Содержание цезия-137 в почвенном покрове Центрального и Южного Таджикистана

The content of cesium-137 in the soil cover of the central and southern parts of Tajikistan was studied. The study area of the regions of the republic is about 45,000 km2. 92 soil samples from the Central and Southern parts of the republic were collected from cultivated and uncultivated fields to a depth of 25 cm from the ground surface. Each sample at the sampling point was cleared of stones, roots and other inclusions. The sample was dried to an air-dry state, crushed and sieved through a sieve with a hole diameter of 2 mm. When measuring the samples, we used a standard 1 L Marinelli beaker. Measurements of the specific activity of cesium-137 in soil samples were carried out on a gamma spectrometer based on highly pure germanium. The maximum content of cesium-137 was observed in soil sample No. 1 of the Kamarob area of the Rasht district, which specific activity in the sample is 148 Bq / kg. The minimum specific activity of cesium-137 is observed in soil samples from the Tajikabad district. The dependence of the concentration of cesium-137 on the topography in the region under study has been established. In some of the investigated samples, the cesium-137 isotope was not detected (sample no. 2 from the Ayvaj area of the Shahritus district and sample no. 4 from the Farkhor district). The dynamics of the distribution of cesium-137 on the soils of uncultivated fields and soils of cultivated fields of the Khatlon region of Tajikistan has been studied. It was found that the content of the isotope of cesium-137 in the treated fields differs from the untreated ones. It has been determined that in the soils of cultivated lands, the content of cesium-137 is concentrated at a depth of 20-25 cm. At the foot of the mountains and clay soils, a relatively high content of the isotope of cesium-137 is observed in comparison with plains and sandy soils.Проведено исследование содержание цезия-137 в почвенном покрове Центрального и Южного Таджикистана. Площадь территории исследования регионов республики составляет около 45 000 км2. Традиционным методом отобрано 92 образца почв Центрального и Южного Таджикистана из обрабатываемых и необрабатываемых полей до глубины 25 см от поверхности земли. Каждую пробу в точке отбора очищали от камней, корней и других включений. Пробу высушивали до воздушносухого состояния, измельчали и просеивали через сито диаметром отверстий 2 мм. При измерении проб использовали стандартный сосуд «Маринелли» объёмом 1 л. Измерения удельной активности цезия-137 в пробах почв проводились на гамма-спектрометре на основе особо чистого германия. Максимальное содержание цезия-137 наблюдается в пробе почвы № 1 местности Камароб Раштского района, удельная активность в которой составляет 147,5 Бк/кг. Минимальная удельная активность цезия-137 наблюдается в пробах почв местности Таджикабад. Установлена зависимость содержания цезия-137 от рельефа местности в исследуемом регионе. В некоторых исследуемых пробах изотоп цезий-137 не был обнаружен (проба № 2 из пустыни Айвадж района Шахритус и проба № 4 из района Фархор). Исследовано распределение цезия-137 на почвах необрабатываемых полей и почвах обрабатываемых полей Хатлонской области Таджикистана. Обнаружено, что содержание изотопа цезия-137 на обрабатываемых полях отличается от необрабатываемых. Определено, что в почвах обрабатываемых земель цезий-137 концентрируется на глубине до 20–25 см. У подножия гор и в глинистых почвах наблюдается относительно высокое содержание изотопа цезия-137 по сравнению с равнинами и песчаными почвами

МОНИТОРИНГ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ СОТРУДНИКОВ РЕНТГЕНКАБИНЕТОВ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛИКЛИНИК Г. ДУШАНБЕ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

The article presents the data and analyses of personnel’s average annual external exposure doses monitoring via the thermoluminescent dosimetry method used for X-ray radiological personnel in dental polyclinics of Dushanbe, Tadjikistan Republic over a 5-year period ( 2010–2014 ). Out of 42 registered medical institutions dental polyclinics amounted up to only just 14%. For this work thermoluminescent dosimeters were used ( with LiF: Mg, Ti ) with the thermoluminescent dosimetric installation “ Harshaw – 4500” as the reader device. Monitoring results comparison of individual dose equivalent Hp ( 10 ) values was conducted for two groups of medical workers: medical doctors and X-ray lab technicians. It is demonstrated that radiological technicians’ professional exposure doses are on the average by 23% higher than those for medical doctors.The average individual exposure doses over the above indicated period amount to 0,93 mSv and 1,3 mSv for doctors and X-ray lab technicians, respectively, and are in the range from 0,45 mSv to 2,39 mSv. The doses include contribution from the natural background. The values of doses recorded for the personnel in dental polyclinic correspond to those recorded for the workers in the routine X-ray rooms.В статье рассматривается информация о дозах облучения медицинского персонала в рентгеновской стоматологии. Представлены данные мониторинга и анализ индивидуального дозиметрического контроля методом термолюминесцентной дозиметрии внешнего облучения сотрудников рентгеновских кабинетов стоматологических поликлиник г. Душанбе Республики Таджикистан за 5 лет (2010–2014 гг.). С помощью установки «Harshaw-4500»(США) определен индивидуальный эквивалент дозы Нр(10). Рассчитаны средние годовые индивидуальные дозы облучения врачейрентгенологов и рентгенлаборантов. Их значения составили 0,7 мЗв и 1,04 мЗв в год при работе с интраоральными рентгеновскими стоматологическими аппаратами и ортопантомографами соответственно. Диапазон измерений составил от 0,19 мЗв до 2,12 мЗв. Показано, что дозы профессионального облучения у рентгенлаборантов в среднем на 23% выше, чем у врачей-рентгенологов. Дозы представлены с учетом фоновых значений. Величины доз облучения персонала соответствуют аналогичным значениям специалистов рентгеновских отделений общей рентгенодиагностики при проведении прочих рентгенологических исследований

Радоновый мониторинг на территории Северного Таджикистана

The article presents the results of radon monitoring on the territory of Northern Tajikistan. Analysis of the results of the monitoring shows that at present, relatively high values of radon concentration in the atmospheric air are found in the areas where uranium tailings are located, primarily in the city of Istiklol and the Dehmoy tailings dam. This is primarily due to the lack of protective coatings on the surface of the tail material, which turns this area, in fact, into radon-prone areas of technogenic origin. In different parts of the Dehmoy tailings dam, the radon concentration in the atmospheric air varies between 200 and 1000 Bq/m3, and the radon flux density from the surface reaches 65,000 mBq/(m2∙s). On the territory of tailings dam in the city of Istiklol, the value of radon concentration in the atmospheric air is in the range of 44–195 Bq/m3. At the same time, it was found that the radon potential of the tailings dams, where the surface has a protective coating, is much lower. For example, the radon flux density from the surface of the Gafurov tailings dam, where surface is covered with loess-like loams up to 2.5–3.0 m thick, does not exceed 100 mBq/(m2∙s), with average values of 40-60 mBq/(m2∙s); the radon concentration in the atmospheric air is about 55 Bq/m3. Despite the intense exhalation of radon from the surface of some tailings dams, their territory is not currently a residential zone and, accordingly, does not affect the radon situation in buildings located in the settlements nearby. In the cities of Khujand, Buston, Gafurov, Istiklol and the village of Adrasman, the average values of indoor radon concentration do not exceed maximum permissible levels. It is recommended to conduct a full rehabilitation of uranium legacy sites, primarily uranium tailings dams in the city of Istiklol and Dehmoy tailings dam, for the improvement of the radon situation in Northern Tajikistan with consideration for possible expansion of the settlements.В статье приведены результаты радонового мониторинга на территории Северного Таджикистана. Анализ результатов выполненных работ показывает, что в настоящее время на обследованной территории относительно высокие значения объемной активности радона в атмосферном воздухе наблюдаются в зонах расположения урановых хвостохранилищ, в первую очередь в г. Истиклол и Дигмайском хвостохранилище. Данное обстоятельство обусловлено прежде всего отсутствием защитных покрытий на поверхности хвостового материала, что превращает эту местность по сути в радоноопасные территории техногенного происхождения. Так, на разных участках действующего Дигмайского хвостохранилища объемная автивность радона в атмосферном воздухе варьирует в пределах 200–1000 Бк/м3, а плотность потока радона с поверхности достигает  65 000 мБк/(м2∙с). На территории хвостохранилищ г. Истиклол значение объемной активности радона в атмосферном воздухе находится в пределах 44–195 Бк/м3. В то же время установлено, что потенциальная радоноопасность территории хвостохранилищ, поверхность которых имеет защитное покрытие, гораздо ниже. Например, плотность потока радона на территории хвостохранилища г. Гафуров, поверхность которого покрыта лёссовидными суглинками толщиной до 2,5–3,0 м, не превышает 100 мБк/(м2∙с) при средних значениях 40–60 мБк/(м2∙с), а объемная активность радона в атмосферном воздухе составляет в среднем 55 Бк/м3. Несмотря на высокое выделение радона с поверхности некоторых хвостохранилищ, их территория не является на данный момент селитебной зоной и, соответственно, не оказывает влияния на радоновую обстановку в зданиях, расположенных, поблизости населенных пунктов: в городах Худжанд, Бустон, Гафуров, Истиклол и поселке Адрасман средние значения объемной активности радона в воздухе помещений соответствуют установленным нормативам. Для улучшения радоновой обстановки на территории Северного Таджикистана с учетом возможного расширения территории застройки населенных пунктов рекомендуется провести комплекс мероприятий по рекультивации территории объектов уранового наследия, в первую очередь урановых хвостохранилищ г. Истиклол и Дигмайского хвостохранилища

Сравнительный анализ внешнего облучения различных профессиональных групп медперсонала г. Душанбе Республики Таджикистан

The work provides a comparative analysis of average annual individual radiation doses based on the obtained values of individual dose equivalent Hp (10), which had been obtained during 5 years of investigations (2014-2018) by using the thermo-luminescent dosimetry method of 70 employees working computed tomography, radioscopy, fluorography and radiography from 15 medical institutions in Dushanbe city. The ratio of medical personnel of the different professional groups showed that 63% of them were engaged in radiography, 19% x-ray, 10% computed tomography and 8% radioscopy. Analysis of the average annual radiation doses of every occupational group showed that the specialists in charge of fluorography have a high dose (max 1.74 mSv) and the personal of computed tomography have the lowest dose (max 1.34 mSv), and over time there is a tendency to equalize the values of average annual doses for all professional groups in the area close to the value of 1.5 mSv. The obtained data of the effective annual dose for all occupational categories had not exceeded the permissible dose limits values required by the «Radiation Safety Standards» (NRB-06 SP 2.6.1.001-06). Calculations are given without subtracting background values. The analysis data allows to identify the most exposed professional groups and to address the issues of ensuring radiation safety in a targeted manner.В работе на основе полученных величин индивидуального эквивалента дозы Hp(10) методом термолюминесцентной дозиметрии дается сравнительный анализ среднегодовых индивидуальных доз облучения за 5 лет (2014–2018 гг.) 70 сотрудников при проведении компьютерной томографии, скопии, флюорографии и рентгенографии из 15 медучреждений г. Душанбе. Соотношение медперсонала профессиональных групп показало, что 63% из них занимаются рентгенографией, 19% – флюорографией, 10% – компьютерной томографией и 8% – скопией. Анализ среднегодовых доз облучения каждой профессиональной группы показал, что наибольшую дозовую нагрузку в среднем имеют специалисты, занимающиеся флюорографией (max 1,74 мЗв), а наименьшую – компьютерной томографией (max 1,34 мЗв), причем со временем наблюдается тенденция выравнивания значений среднегодовых доз у всех профессиональных групп в область, близкую к значению 1,5 мЗв. Полученные данные эффективной годовой дозы для всех профессиональных категорий не превышают допустимые предельные значения, установленные «Нормами радиационной безопасности» (НРБ-06 СП 2.6.1.001-06). Расчеты даны без вычета фоновых значений. Данные анализа позволяют выявлять наиболее облучаемые профессиональные группы и целенаправленно решать вопросы обеспечения радиационной безопасности

Содержание изотопов 210Pо И 210Pb в воде искусственного озера г. Истиклола Республики Таджикистан и их бионакопление в организме рыб

The results of monitoring of 210Po and 210Pb isotopes in water of artificial lake (former uranium mine) of Istiklol city of the Republic of Tajikistan and their bio-accumulation are given. Fish living in this area is using as a food by local population. It has been found that the level of210Po isotope in the liver of fish, in particular of carаs fish, was relatively high. It has been defined that the annual effective radiation dose from gamma radiation and isotopic activity in water for human in the Istiklolcity exceeds the recommended annual threshold dose level (10 mSv). Приведены результаты мониторинга изотопов 210Pо и 210Pb в воде искусственного озера (бывший урановый карьер) г. Истиклола Республики Таджикистан и их бионакопление. Рыбы, обитающие в данном водоёме, частично используются в рационе жителей в качестве пищи. Определено, что уровень изотопа 210Po в печени обитающих в озере рыб, в частности карасей, были сравнительно высоки. Установлено, что годовая эффективная доза облучения от гамма-излучения и активности изотопов в воде для человека в г. Истиклоле превышает рекомендованный годовой уровень пороговой дозы (10 мЗв)

Оценка потенциальной радиационной опасности хвостохранилища Дигмай (Таджикистан) для населения, проживающего вокруг него

The paper presents results of radiation monitoring of the Dehmoy tailings pond and the nearest inhabited locality, Goziyon village. It is shown that the average gamma dose rate on the surface of Dehmoy tailings pond reaches 20 μSv/h, density of radon flux from the surface reaches 65 Bq/(m2∙s), and the outdoor radon concentration at the Dehmoy tailings pond varies from 200 to 1000 Bq/m3. It was found that the activity concentration of 238U in the tailing material reaches 980 Bq/kg and the activity concentration of 226Ra reaches 7620 Bq/kg. Potential doses for three hypothetical groups of the population living in the village of Goziyon were assessed and the following sources and ways of exposure were taken into account: external gamma radiation due to soil contamination; internal exposure due to inhalation of 222Rn and its progeny, as well as longlived radionuclides with aerosols from atmospheric air; internal exposure due to ingestion of soil particles. The hypothetical doses range from 0.4 to 17.0 mSv/year. The most significant contributors to the dose are the external gamma radiation and the internal exposure due to inhalation of 222Rn and its progeny. The  contribution of internal exposure due to the ingestion of soil particles  in the case of working in windy conditions and the lift of dust from the surface of the tailings pond can also be significant. The hypothetical annual doses to three hypothetical groups of the population can be considered as the basis for estimating the safe working time at the tailings pond during its rehabilitation. The calculated dose estimate (up to 17 mSv/year) is rather high and unacceptable compared to the dose limit for the population of 1 mSv/year above the background level. В статье приведены результаты радиационного мониторинга на хвостохранилище Дигмай и ближайшем населенном пункте – поселке Гозиён. Показано, что средняя мощность амбиентной дозы на поверхности хвостохранилища Дигмай достигает 20 мкЗв/ч, плотность потока радона с поверхности материала хвостохранилища достигает 65 Бк/(м2∙с), при этом объемная активность 222Rn в атмосферном воздухе над хвостохранилищем на разных участках изменяется от 200 до 1000 Бк/м3. Установлено, что удельная активность 238U в хвостовом материале достигает 980 Бк/кг, а 226Ra – 7620 Бк/кг. При оценке доз облучения трех гипотетических групп населения, проживающего в поселке Гозиён, учитывались следующие факторы и пути облучения: внешнее облучение, вызванное загрязнением почвы; внутреннее облучение за счет ингаляции 222Rn и его короткоживущих дочерних продуктов распада, а также долгоживущих радионуклидов с аэрозолями из атмосферного воздуха; внутреннее облучение за счет перорального поступления частиц почвы. Полученные значения годовых доз облучения составляют от 0,4 до 17,0 мЗв/год. При этом наиболее значимый вклад в облучение вносит внешнее гамма-излучение в случае пребывания людей на поверхности хвостохранилища, а также внутреннее облучение за счет ингаляции 222Rn и его короткоживущих дочерних продуктов распада. Существенным может быть и вклад внутреннего облучения за счет перорального поступления частиц почвы при проведении работ в условиях ветреной погоды и подъема пыли над хвостохранилищем. Годовые дозы облучения для трех гипотетических групп населения можно рассматривать в качестве основы для планирования безопасного времени проведения работ на  хвостохранилище на этапе реализации проектов по его реабилитации. Полученная оценка дозы (до 17 мЗв/год) является достаточно высокой и неприемлемой по отношению к принятому пределу дозы безопасного облучения для населения в 1 мЗв/год над природным фоном

Analyzing the forces binding a restriction endonuclease to DNA using a synthetic nanopore

Restriction endonucleases are used prevalently in recombinant DNA technology because they bind so stably to a specific target sequence and, in the presence of cofactors, cleave double-helical DNA specifically at a target sequence at a high rate. Using synthetic nanopores along with molecular dynamics (MD), we have analyzed with atomic resolution how a prototypical restriction endonuclease, EcoRI, binds to the DNA target sequence—GAATTC—in the absence of a Mg2+ ion cofactor. We have previously shown that there is a voltage threshold for permeation of DNA bound to restriction enzymes through a nanopore that is associated with a nanonewton force required to rupture the complex. By introducing mutations in the DNA, we now show that this threshold depends on the recognition sequence and scales linearly with the dissociation energy, independent of the pore geometry. To predict the effect of mutation in a base pair on the free energy of dissociation, MD is used to qualitatively rank the stability of bonds in the EcoRI–DNA complex. We find that the second base in the target sequence exhibits the strongest binding to the protein, followed by the third and first bases, with even the flanking sequence affecting the binding, corroborating our experiments

Single Cell Deposition and Patterning with a Robotic System

Integrating single-cell manipulation techniques in traditional and emerging biological culture systems is challenging. Microfabricated devices for single cell studies in particular often require cells to be spatially positioned at specific culture sites on the device surface. This paper presents a robotic micromanipulation system for pick-and-place positioning of single cells. By integrating computer vision and motion control algorithms, the system visually tracks a cell in real time and controls multiple positioning devices simultaneously to accurately pick up a single cell, transfer it to a desired substrate, and deposit it at a specified location. A traditional glass micropipette is used, and whole- and partial-cell aspiration techniques are investigated to manipulate single cells. Partially aspirating cells resulted in an operation speed of 15 seconds per cell and a 95% success rate. In contrast, the whole-cell aspiration method required 30 seconds per cell and achieved a success rate of 80%. The broad applicability of this robotic manipulation technique is demonstrated using multiple cell types on traditional substrates and on open-top microfabricated devices, without requiring modifications to device designs. Furthermore, we used this serial deposition process in conjunction with an established parallel cell manipulation technique to improve the efficiency of single cell capture from ∼80% to 100%. Using a robotic micromanipulation system to position single cells on a substrate is demonstrated as an effective stand-alone or bolstering technology for single-cell studies, eliminating some of the drawbacks associated with standard single-cell handling and manipulation techniques