Factors affecting the volume activity of tritium in the urine of Ozyorsk residents

The Mayak Production Association is an enterprise of the Rosatom State Corporation, characterized by the highest tritium emissions, which exceed the total emissions from all other nuclear industry and nuclear power enterprises in the Russian Federation. Consequently, the population of Ozyorsk, residing in close proximity to the Mayak Production Association, has been and continues to be exposed to internal irradiation from tritium over a prolonged period.

The aim of this study is to investigate the factors affecting the volumetric activity of tritium in urine samples from residents of Ozyorsk, a city located in the area influenced by the Mayak Production Association, to estimate the committed effective dose equivalent of internal exposure from tritium.

Materials and Methods: Urine samples were collected from Ozyorsk residents in 2016, 2017, 2018, 2021, and 2023. A total of 218 samples were collected, including 58 samples from children. The volumetric activity of tritium in urine was measured using a Quantulus-1220 device. To collect data on factors influencing tritium levels in residents’ urine, a questionnaire survey was conducted. Statistical analysis was performed using Microsoft Excel and R software.

Results and Discussion: The volumetric activity levels of tritium in the urine of Ozyorsk residents ranged from 4 to 49 Bq/L. A multivariate regression model was developed to describe the influence of various factors on the volumetric activity of tritium in residents’ urine under combined pathways of tritium intake. Estimates of the expected effective doses for Ozyorsk residents were less than 0.076 % of the dose limit of 1 mSv.

Conclusion: Investigating the key factors affecting the volumetric activity of tritium in residents’ urine allows not only to assess actual internal exposure doses but also to predict the doses in the event of increased tritium emissions from enterprises of the Rosatom State Corporation. Additionally, it facilitates the development of approaches for retrospective dose assessment in the population.

1. Калистратова В.С., Беляев И.К., Жорова Е.С. и др. Радиобиология инкорпорированных радионуклидов. Под ред. В.С. Калистратовой. М.: ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, 2012. 464 с. URL: http://ecoradmod.narod.ru/rus/publication2/RNMonografiya.pdf (Дата обращения: 31.07.2025).

2. Востротин В.В., Финашов Л.В. Оценка поступления трития в воздух от прибрежных растений озера Кызылташ в 2021 г. // Радиационная гигиена. 2023. Т. 16, № 2. С.78-90. DOI: 10.21514/1998-426X-2023-16-2-78-90.

3. Востротин В.В., Янов А.Ю. Оценкa уровня годового поступления трития в воздух с поверхности озера

4. Кызылташ // Радиационная гигиена. 2023. Т. 15, № 4. С. 88-96. DOI: 10.21514/1998-426X-2022-15-4-88-96.

5. Мокров Ю.Г. Вклад радиохимического завода РТ-1 в формирование тритиевого загрязнения в районе деятельности ФГУП «ПО «Маяк» // Вопросы Радиационной Безопасности. 2024. Т. 114, № 2. С. 29-43.

6. Mohamed Abdou, Marco Riva, Alice Ying, et al. Physics and technology considerations for the deuterium–tritium fuel cycle and conditions for tritium fuel self-sufficiency // Nuclear Fusion. 2021. Vol. 61, № 1. P. 013001.

7. Телушкина Е.Л., Демин С.Н. Радиационно-гигиеническая оценка загрязнения внешней среды тритием и дозовые нагрузки на население в районе радиохимического предприятия // Бюллетень радиационной медицины. 1987. № 1. С. 23-28.

8. Телушкина Е.Л., Демин С.Н. Динамика уровней содержания трития в атмосферном воздухе и организме жителей зоны наблюдения вокруг радиохимического комбината // Бюллетень радиационной медицины. 1988. № 1. С. 141-144.

9. Мурашова Е.Л., Чудин В.А. Оценка содержания трития в организме взрослого населения города Озерска // Вопросы радиационной безопасности. 2002. № 4. С. 57-60.

10. Уйба В.В., Аклеев А.В., Азизова Т.В. Итоги 63-й сессии Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН (Вена, 27 июня 1 июля 2016 г.) // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016. Т. 61, № 5. С. 69-79.

11. Янов А.Ю., Востротин В.В., Финашов Л.В. Тритий в окружающей среде Уральского региона: обзор современного состояния и анализ перспектив изучения с позиций радиологической защиты // Человек. Спорт. Медицина. 2016. Т. 16, № 2. С. 85-99. DOI: 10.14529/hsm160209.

12. Москалев Ю.И. Окись трития / Под ред. проф. Ю.И. Москалева. Атомиздат. М.: 1968. 396 с.

13. Butler H.L., Leroy J.H. Observation of Biological Half-Life of Tritium // Health Physics. 1965. Vol. 11, № 4. P. 283-285.

14. Osborne R.V. Absorption of Tritiated Water Vapor by People // Health Physics. 1966. Vol. 12, № 11. P. 1527-1538.

15. Финашов Л.В., Востротин В.В., Янов А.Ю. Тритий в моче у жителей города Озерска Челябинской области в 2016 г. // Радиационная гигиена. 2019. Т. 12, № 3. С. 42-49. DOI: 10.21514/1998-426X-2019-12-3-42-49.

16. Vostrotin V.V., Yanov A.Yu., Finashov L.V. Tritium in environmental objects in the area affected by FSUE Mayak Production Association in 2014-15 // Journal of Radiological Protection. 2021. Vol. 41, № 2. DOI: 10.1088/13616498/abe8c8.

17. Чеботина М.Я., Николин О.А., Бондарева Л.Г. и др. Тритий в моче людей в зоне влияния Белоярской АЭС // Радиационная гигиена. 2016. Т. 9, № 4. С. 87-92. DOI: 10.21514/1998-426X-2016-9-4-87-92.

18. Kotzer T., Trivedi A. Dosimetric Implications of Atmospheric Dispersal of Tritium near a Heavy-water Research Reactor Facility // Radiation Protection Dosimetry. 2001. Vol. 93, № 1. P. 61-66.

19. Shen B.-M., Ji Ya.-Q., Tian Q. et al. Determination of Total Tritium in Urine from Residents Living in the Vicinity of Nuclear Power Plants in Qinshan, China // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2015. Vol. 12, № 1. P. 888-894. DOI: 10.3390/ijerph120100888.