Формирование доз внешнего и внутреннего облучения ихтиофауны реки Теча в различные периоды онтогенеза

Актуальность
На реке Теча проводятся наблюдения за гидробионтами, обитающими в условиях радиационного загрязнения. Для интерпретации результатов наблюдений необходима дозиметрическая поддержка исследований.
Существуют различные инструменты для расчета дозовых коэффициентов. Наиболее популярный из них - ERICA Tool.
Дозы в этой программе рассчитываются на референтные организмы. Под референтными понимаются такие организмы, которые с радиоэкологической точки зрения наиболее репрезентативны. То есть, благополучие этих организмов говорит о благополучии экосистемы в целом, и наоборот, наличие радиационно-индуцированных эффектов говорит о радиационно-опасном риске для всей системы.
Иными словами, программа нацелена на радиационную защиту окружающей среды.
Дозы для референтных организмов рассчитываются в том предположении, что это взрослые организмы. И среди референтных животных нет рыб, аналогичных по морфометрическим показателям речным окуню, плотве и щуке, которые являются основными обитателями реки Теча.
Таким образом, для дозиметрической поддержки радиобиологических и радиоэкологических исследований на реке Теча необходимо получить дозовые коэффициенты, характеризующие мощность доз внутреннего и внешнего облучений окуня плотвы и щуки от единичной удельной активности основных радионуклидов 90Sr и 137Cs.
Для взрослых особей такая работа была проделана сотрудниками УНПЦ РМ. Однако, рыба в течении жизни проходит разные стадии развития, в том числе стадию икры, личинки и малька.
Поэтому, необходимо оценить возрастную зависимость ,что в дальнейшем позволило бы уточнить оценки суммарных доз облучения взрослых особей.

Цель и задачи исследования
Целью данной работы является исследование формирования доз внешнего и внутреннего облучения ихтиофауны реки Теча в различные периоды онтогенеза
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) Обзор литературных данных о размерах рыб на разных этапах онтогенеза .
2) Создание геометрических моделей тел окуня, плотвы и щуки на разных этапах онтогенеза.
3) Расчет дозовых коэффициентов для икры, личинок и мальков окуня, плотвы и щуки.

Материалы и методы
Для работы были использованы:
Программа ERICA Tool ,в которой осуществлялось геометрическое моделирование и расчет дозовых коэффициентов для новых, создаваемых в рамках этой работы, организмов.
С помощью программы SigmaPlot 12.5 осуществлялся анализ результатов и построение научной графики.

Результаты и обсуждение
Для окуня, плотвы и щуки кладка с икрой моделировалась в виде прямоугольного параллелепипеда.
Параметры геометрической модели были найдены на основе литературных данных.
Таблица 1 – Средние значения и вариации параметров икры рыб

Результаты и обсуждение
Личинки окуня, плотвы и щуки представлялись в виде эллипсоида.
Параметры геометрической модели, были взяты из литературных источников.
Таблица 2 –Средние значения и вариации параметров тела личинок рыб

Результаты и обсуждение
Тело малька так же моделировалось эллипсоидом.
Наборы параметров тела мальков взяты из литературных данных.
Были построены возрастные зависимости отношений высоты и ширины (h/l и w/l) к длине тела рыб и экспоненциально экстраполированы в ноль.
График 1 и график 2 - Возрастные зависимости отношений высоты и ширины
к длине тела окуня
w/l
h/l

Результаты и обсуждение
Таблица 3 - Средние значения и вариации параметров тела мальков рыб
Таким образом,
для каждого вида были сформированы наборы геометрических моделей.

Полученные параметры вносили в программу ERICA Tool, для получения дозовых коэффициентов внешнего и внутреннего облучения.
Результаты и обсуждение

Таблица 4 - Средние значения дозовых коэффициентов внешнего и внутреннего облучения окуня, плотвы и щуки на разных стадиях онтогенеза.

Результаты и обсуждение
Графики 3,4,5,6 – Возрастные зависимости дозовых коэффициентов у окуня

Дозовые коэффициенты внешнего облучения икры составляют 2-3 (мкГр/ч)/(Бк/кг) и 3-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг) для 90Sr и 137Cs, соответственно. Дозовые коэффициенты внутреннего облучения икры 3-4.5 и 1-1.5 (мкГр/ч)/(Бк/кг) для 90Sr и 137Cs, соответственно. Межвидовые различия статистически недостоверны
Дозовые коэффициенты внутреннего облучения личинок составляют 2-7 и 1.5-3 (мГр/день)/(Бк/кг) для 90Sr и 137Cs, соответственно. Дозовые коэффициенты внешнего облучения 0.5-11 и 8.5-10 (мГр/день)/(Бк/кг) для 90Sr и 137Cs, соответственно. Дозовые коэффициенты личинок щуки достоверно отличаются для таковых у окуня и плотвы при любом сценарии облучения.
Дозовые коэффициенты внутреннего облучения мальков составляют 6-14 и 3-4 (мГр/день)/(Бк/кг) для 90Sr и 137Cs, соответственно. Дозовые коэффициенты внешнего облучения 2-7 и 7.5-8 (мГр/день)/(Бк/кг) для 90Sr и 137Cs, соответственно. Дозовые коэффициенты мальков щуки достоверно отличаются для таковых у окуня и плотвы для внутреннего и внешнего облучения 90Sr.
Изменения размеров рыб с возрастом является существенным фактором влияния на формирования дозовых коэффициентов. Их нужно аккуратно учитывать при расчете доз.
Выводы