Химия и химические технологии/ 9. Радиохимия

Самойлов И.В.^1,2, Shatrov A.N.¹, Ibraeva L.S.²

¹ Филиал ^"Институт радиационной безопасности и экологии" РГП НЯЦ РК, Курчатов, Казахстан

² Государственный университет им. Шакарима г. Семей, Казахстан

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИ СВЯЗАННОГО ТРИТИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ

Тритий (Н³) широко распространенный в природе радионуклид, который можно отнести к числу важнейших дозообразующих радионуклидов. Деятельность человека привела к увеличению поступления Н³ в окружающую среду за счет атмосферных испытаний ядерного оружия и использования ядерных реакторов [1]. В компонентах экосистемы тритий существует главным образом в двух формах — в виде тритиевой воды (НТО) и в виде органически связанного трития (ОСТ). Легко летучий ОСТ может накапливаться в растениях, животных и организме человека. ОСТ может находиться в организме человека значительно дольше, чем тритиевая вода; биологический период полураспада в 4 раза больше, чем HTO, и, следовательно, относительный вклад в дозы облучения будет выше [2,3].

Для определения содержания ОСТ наиболее распространены следующие методы: прямой метод измерения биологического образца на жидко-сцинтилляционном спектрометре, измерение с использованием пропорционального счетчика, масс-спектрометрический метод, измерение в ионизационной камере. Каждый из выше указанных методов имеет свои недостатки: для прямого метода измерения биологического образца на жидко-сцинтилляционном спектрометре – эффекты гашения и хемилюминесценции, которые снижают точность измерения; масс-спектрометрический метод – высокая стоимость оборудования и сложность в подготовке образцов; для методов с использованием ионизационной камеры или пропорционального счетчика – низкая точность измерений [4].

В результате анализа возможных методов, наиболее оптимальным является метод сжигания образца в токе кислорода, улавливание паров воды с последующим измерением полученного образца на жидко-сцинтилляционном спектрометре. В данной работе для определения ОСТ использовался коммерческий прибор PerkinElmer Sample Oxidizer model 307(«Оксидайзер») – система автоматической пробоподготовки образцов, содержащих тритий и углерод-14 и жидко-сцинтилляционный счетчик – Quantulus 1220.

Процессы подготовки проб на «Оксидайзере» к спектрометрическому анализу и непосредственно спектрометрический анализ, имеют ряд методических особенностей, для изучения которых был поставлен ряд экспериментов. Произведена калибровка спектрометра по эффективности регистрации, изучено влияние прямых солнечных лучей и тепла на полученные счетные образцы, определены оптимальные массы навесок для ряда проб и влияние цикличности измерений на получаемые результаты, а также изучено наличие органического вещества в полученном счетном образце, которое может негативно повлиять на полученные результаты.

Показано, что образцы следует хранить в темном прохладном, не доступном для прямых солнечных лучей, месте, во избежание получения псевдосигналов. В случае воздействия солнечных лучей или тепла образец необходимо выдерживать при температуре 13-15⁰С в течение 12 часов. При воздействии солнечных лучей и тепла на счетный образец скорость счета фона увеличилась в 500 раз.

Для ряда биологических объектов определены оптимальные навески исходя из наименьшего параметра SQP (стандартный параметр гашения для ЖСС Quantulus). Все биологические объекты были разделены на следующие категории: 1) белки (мясо, творог) – масса навески до 0,8 г.; 2) жиры – масса навески до 0,3 г.; 3) углеводы (растения) – масса навески до 1 г. При массе навески больше, чем указанные, происходит неполное разложение образца с образованием сажи, присутствие которой приводит к сильному гашению счетного образца. При сильном гашении полученный образец выходит за пределы построенной кривой гашения и, как следствие, по ним не могут быть получены корректные результаты.

Не допускается попадание органического материала в получаемые счетные образцы, так как это приводит к появлению псевдосигналов, и, как следствие, получению не корректных результатов. Внесение в фоновый счетный образец органического вещества (растительного масла) приводит к его гашению и резкому росту скорости счета.

Также получены некоторые технические характеристики для прибора Sample Oxidizer (выход, утечка, память) необходимые для дальнейших исследований, которые составили: выход – 96,5%, память – 0,41%, утечка – 0,13%.

Литература:

1. Ферронский В.И. Природные изотопы гидросферы / В.И. Ферронский, В.Т. Дубинчук, В.А. Поляков [ и др.]. - М.: Недра, 1975. – С. 32-33.

2. Baumgartrena F. International Journal of Radiation Applications and Instrumentation / F. Baumgartrena, M-A. Kim // Part A. Applied Radiation and Isotopes. – 1990. - V. 41. - № 4.- Р. 324.

3. Pointurier F. Applied Radiation and Isotopes / F. Pointurier, N. Baglan and G. Alanic. – 2004. - V. 61. - № 2-3. - Р. 293.

4. Management of waste containing tritium and carbon-14. — Vienna : International Atomic Energy Agency, 2004.- 24 cm. — (Technical reports series, ISSN 0074–1914 ; no. 421).- Р. 60-67.