Ветеринарно-санитарная оценка продукции животного и растительного происхождения при радионуклидном загрязнении

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ 

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ  

И ОБРАЗОВАНИЯ 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  

УНИВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ 

 

ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНАЯ 

ОЦЕНКА ПРОДУКЦИИ  

ЖИВОТНОГО И  

РАСТИТЕЛЬНОГО 
ПРОИСХОЖДЕНИЯ  

ПРИ РАДИОНУКЛИДНОМ 

ЗАГРЯЗНЕНИИ 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ 

 
 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 

2020 

УДК: 637:614.31:539.163(075.8) 
ББК: 48.1 
В39 
 
Трошин Е.И., Васильев Р.М., Васильев Р.О., Гапонова В.Н., 

Югатова Н.Ю., Пономаренко Н.П., Цыганов А.В. Ветеринарносанитарная оценка продукции животного и растительного происхождения 
при радионуклидном загрязнении: Учебное пособие. – СПб., ФГБОУ ВО 
СПбГУВМ, 2020. – 82 с. 

 
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных за
ведений, изучающих дисциплину «Радиобиология с основами радиационной гигиены» обучающихся по направлению подготовки  36.03.01 «ветеринарно-санитарная экспертиза» уровень – бакалавриат. Часть материала 
пособия может быть использована в курсе «Ветеринарная радиобиология», при обучении студентов по направлению подготовки и 36.05.01 «ветеринария» уровень - специалитет. 

 
Авторы: 
Е.И. Трошин – зав. кафедрой ветеринарной радиобиологии и БЖЧС 

ФГБОУ ВО СПбГУВМ, доктор биол. наук, профессор; 

Р.М. Васильев – доцент кафедры ветеринарной радиобиологии  

и БЖЧС ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат вет. наук; 

Р.О. Васильев - доцент кафедры ветеринарной радиобиологии и БЖЧС 

ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат биол. наук; 

В.Н. Гапонова - доцент кафедры ветеринарной радиобиологии  

и БЖЧС ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат вет. наук; 

Н.Ю. Югатова – доцент кафедры ветеринарной радиобиологии  

и БЖЧС ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат вет. наук; 

Н.П. Пономаренко – доцент кафедры ветеринарной радиобиологии  

и БЖЧС ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат педагог. наук; 

А.В. Цыганов – доцент кафедры ветеринарной радиобиологии  

и БЖЧС ФГБОУ ВО СПбГУВМ, кандидат педагог. наук. 

Рецензенты: 
Зав. кафедрой ветеринарно-санитарной экспертизы ФГБОУ ВО 

СПбГУВМ, д.в.н., доцент  А.Н. Токарев; зав. кафедрой неорганической 
химии и биофизики ФГБОУ ВО СПбГУВМ, к.х.н., доцент Т.П. Луцко. 
 
Учебное пособие одобрено и рекомендовано к изданию методическим советом ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет 

ветеринарной медицины», протокол № 2 от 27.04.2020г. 

 

© ФГБОУ ВО СПбГУВМ, 2020 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Создание эффективного радиационного контроля за продукцией жи
вотного и растительного происхождения  в условиях радиоактивного загрязнения внешней среды является актуальной проблемой современной ветеринарной радиобиологии и радиоэкологии. Бурное развитие ядерной энергетики за 
последние полвека прогрессивно увеличивает загрязнение окружающей среды 
радиоактивными изотопами. Периодически возникающие техногенные катастрофы на объектах ядерной энергетики приводят к выбросу в атмосферу высокоактивных нуклидов, среди которых наиболее важное значение принадлежит 131I, 89Sr, 90Sr, 134Cs, 137Cs, 239Pu, 239Np. Атмосферные выпадения радионуклидов приводят к длительному загрязнению почвы, в том числе и сельскохозяйственных угодий. Кроме того, широкое использование ɣ-излучающих 
установок в народно-хозяйственных целях приводит к постоянному увеличению дозовой нагрузки на сельскохозяйственных животных и человека. 

К настоящему времени накоплено большое количество данных о 

воздействии ионизирующего излучения на организм человека и животных, как на системном, так и на клеточном уровне. Изучены механизмы 
миграции радионуклидов в атмосфере, почве, воде и их переход по пищевым цепочкам. Все это в совокупности позволяет разработать научно 
обоснованные критерии безопасного использования радиоактивных веществ и источников рентгеновского и гамма-излучения. 

На сегодняшний день обеспечение населения продуктами питания 

безопасными с радиационно-гигиенической точки зрения является актуальной задачей. Решение этой задачи в Российской Федерации возлагается на санитарно-эпидемиологическую и ветеринарную службы. Основной 
нормативной базой по обеспечению населения радиационно безопасными 
продуктами являются СанПиН 2.6.1.2523-09 "Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009" и СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов". Помимо 
этого разработан целый ряд методических указаний по определению радионуклидов в продукции растительного и животного происхождения с 
перечнем аппаратного парка необходимого для этих исследований. 

В работе ветеринарных врачей-ветсанэкспертов контроль за радиа
ционной безопасностью продуктов питания и кормов для животных занимает важное место, особенно в районах пострадавших от техногенных 
катастроф на объектах ядерной энергетики. 

Данное учебное пособие содержит основные сведения о природе и 

свойствах ионизирующего излучения, механизмах миграции радионуклидов в растительных сообществах и организме животных, их переходе в 
продукцию животноводства и растениеводства, основных методах определения активности радионуклидов и их допустимом содержании в продуктах питания, способах очистки загрязненной продукции. 

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИСХОЖДЕНИИ  

И СВОЙСТВАХ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 

 
Для понимания природы и свойств ионизирующих излучений 

необходимо изучить строение атома и силы, обеспечивающие стабильность его структур. 

Атом – наименьшая часть химического элемента, обладающая все
ми его свойствами. 

Атом любого элемента можно разделить на субатомные (элемен
тарные) частицы, но в этом случае у них не будет свойств атома. 

Субатомные частицы классифицируют следующим образом. 
По величине спина все элементарные частицы делятся на два 

класса: 

Бозоны - частицы с целым спином (фотон, глюон, мезоны, бозон 

Хиггса). 

Фермионы - частицы с полуцелым спином (электрон, протон, 

нейтрон, нейтрино). 

По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на сле
дующие группы. 

Составные частицы.  
Адроны - частицы, участвующие во всех видах фундаментальных 

взаимодействий. Они состоят из кварков и подразделяются, в свою очередь, на: мезоны - адроны с целым спином, то есть являющиеся бозонами; 
и барионы - адроны с полуцелым спином, то есть фермионы, к ним, в 
частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, - протон и 
нейтрон. 

Фундаментальные (бесструктурные) частицы. 

Лептоны - фермионы, которые имеют вид точечных частиц (то есть 

не состоящих ни из чего) вплоть до масштабов порядка 10-18 м. Не участвуют в сильных взаимодействиях. Участие в электромагнитных взаимодействиях экспериментально наблюдалось только для заряженных лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны) и не наблюдалось для нейтрино. 
Известны 6 типов лептонов. 

Кварки - дробнозаряженные частицы, входящие в состав адронов. 

В свободном состоянии не наблюдались. Как и лептоны, делятся на 6 типов и считаются бесструктурными, однако, в отличие от лептонов, участвуют в сильном взаимодействии. 

Калибровочные бозоны - частицы, посредством обмена которыми 

осуществляются взаимодействия: 

Фотон - частица, переносящая электромагнитное взаимодействие; 

восемь глюонов - частиц, переносящих сильное взаимодействие; три промежуточных векторных бозона W+, W- и Z0 переносящие слабое взаимо

действие; гравитон - гипотетическая частица, переносящая гравитационное взаимодействие. 

В классической модели атом состоит из ядра и электронной оболоч
ки. Ядро атома представлено протонами и нейтронами и составляет 99,9% 
его массы. Протон – частица массой 1,00728 а.е.м. (1,6726·10−27 кг), энергией 938,3 МэВ и имеющая + 1 элементарный заряд (1,60219·10-19 Кл). 
Нейтрон – частица массой 1,00867 а.е.м. (1,6749·10−27 кг), энергией  
939,6 МэВ не имеющая заряда. Электрон – частица массой 0,00051 а.е.м. 
(9,11·10−31 кг), энергией 0,51 МэВ,  имеющая -1 элементарный заряд и 
срок жизни не менее 6,6·1028 лет. 

Количество протонов определяет заряд ядра (Z) и соответствует 

порядковому номеру элемента в периодической системе, а совокупность 
протонов и нейтронов (N) его массу, обозначаемую буквой А. 

А = Z + N 

В структуре атома электроны двигаются по орбитам. Орбита каж
дого электрона имеет свою форму. Орбиты группируются в электронные 
слои. Всего насчитывают 7 слоев. Нумерация начинается от ядра латинскими буквами (K, L, M, N, O, P, Q). Максимальное количество электронов на каждом слое описывают формулой: 

m = 2n2 , 

где n – квантовое число, соответствующее номеру слоя. 

Когда положительный заряд протонов в ядре уравновешивается 

отрицательным зарядом электронов – атом будет электрически нейтральным. Если число электронов превышает число протонов, то атом становится отрицательным ионом, а если их число меньше – то положительным ионом. 

Стабильность структуры атома обусловлена ядерными взаимодей
ствиями, поэтому для разделения ядра на составляющие требуется затратить значительную энергию. 

В физике элементарных частиц выделяют следующие виды взаи
модействий. 

Сильное ядерное взаимодействие – в его реализации участвуют 

кварки, глюооны и составленные из них частицы, называемые адронами 
(барионы и мезоны). Оно действует в масштабах атомного ядра и менее и 
обеспечивает притяжение между нуклонами в ядре. 

Сильное взаимодействие в ядре описывает пион-нуклонная теория. 

Согласно этой теории притяжение или отталкивание двух  нуклонов описывается как испускание пиона (пи-мезона π+) одним нуклоном и 
последующее его поглощение другим нуклоном.  Так протон, испуская 
пи-мезон, конвертируется в нейтрон, а нейтрон, поглощая пи-мезон становится протоном. Эта теория успешно описала целый круг явлений в 
нуклон-нуклонных столкновениях и  связанных состояниях, а также в 
столкновениях пионов с нуклонами. 

Слабое взаимодействие - фундаментальное взаимодействие, ответ
ственное, в частности, за процессы бета-распада атомных ядер и слабые 
распады элементарных частиц, а также нарушения законов сохранения 
пространственной и комбинированной чѐтности в них. Это взаимодействие называется слабым, поскольку два других взаимодействия, значимые 
для ядерной 
физики 
 и 
 физики 
высоких 
энергий 
(силь
ное и электромагнитное), характеризуются значительно большей интенсивностью. Слабое взаимодействие является короткодействующим -  оно 
проявляется на расстояниях, значительно меньших размера атомного ядра (характерный радиус взаимодействия 2⋅10−18 м). Переносчиками слабого взаимодействия являются векторные бозоны. 

Электромагнитное взаимодействие существует между  частицами, 

обладающими электрическим зарядом. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля. Трансляцию электромагнитного взаимодействия осуществляет безмассовый бозон  - фотон (частица, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Электромагнитное взаимодействие в 
атоме наблюдается между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами. Эффективность электромагнитного 
взаимодействия сохраняется на значительно больших расстояниях, чем 
сильного.  

Гравитационное взаимодействие. В рамках  классической механи
ки гравитационное притяжение описывается законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения 
между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделѐнными расстоянием r,  пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна 
квадрату расстояния. Гравитационное взаимодействие на атомарном 
уровне наблюдается между тяжелым ядром и легкими электронами. Учитывая тот факт, что массы элементарных частиц, составляющих атом ничтожно малы, им пренебрегают при описании взаимодействий. 

Перечисленные ядерные взаимодействия участвуют в обеспечении 

стабильности структуры атома и определяют его физические и химические свойства. 

В природе химический элемент не имеет одинаковый состав ядра, 

и если количество протонов в нем всегда одинаково, то количество 
нейтронов может варьировать и такие ядра получили названия изотопы. 

Изотопы (греч, isos - равный, одинаковый + topos - место) - разно
видности одного химического элемента, занимающие одно и то же место 
в периодической системе элементов Менделеева, т. е. имеющие одинаковый заряд ядра, но различающиеся массами атомов. 

Изотопы бывают стабильными – неопределенно долго сохраняю
щие нуклонный состав ядра и нестабильными – способными претерпевать 

ядерные превращения, становясь другими химическими элементами. На 
данный момент  известно около 280 стабильных и более 2000 нестабильных изотопов у 116 природных и искусственно полученных химических 
элементов. 

Нестабильные изотопы, претерпевая ядерные превращения, по
рождают корпускулярное или волновое радиоактивное излучение. 

Источником радиоактивного (ионизирующего) излучения могут 

являться следующие внутриядерные процессы: α-распад, β-распад, электронный захват, внутренняя конверсия. 

Альфа-распад – самопроизвольное испускание атомными ядрами 

альфа-частиц. α-частица представляет собой связанное состояние двух 
протонов и двух нейтронов (т.е. ядро гелия). В результате α-распада конечное ядро содержит на 2 протона и 2 нейтрона меньше, чем начальное. 
Например, α-распад ядра урана, содержащего 238 нуклонов, в числе которых 94 протона, записывается следующим образом: 

 

238U→ 234Th + α. 

      

Альфа-распад становится энергетически возможным для ядер, со
держащих не менее 60 протонов.  Энергия, освобождающаяся при  
α-распаде, обычно заключена в интервале 2–9 МэВ  и основная еѐ часть 
(≈98%) уносится α-частицей в виде еѐ кинетической энергии. Оставшиеся 
2% - это кинетическая энергия конечного ядра. Закономерность альфараспада заключается в том, что по сравнению с исходным ядром масса 
продукта деления всегда уменьшается на 4, а заряд на 2. 

 Бета-распад - самопроизвольный распад нестабильных ядер с ис
пусканием ß-частицы (электрона или позитрона), в основе которого лежит способность протонов и нейтронов к взаимному превращению.  

ß-электронный распад наблюдается в ядрах с избытком нейтро
нов.  Нестабильное ядро конвертирует один из нейтронов в протон, при 
этом ядро испускает электрон и антинейтрино. В результате масса ядра не 
изменяется, а заряд увеличивается на 1. Электронный распад можно описать уравнением: 

 

 
           
 

               

 
Данный вид распада характерен как для естественных, так и для некоторых искусственных изотопов. 

ß-позитронный распад наблюдается в ядрах с избытком протонов. 

Нестабильное ядро конвертирует протон в нейтрон, при этом ядро испускает  позитрон и нейтрино. Вылетев из ядра, позитрон срывает с оболочки 
«лишний» электрон или взаимодействует со свободным электроном, об

разуя электрон-позитронную пару, которая мгновенно аннигилирует с 
образованием 2 γ-квантов, каждый из которых обладает энергией  
0,511 МэВ, соответствующий энергии покоя электрона и позитрона. В 
результате масса ядра не меняется, а заряд уменьшается на 1. Этот процесс можно описать следующим образом: 

 

 
           
 

              

 
Подобный вид распада присущ только искусственным изотопам. 

Электронный захват. Самопроизвольное превращение протониз
быточных 
ядер 
наблюдающееся 
при 
дефиците 
энергии 
(менее 

1,022  МэВ) недостаточной для позитронного распада. В данном случае 
ядерное превращение осуществляется путем захвата одним из протонов 
электрона с наиболее близкого к нему К- или L-слоя и последующей конверсии его в нейтрон. На освободившееся в К-слое место смещается электрон с более отдаленного слоя, а избыток энергии при данном переходе 
испускается атомом в виде характеристического рентгеновского излучения. Электронный захват можно описать следующей формулой. 

 

 
     

      
 

            

 
При электронном захвате масса ядра не изменяется, а заряд уменьшается 
на 1. Его наблюдают только у искусственных изотопов. 

Внутренняя конверсия. Если в результате ядерного превращения 

в ядре сохраняется избыток энергии, то такой атом называется возбужденным и стремиться перейти в состояние с меньшей энергией. Осуществить такой переход можно путем внутренней конверсии. Сущность 
процесса заключается в том, что ядро передает энергию возбуждения одному из электронов К-, L- или М-слоя в результате чего он удаляется за 
пределы атома. Такие электроны называются электронами внутренней 
конверсии. Они имеют линейчатый спектр энергии, тогда как электроны 
ß-распада обладают сплошным спектром. После вылета электрона за пределы атома на образовавшееся «вакантное» место смещается электрон с 
более высокого уровня с испусканием характеристического рентгеновского излучения. 

Некоторые изотопы способны «расщепляться» несколькими способа
ми: путем α и β-электронного распада, β-позитронного распада и электронного К-захвата. В подобных ситуациях превращения осуществляются в строго 
определенной пропорции; например распад 212Bi в 33,7% случаев осуществляется путем α-распада, а в 66,3% - путем β-электронного распада. 

Рассмотренные выше ядерные превращения и являются источни
ком радиоактивных излучений. По природе эти излучения подразделяют 

на 2 группы: корпускулярные – обусловленные частицами (ядра атома 
гелия, нейтроны, протоны, электроны и т.д.) и волновые – обусловленные 
квантами электромагнитного излучения. 

Количество нестабильных изотопов в результате ядерных превра
щений с течением времени уменьшается. Этот процесс происходит  
непрерывно, его скорость и характер определяется строением ядра химического элемента и не зависит от обычных физических и химических 
процессов. Распад носит вероятностный характер, т.е. нельзя заранее 
определить,  когда и какой атом распадется. Однако, для каждого радиоактивного изотопа существует средняя скорость распада, являющаяся 
постоянной величиной. 

На основании этих данных был сформулирован закон радиоактив
ного распада - за единицу времени распадается одна и та же часть от 
имеющихся в наличии ядер изотопа. Он описывается следующим выражением 

Nt  = N0e-λt 

где:   Nt – количество ядер изотопа на момент времени t; 

N0 – исходное количество ядер изотопа; 
е – основание натурального логарифма 2,72; 
λ – постоянная распада данного изотопа; 
t – время распада изотопа. 
Графически этот закон описывается экспоненциальной зависимо
стью (рис. 1). 

 

 

 

Рис. 1. Кривая радиоактивного распада.