Физико-химичните свойства на аерозолни частици - респираторни заболявания сред ликвидаторите на аварията в Чернобил

Разпределение на първите облаци радиоактивни продукти в близко бъдеще след инцидент по време на дълго разстояние, настъпили в северозапад и запад. След преминаване през територията на СССР 27 26 април, стигнаха до Полша, Финландия и Швеция, и по 27-29 Април - Централна Европа. Проливните дъждове на 30 април и 1 май беше радиоактивно замърсяване мокро в южната част на Германия, както и други страни в Централна и Западна Европа (Израел A., 1990). Резултатите от отлаганията на проучване на частиците на територията на тези държави по същество попълване на пропуски в тези данни за СССР. Тези частици са първото проучване свидетел злополука, които правят възможно да влезе в първата степен на активната зона на реактора увреждане и степента на инцидента (Devell L. и сътр., 1986).
Важен фактор, който заедно с радионуклид състава на частиците на горивото и техните физични и химични свойства има решаващо влияние върху характеристиките на аерозол дозиметрия е разпространението му активност в размера на частиците. При описанието на поведението на дихателни аерозолни частици вместо ефективното геометрична измерение &делта количество използване аеродинамичен диаметър на частиците (Дей), равен на диаметъра на сферична частица на единица плътност, която има същата скорост на гравитационно утаяване на равновесие във въздуха, и под внимание: Дей = &делта- FP /&chi-, където р - плътност на аерозолните частици, г / sm3- &chi- - единица плътност, равна на 1,0 г / см3.
Аерозолни частици във въздуха имат различни размери и активност. В повечето случаи, разпределението на активност на размера на частиците аерозол е описан от логаритмично нормалното разпределение, което се характеризира с два параметъра: размер aktivnostnogo среден аеродинамичен диаметър (ABPM), измерена в микрометъра (микрона) и безразмерна геометричното стандартно отклонение. Стойност на последния параметър е обикновено в границите от 2 до 4.
аерозол вероятността величината ABPM зависи забави частиците в определена част на дихателната система. Основната аерозол ABPM активност с по-малко от 1 микрон прониква дълбоко по пневматичните контури и се задържа в алвеоларен част на белия дроб. Аерозолни частици с аеродинамичен диаметър по-голям от 10 микрона се отлагат главно в горните дихателни пътища.
Геометричните размери на радиоактивни частици, изхвърлени от сърцевина експлозията унищожени реактор, се варира в широк диапазон от десети на сто микрометра. Приблизително 30% от отделяните радиоактивни частици в експлозията спадна върху повърхността на почвата в рамките на 50-км зона около Чернобил. В непосредствена близост на разрушения реактор утаява големите частици.
През двата вида частици са били открити в валежи на територията на европейски страни, конденз и гориво. Хартията R. Broda и сътр. (1989) отбелязва, че частиците на първия тип имат приблизително сферична форма и диаметър от порядъка на няколко микрометра. Вторият вид частици обикновено са с неправилна форма и значително голям размер (20 до 600 микрона).
L. Devell (1987), въз основа на активността на частиците, намиращи се в Швеция, изчислено техните размери. За частиците от първата група 10000 Bq активност изчислява геометричен диаметър е установено, че е 4.5 микрона за частици от втората група (200 Bq ¹⁴⁴Сб) - 11 микрона. Изчислените резултати са в съгласие с резултатите от преки измервания, извършени Р. Falk и др. (1988), според който събраните частици размери са в диапазона от 2.4 до 11.5 микрона. Хартията S. Lehtihen и сътр. (1987) показва резултатите от електрон микроскопско изследване на частици тип гориво. геометрични размери на частиците са в диапазона от 2 до 6 микрона със среден на 3.8 микрона, което съответства на ABPM 10 микрона. Както се съобщава от Е. J. Вапирев и сътр. (1990) &ldquo гореща частици&rdquo-, установена в България, имаше неправилни форми и размери, вариращи от 0.5 до 3 микрона. Анализ на отлагане гориво в южната част на Германия (Rudhard J. и др., 1992) показа, че геометричните размери на частиците на горивото в него са близки до 4.5 микрометъра (ABPM около 16 микрона). L. Devell и сътр. (1986) изследва аерозол с висока активност с помощта на електронен микроскоп. Оказа се, че сред тях са чисти рутений частици, съдържащи само 103Ru и 106Ru. Те имаха идеално правилна форма и геометрични размери на 1 микрометър и по-малко.
W. Георги и сътр. (1987) използва 10 етап удрящия ниско налягане за оценка на разпределението на частиците по размер в отлагането Чернобил. Разпределение се определя в 4 различни градове, докато местите радиоактивен облак от Виена (Австрия) до остров Хелголанд (Германия). Радионуклидите l03Ru, l32Te и L34, l37Cs показват много подобно разпределение със съдържание на 80% от активността на частици с аеродинамичен диаметър по-малък от 1 микрон. разпределение активност с размер на частиците 1311 е близо до разпределението на природни аерозоли с повече от 50% от активността е намерена в аерозоли с аеродинамичен диаметър по-малък от 0.5 микрона. Такива разпределителни автори обясняват непрекъснато газова адсорбция 131I местните аерозоли.
Анализ далечен отлагане на радиоактивни частици, показва, че ABPM кондензация аерозол очевидно не надвишава 1 микрометър и матрица ABPM спрейове гориво има много повече - в диапазона от 1 до 20 микрона.
Резултатите от преки измервания, направени на мястото на растението Чернобилската ядрена енергия през май и юни 1986 използване на ударния (VI Popov и сътр., 1991) и влакнести филтри пакети (Budyka AK, BI Ogorodnikov, The Skitovich . И., 1992- Budyka AK, Ogorodnikov BI, 1992) се потвърдят тези факти. Подобни данни бяха получени Bogatova SA и др. (1991a) в анализа на прахови частици от вътрешността &ldquo-Саркофаг&rdquo-. Анализ на повече от 30 проби (ОА Kochetkov и сътр., 1991
Popov V. и др., 1991) в избрана юни 1986 Чернобил, с помощта на 5-етап каскаден импактор сайта показва, че дълготрайни алфа-активни радионуклиди, съдържащи се в въздуха в помещенията и ChNPP сайт грубата аерозол, който разпределение Това може да се опише чрез логаритмично ABPM 25-100 микрона и геометричното стандартно отклонение на 3-5. Аерозолите бета-излъчващи нуклиди в разделена на 1986 въздуха в двете фракции с фино разделен ABPM = 0.1 - 0.2 микрона и груби с ABPM = 25 - 100 микрона. През 1986 г., приносът на грубата фракция на обема активност в границите 12-98%. Очевидно, груба фракция се състои от частици, диспергирани аерозол гориво, чиито размери остават по същество постоянна по време на изминалото време след инцидента, и фино - кондензиране аерозоли.
До сега, не може да намери доказателства за преки измервания на частици аерозол ABPM на горивата, които през април на май 1986 г., е имало свидетели на светлината на аварията. За да се определи най-важните характеристики на този косвени методи са били използвани радиоактивни аерозоли, на базата на изследването на поведението на радионуклиди в организма на хората с горивата. Прилагането на тези методи при инспекция на работниците от завода за Чернобилската атомна енергия и огъня, които са били свидетели на инцидента, както и голяма група от жители на региона Gomel Беларус позволено да се направи надеждна оценка частици СБФП аерозолни гориво и значително допълват картината на аварията в Чернобил. Резултатите от това възстановяване са изброени в следващата секция.
Някои автори (Lehtihen S. и др., 1987 г. Придобита Vander Wisk А. и др., 1987 г. Придобита Toivinen H. et. Al., 1987 г. Придобита Къдихи R. и сътр., 1989), проведени изследвания с материал от отделни частици от различни рентгенови анализатори , Те показват, че вторият вид частици са съставени предимно от оксиди на уран и С, Si, Zr. R. Къдихи и сътр. (1989), с изключение на посочените по-горе елементи на частиците от втория вид са намерени в, Ca, P, А1 и хлор, което вероятно освободен от висока температура, реакцията между горивните елементи и структури или почвените частици хванати в зона на реактора. A. Ван дер Wisk и сътр. (1987) показват, че субстратът на частиците на горивото е уран диоксид.
Частиците, събрани от почвата в 30-км зона Чернобил имат подобен състав. Според V. Cherkizyana и сътр. (1994), 20 елементи са открити в техния състав. Данните на тази операция за основните елементи са показани в таблица. 2. Частиците бяха намерени Sm,
Cr, V, Ru, Pr, Th, HF, Яб и Ла в концентрации, по-малко от 900 части на милион. Елементи Sm, Cr, Hf, Th и La в малки количества и са открити в почвени проби. Част от елементите, намиращи се в частиците, отсъстват от почвени проби, в които са установени частиците. Това ни позволява да се разглеждат като потенциални маркери за втория тип частица. Трябва да се отбележи, че авторите на тази работа не обяснява липсата на Si в почвените проби, което ни кара да се чувствам предпазливи в своите оценки на елементарния състав на почвата. Таблица. 3 показва резултатите от изследване на маса гориво вътре унищожени Чернобил елемент, оформен в 1988-1989. SA Bogatova и сътр. (1991). Освен това елементите, дадени в таблицата като част от гориво от теглото бяха открити Mn, Cr, V, V (0,1 - 0,9%), както и Ta, W, Cu, Sn, Sb, Nb, Gd, La, Cd Бъди, P (<0,01%).

таблица 3
Съдържанието на основните елементи в маси съдържащи гориво, частиците на горивото и почвени проби в района на 30 km CNPP
241 "/>
(А) SA Bogatyi и сътр., 1991.
(В) Cherkizyan V. и др., 1994.

В повечето проучвания само дава само качествено описание на разтворимостта на радиоактивни частици, образувани в резултат на аварията в Чернобил. Така например, в Р. Broda и сътр., (1989) посочва, че само една малка част от радиоактивен материал може да се разтваря. В EA Bondietti, J. Н. Brantley, (1986) показва, че само малка част от аерозоли разтваря в CHCI 3, където 134-137Cs и 103-I06Ru са по-малко разтворим от глобални Fallout продукти.
R. Къдихи и сътр. (1989) изследва разтворимостта на аерозол, образуван в резултат на аварията в Чернобил. Ние изследвахме частици, заснети в края на месец май 1986 г. с дървена контейнер, монтиран на платформата на влака и е бил в момента на инцидента на около 80 км от Чернобил. Проби от частици се поставят в течна среда, подобна йонния състав на белия дроб течност. данни за разтворимост са представени като две exponentials. Във всеки случай, 10% от първоначалната радиоактивността преминава в разтвора в продължение на няколко часа. Останалите активност (90%), разтворен бавно ТБ = 160 ден. Това поведение се наблюдава за всеки радионуклид в частиците от втория вид (фрагменти гориво) или в частиците, състоящи се само от 141Se, ¹⁴⁴Ce + 144Rg и 95Zr + 95Nb някои частици още присъства 140Ba + 140La.
През 1989 г. на Института по биофизика Lappa L. G. изследва транспортиране радионуклиди от аерозолни проби, събрани на мястото на производство от процедурата CNPP VF Hohriakova и SI Suslovoj базирани на 2-ден диализа аерозол проба в изотоничен разтвор на натриев хлорид , Прах проби бяха събрани за аерозолни филтри вътре &ldquo-Саркофаг&rdquo-. Известно е, че всички цезий съединения принадлежат към клас от разтворим, но резултатите показват, че 25 до 50% от цезиев в аерозола е в неразтворена форма, т.е. в частиците на горивото, а останалата част - в конвенционален разтворима форма - от частиците кондензация аерозол. Тази връзка между две форми фракциониране аерозол съответства коефициенти в диапазона от 2 до 4 наистина наблюдавана в близост до станция за цезиев (Израел A., 1990). Анализ на тези филтри се доведе до заключението, че пробите праховите частици на гориво матрица смесва с неактивен носител и малко количество продукти активиране. В допълнение, има частици в произхода на аерозол кондензация. Мас фракция на частици гориво в аерозол средно 0.07%, което съответства на данните Bogatova SA и др. (1991a).
През 1990-1991. Това се извършва специално изследване на кинетиката на радионуклиди диализа на проби, получени в помещенията &ldquo-Саркофаг&rdquo- (Kutkov В. А. и сътр., 1993). Якостта на свързване на делене радионуклиди от матрицата на уран разкри, че в аерозолни проби от промишлената площадка на Чернобил (юни 1986), в белите дробове и тъканите, покриващи мъртви свидетели на аварията в Чернобил, както и за използване за аерозолни проби от помещенията &ldquo-Shelter&rdquo- (1990-1991 GG.) са открити умерено разтворими съединения с йод и цезиев изотопи, не е присъщо на тези елементи при нормални условия. Всички проби бяха открити маркери на частиците на горивото. Съотношението между активността на гама-излъчващ продукти на делене и активността ¹⁴⁴Ce в пробите не се различава значително от това съотношение в представителна частици гориво по време на измерване проба (юни 1992). Получените резултати корелират добре с оценки преносимост на радионуклиди от аерозолни проби, събрани през 1986 г. на мястото Чернобил (ОА Kochetkov и сътр., 1991). 6 години след инцидента, преносимостта на радионуклидите частици гориво маркери - ¹⁴⁴Ce и трансуранови елементи не се е променила, което показва, че матрицата запазване на здравината на конструкцията на горивото с аерозолни частици, които могат да бъдат намерени в области, посещавани &ldquo-Shelter&rdquo-. Излугване на радионуклиди от пробата изследван за 122 дни след началото на диализа. Резултатите от анализа на съдържанието и размера и l37Cs емитери в разтвор са използвани за определяне на константата на радионуклиди от разтвора на пробата. Установено е, че повече от 70% 137Cs е умерено разтворим в пробата за образуване на непрекъсната излугване 0,00210,0011 / ден. Останалата част от цезий е 20 пъти по-мобилни. Непрекъснато количество диализа и излъчватели на пробите е 0,00510,002 1 / ден. Постоянна разлика и количеството на излужване l37Cs &алфа - емитери не е статистически значими (р > 0.05), което потвърждава предположението, че тези радиоактивни нуклиди са в една и съща физическа и химическа форма на горивото е свързан матрица. Съгласно обобщени данни за преход Pu в разтвор и Cs постоянна излугване на радионуклиди от частиците на горивото 0,00310,002 оценяват като 1 / ден.
Резултатите корелират добре с резултатите от проучването на разтворимост на аерозоли делене радионуклиди уран окиси, образувани по същия начин ин витро аерозоли оценка разтваряне (Eidson Е. F., Griffith W. C. Jr., 1984- Dua S. К., Maniyan C. G., Kotrappa P., 1987). Съотношение радионуклиди образуват транспортируеми в матрица, азотен оксид в производството на уран на уран концентрат съгласно Eidson Е и F. W. C. Jr. Грифит (1984) не надвишава 30%. Според С. К. Dua и сътр. (1987), най-бързо съставни излужване на делене радионуклиди плутониеви басейни на аерозоли над отработеното ядрено гориво не е повече от 40%.