اثر مقدار سزيم137 ورودي به بدن در جذب آن در بافت

The effect of quantity of intake Cesium-137 on its tissue absorption

برخی مواد راديواكتيو در اثر فعاليت انسان به صورت انبوه در محيط زيست پخش می‌شوند. از جمله اين فعاليت‌ها می‌توان به آزمايش‌های هسته‌ای و به‌ويژه به حوادث بزرگ نيروگاه‌های هسته‌ای مانند چرنوبيل و فوكوشيما اشاره كرد. پرتوگيری‌های خارجی و داخلی در نتيجه ورود اين راديونوكلئيدها (از طريق خوراكی‌ها، نوشيدنی‌ها و استنشاق هوای آلوده) به بدن، می‌تواند خطرات بالقوه و بالفعلی را برای انسان ايجاد كند. ميزان اين پرتوگيری‌ها بسته به نوع راديونوكلئيد، ميزان آلودگی ورودی و مدت زمان متفاوت خواهد بود. از جمله مهم‌ترين موارد آلودگی هسته‌ای، سزيم137 است كه در حوادث هسته‌ای چرنوبيل و فوكوشيما مقادير متنابهی از آن وارد محيط زيست شده‌ است كه با توجه به نيمه عمر حدود 30 سال آن، مدت‌های طولانی در محيط باقی می‌ماند. در اين تحقيق، برای بررسی نحوه جذب سزيم137 در بدن، از مدل چند بخشی شامل بخش‌های خون و ساير بافت‌ها استفاده شده‌ است. با استفاده از حل معادلات چند بخشی از دو روش‌ تحليلی و عددی و با در نظرگرفتن پرتوزايی غذا به عنوان ورودی پرتوزايی سزيم در خون، بافت‌ها، ادرار و مدفوع محاسبه شده است. ضرايب انتقال بين بخش‌ها با توجه به پاسخ معادلات و داده‌های دفع سزيم از طريق ادرار و مدفوع ارائه شده در [1]ICRP-54 به ‌دست آمده كه با ضرايب محاسبه شده از طريق نرم‌افزار COMKAT با اختلاف مطلق در حدود 6-10× 5/5 مطابقت دارد. برای بررسی نحوه اثر مقدار راديونوكلئيد ورودی بر عكس‌العمل بافت‌ها، در حل معادلات حاكم بر مدل دوبخشی، ورودی‌های متفاوت پيوسته، ضربه‌ای، دوره‌ای و تصادفی در نظر گرفته شده و منحنی‌های ادرار و مدفوع در حالت‌های متفاوت به دست آمده است. اگرچه فرد در تمام اين حالات، مقدار پرتوزايی معادل يكسان را دريافت می‌كند و انتظار می‌رود كه پرتوزايی خروجی ادرار و مدفوع يكسانی مشاهده شود، به دليل اعمال توابع ورودی متفاوت، عكس‌العمل بافت‌ها در هر حالت متفاوت است و پرتوزايی خروجی يكسانی مشاهده نمی‌شود. نتايج نشان می‌دهد درصد اختلاف اين ورودی‌ها نسبت به ورودی ضربه‌ای مورد توصيه ICRP قابل ملاحظه است و برای تعيين پرتوگيری بدن در حوادث هسته‌ای بايد مورد توجه قرار گيرد.     [1] (International Commission on Radiation Protection)       [1] (International Commission on Radiation Protection)  

  Some dangerous radionuclides can be distributed in the environment because of human activities. Nuclear weapon tests and big nuclear catastrophic events such as Chernobyl and Fokushima accidents are among such activities. Cs-137 is one of the most important released radionuclides during the accidents. Due to its long half-life (around 30 years), it can exist in the environment after the nuclear contamination. Huge amount of Cs-137 have been released into the environment after Chernobyl and Fokushima accidents. Cs-137 can be dangerous both internally and externally. In this research, internal exposure and dose have been considered. Caesium-137 can easily enter to body through food, drink and breathing of contaminated air. Generally, duration and extent of the internal radiation depends on the kind of radionuclide and the amount of contamination. In this study, the multi-compartmental model was implemented to study of Cesium intake. The first compartment is the blood and the second one is other tissues. The Cesium activity in blood and other tissues was obtained by using analytical and numerical methods by considering food activity as input of equations. Transfer coefficients of the different tissues were obtained for assessment of model by solving the differential equations and ICRP-54 data. The transfer coefficients are in a very good consistency to the COMKAT software code results with the absolute difference in an order of 5.5×10-6. For study the input radiation to the tissue, different input conditions as the continuous, acute, periodic and random inputs were considered in differential equations system and the activity curves were obtained in urine and excretion in these conditions. The results indicates that although the human intake activity was assumed to be equal in all conditions but the excretion and the urine activity curves were different for different shape of input functions. Moreover, the results show the percentage difference between recommended ICRP input (impulse function) and the different inputs were significant and it must be considered for internal dosimetry after the nuclear accidents.