosimetry of plutonium and americium in the rat, dog and monkey after inhalation of an industrial-mixed uranium and plutonium oxide aerosol // Health Physics. 1982. Vol. 43. P. 521–530.

32. Foster P.P. Study of a plutonium oxide fuel inhalation case // Radiation Protection Dosimetry. 1991. Vol. 38. P. 141–146.