Доза облучения населения за период жизни 70 лет составляет бэр: . 2.6.1.2523-09 » -99/2009″

Содержание

0193-06-сон 05.01.2006. Нормы радиационной безопасности (НРБ-2006) и основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-2006)

САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
^{(полное наименование органа государственного санитарного надзора, адрес, телефон)}
			Экз. № _____
Санитарно-эпидемиологическое заключение №— на право работы с источниками ионизирующего излучения (ИИИ)
1. Организация __________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
^{(полное и сокращенное наименование, административный район, адрес, телефон)}
2. Министерство, ведомство __________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
^{(полное и сокращенное наименование, адрес)}
3. Вышестоящая (непосредственно над организацией) организация _________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
^{(полное и сокращенное наименование, адрес, телефон)}
4. Подразделение организации (объект), получающее санитарно-эпидемиологическое заключение
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
^{(наименование, подчиненность в структуре организации, административный район, адрес, телефон)}
5. Должностное лицо, ответственное за радиационную безопасность на объекте
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
^{(должность, номер, дата приказа по организации о возложении ответственности, телефон)}
6. Разрешаются работы с ИИИ
Вид и характеристика ИИИ	Вид и характер работ	Место проведения работ	Ограничительные условия
I. Работы с открытыми ИИИ ________________
II. Работы с закрытыми ИИИ ________________
III. Работы с устройствами, генерирующими излучение ________________
IV. Другие работы с ИИИ ________________
7. Санитарно-эпидемиологическое заключение выдано на основании ______
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
^{(актов приемки, обследований и других документов с указанием номеров и дат, органов надзора)}
8. Санитарно-эпидемиологическое заключение действительно до «_____» ______________ 2 _____ г.
Главный государственный санитарный врач ____________________________
		*_^(Ф.И.О.)*
М.П.

Аварии на АЭС — Муниципальное образование Литейный округ (№79)

Радиоактивность – совсем не новое явление, как до сих пор считают некоторые, связывая ее со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни.

Менее чем за полувековую историю развития ядерной энергетики произошло три крупных аварии на АЭС, вызвавшие тяжелые последствия. Первая – в 1957 г., вторая – в 1979 г., третья – в 1986 г. и четвертая – в 2011 г. А всего в 15 странах мира произошло более 200 инцидентов и аварий различной степени сложности и опасности.

Если бы такая частота катастроф сохранилась в ближайшем будущем, то это бы означало, что на АЭС мира, которых более 400, будут возникать еще чрезвычайные ситуации, связанные с расплавлением активной зоны реактора. Вероятность такого события – один раз в 4 — 5 лет составит примерно 70%.

Чернобыльская катастрофа (26 апреля 1986 г.) представляет собой событие века, которое почувствовали не только в России, на Украине, в Белоруссии, но и в других странах. Еще в 1990 году в Постановлении Верховного Совета СССР говорилось: «Авария на Чернобыльской АЭС по совокупности последствий является самой крупной катастрофой современности, обще народным бедствием, затронувшим судьбы миллионов людей, проживающих на огромных территориях». Одиннадцать областей, в которых проживало 17 млн. человек, из них 2,5 млн.

детей до 5 летнего возраста, оказались в зоне заражения. В районах жесткого радиационного контроля – 1 млн. человек Гомельской, Могилевской, частично Брянской, Житомирской, Киевской и Черниговской областей. Пострадало много людей не только оттого того, что они начинали ощущать на себе пагубное воздействие радиации, но и оттого, что большому количеству жителей пришлось покинуть свои дома, свои населенные пункты. Нельзя забывать – через Чернобыль, участвуя в работах по ликвидации, прошло несколько сотен тысяч человек. Для значительного количества людей это не прошло бесследно.

Информации об аварии не было. Ее попросту по началу скрывали. Население понятия не имело о случившемся. Эвакуация началась лишь спустя 36 часов. Следует сказать о расхлябанности, неумелых и нерешительных действиях персонала в чрезвычайной ситуации.

Какой огромный объем работ пришлось проводить. Только в течение первых двух лет (на апрель 1988 г.) дезактивировано 21 млн. кв. м поверхности, оборудования, захоронено 500 тыс. м2 грунта, обеззаражено 600 деревень и сел. Свыше 5 млн. человек охвачено профилактическим медицинским контролем. Для эвакуированных построено более 21 тыс. домов и 800 объектов социально бытового и культурного назначения. В кратчайшие сроки выделено 15 тыс. квартир.

Работы, хотя и с меньшим размахом, но продолжаются и поныне.

Нельзя забывать о том, что из народнохозяйственного оборота исключены пашни, сенокосы, луга, остановились многие предприятия. Из 30 километровой зоны вокруг Чернобыля произведено отселение. По сути дела это пространство стало необитаемым.

Еще долго ждать: не один десяток лет для постепенного восстановления жизнедеятельности этого региона.

Представляют интерес цифры о профессиональном риске работающих в различных отраслях промышленности. А колеблются они в довольно больших пределах.

Вид деятельности	Число смертных случаев на 10 тыс. работающих в год
Легкая промышленность	0,15
Ядерная энергетика	2
Химическая промышленность	4
Металлургическая промышленность	8
Сельское хозяйство	10
Угольная промышленность	14
Рыболовство	36

Как видим самая опасная сфера деятельности рыболовство и угольная промышленность, а вовсе не ядерная энергетика.
В принципе нет абсолютной безопасности чего-либо. В каждом деле, которым мы занимаемся, есть своя доля риска. Например, в Англии ежегодно погибает у себя дома от бытовых аварий один человек из 9 тыс. Это могут быть взрывы газа, пожары, поражение электрическим током, отравления химическими веществами и лекарствами, утонул в ванне, угорел или упал с высоты.

Загрязнение местности

Радиоактивное загрязнение (заражение) местности происходит в двух случаях: при взрывах ядерных боеприпасов или при аварии на объектах с ядерными энергетическими установками.

На АЭС реактор является мощным источником накопления радио активных веществ. В качестве ядерного топлива применяются, главным образом, двуокись урана 238, обогащенная ураном 235. Топливо размещается в тепловыделяющих элементах – твэлах, а точнее в металлических трубках диаметром 6 – 15 мм, длиной до 4 м.

В активной зоне реактора, где находятся твэлы, происходит реакция деления ядер урана 235. В результате торможения осколков деления, их кинетическая энергия разогревает реактор. Это тепло затем используется для получения пара, вращения турбин и выработки электрической энергии.

Во время реакции в твэлах накапливаются радиоактивные продукты деления. Если в бомбе процесс деления идет мгновенно, то в твэлах длится несколько месяцев и более. За этот срок короткоживущие изотопы распадаются.

Поэтому идет накопление радионуклидов с большим периодом полу распада.

Таким образом, идет процесс накопления радиоактивных веществ с длительными периодами полураспада. Все они, как правило, являются бета гамма излучателями.

На фоне тугоплавкости большинства радионуклидов такие как: теллур, йод, цезий обладают высокой летучестью. Вот почему аварийные выбросы реакторов всегда обогащены этими радионуклидами, из которых йод и цезий имеют наиболее важное воздействие на организм человека и животный мир. Как видим, состав аварийного выброса продуктов деления существенно отличается от состава продуктов ядерного взрыва. При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому на следе радиоактивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения. При авариях на АЭС характерно, во- первых, радиоактивное заражение атмосферы и местности легколетучими радионуклида ми (йод, цезий и стронций), а, во вторых, цезий и стронций обладают длительными периодами полураспада – до 30 лет.

Поэтому такого резкого уменьшения мощности дозы, как это имеет место на следе ядерного взрыва, не наблюдается.

И еще одна особенность. При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего – 85%.

Загрязнение местности от чернобыльской катастрофы происходило в ближайшей зоне (80 км) в течение 4 — 5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30 км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле.

Из- за этого от туда было эвакуировано все население. К началу 1990 г. во многих районах мощность дозы уменьшилась и приблизилась к фоновым значениям 12 – 18 мкР/ч. Припять и Чернобыль и на сегодня представляют опасность для жизни.

Дозы облучения. Лучевая болезнь

При радиоактивном загрязнении местности от ядерных взрывов или при авариях на ядерных энергетических установках трудно создать условия, которые бы полностью исключали облучение. Поэтому при действии на местности, загрязненной радиоактивными веществами, устанавливаются определенные допустимые дозы облучения на тот или иной промежуток времени. Все это направлено на то, чтобы исключить радиационные поражения людей.

Давно известно, что степень лучевых (радиационных) поражений зависит от полученной дозы и времени, в течение которого человек подвергался облучению. Надо понимать: не всякая доза облучения опасна для человека. Вам делают флюорографию, рентген зуба, желудка, сломанной руки, вы смотрите телевизор, летите на самолете, проводите радиоизотопное исследование – во всех этих случаях подвергаетесь дополнительному облучению. Но дозы эти малы, а потому и не опасны. Если она не превышает 50 Р, то лучевая болезнь исключается. Доза в 200 – 300 Р, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяжелые радиационные поражения.

Но если эту дозу получить в течение нескольких месяцев – это не приведет к заболеванию. Организм человека способен вырабатывать новые клетки и взамен погибших при облучении появляются свежие. Идет процесс восстановления.

Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Если оно превышает четверо суток – считается многократным. Однократное облучение человека дозой 100 Р и более называют острым облучением.

Соблюдение правил поведения и пределов допустимых доз облучения позволит исключить массовые поражения в зонах радиоактивного заражения местности.

Ниже в таблице приводятся возможные последствия острого, однократного и многократного облучения человека в зависимости от дозы.

Доза облучения	Признаки поражения
50	Признаков поражения нет
100	При многократном облучении (10 – 30 суток) внешних признаков нет. При остром (однократном) облучении у 10% тошнота, рвота, слабость
200	При многократном — в течение 3 мес. – внешних признаков нет. При остром (однократном) — появляются признаки лучевой болезни I степени
300	При многократном – первые признаки лучевой болезни. При остром облучении – лучевая болезнь II степени. В большинстве случаев можно выздороветь
400 – 700	Лучевая болезнь III степени. Головная боль, температура, слабость, тошнота, рвота, кровоизлияние внутрь, изменение состава крови. При отсутствии лечения – смерть
Более 700	В большинстве случаев смертельный исход
Более 1000	Молниеносная форма лучевой болезни, гибель в первые сутки

В мирное время все страны, использующие атомную энергию на производстве, в медицине и науке, имеют национальные нормы и правила радиационной безопасности, основанные на рекомендациях Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ).

С 1976 г. у нас действуют Нормы радиационной безопасности (НРБ – 1976/87), уточненные в 1987 г. (после Чернобыля). Их цель – предупредить переоблучение людей при авариях на ядерных энергетических установках (ЯЭУ).

Для этого все население условно разбито на три категории.

Категория А – персонал радиационных объектов, АЭС, радиологи,

рентгенологи и др.

Категория Б – население, проживающее вблизи радиационных объектов.

Категория В – все население.

Для категорий А и Б разработаны и действуют нормы, для категории В – норм нет. На население воздействует тот радиационный фон, среди которого оно живет. У нас в России этот фон колеблется в пределах от 6 до 18 мкР/ч.

В зонах, подверженных радиационному воздействию, после Чернобыля защитные мероприятия проводятся только в том случае, если уровень дозы облучения населения в год более 0,1 бэр (биологический эквивалент рентгена), если меньше, то население проживает по обычному режиму жизнедеятельности.

Нормативы загрязнения

В ходе ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС было разработано большое количество нормативных документов, инструкций, рекомендаций по индивидуальной защите личного состава, а также населения проживающего в загрязненных районах. Среди них на первом месте – документы, регламентирующие допустимые уровни радиационного загрязнения кожи человека и поверхностей различных объектов. Разработанные ранее нормы радиационной безопасности (НРБ 7б) к такой аварийной ситуации мирного времени не подходили, поэтому потребовалось внести соответствующие корректуры.

В связи с этим 11 мая 1990 г. Главным государственным санитарным врачом СССР были утверждены новые временные нормативы радиоактивного загрязнения кожи человека и поверхностей различных объектов в населенных пунктах контролируемых районов России, Украины, Белоруссии.

На другие районы эти нормативы не распространяются. Там используются допустимые уровни загрязнения, установленные нормами радиационной безопасности НРБ 76/87.

Следует помнить, что некоторые естественные радиоактивные элементы в определенных количествах содержатся в продуктах питания и питьевой воде. Иными словами – все продукты, как и сам человек, радиоактивны.

Например, в 1 кг свежего картофеля содержится около 2,9 х 10^-9 кюри (Ки) радиоактивного калия, а природная радиоактивность воды не превышает 5 х 10^-11 Кил (кюри литр). Такая их естественная радиоактивность не оказывает вредного влияния на организм человека.

При крупных радиационных авариях происходит загрязнение внешней среды и дополнительное поступление радионуклидов в продукты питания и воду. В этих случаях они могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье человека.

В целях исключения необоснованного облучения организма Министерством здравоохранения устанавливаются временные нормативы содержания радионуклидов. В настоящее время действуют «Временно допустимые уровни (ВДУ) содержания радионуклидов цезия и стронция 90 в пищевых продуктах и питьевой воде, установленные в связи с аварией на Чернобыльской АЭС (ВДУ 91)». Приводим некоторые из них.

Эти нормы введены в действие с 22 января 1991 г. В последующем они могут быть пересмотрены, но только в сторону уменьшения.

5.3. Уровень радиации и предельно допустимые дозы облучения. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учебное пособие

Мощность дозы естественного (природного и техногенного) радиоактивного фона на территории РФ составляет 0,01–0,02 мР/ч.

Согласно Федеральному закону «О радиационной безопасности населения» № 3-ФЗ от 9 января 1996 г. и поправке к ст. 9 от 1999 г. с января 2000 года для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 зиверта или эффективная доза за период жизни (70 лет) – 0,07 зиверта; в отдельные годы допустимы бо́льшие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта.

После Чернобыльской аварии в РФ установлены следующие допустимые пределы радиационного фона:

15–19 мР/ч (миллирентген в час) – безопасно;

20–60 мР/ч – относительно безопасно;

61–120 мР/ч – зона повышенного внимания;

121 мР/ч и более – опасная зона.

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) рекомендует считать предельно допустимую дозу (ПДД) разового аварийного облучения – 25 бэр; ПДД профессионального хронического облучения – до 5 бэр в год; для ограниченных групп населения – 0,5 бэр. Генетически значимые дозы для населения находятся в пределах 7–55 мбэр/год.

Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Если продолжительность облучения превышает этот срок, то оно считается многократным.

При облучении человека дозой менее 100 бэр отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляющиеся в формуле крови, изменении вегетативных функций.

При дозах более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы облучения. Признаки поражения организма человека при превышении так называемых пороговых значений доз облучения приведены в табл. 9.

Таблица 9

Признаки поражения человека в зависимости от дозы облучения

При радиоактивном заражении местности образуются зоны разной степени опасности для людей, которые характеризуются как мощностью дозы излучения (уровнем радиации) на неопределенное время после аварии, так и дозой, получаемой за определенное время.

По степени опасности зараженную местность на следе выброса и распространения радиоактивных веществ принято делить на следующие 5 зон:

• зона M (радиационной опасности) – 14 мрад/ч;

• зона А (умеренного заражения) – 140 мрад/ч;

• зона Б (сильного заражения) – 1,4 рад/ч;

• зона В (опасного заражения) – 4,2 рад/ч;

• зона Г (чрезвычайно опасного заражения) – 14 рад/ч.

Подробности чернобыльской катастрофы

• Непосредственно при взрыве погиб один человек – оператор насосов Валерий Ходемчук (его тело не удалось обнаружить под завалами), утром того же дня в медсанчасти умер от полученных ожогов и травмы позвоночника инженер-наладчик системы автоматики Владимир Шашенок.

• 27 апреля был эвакуирован город Припять (47 тыс. 500 человек), а в последующие дни – население 10-километровой зоны вокруг ЧАЭС. Всего в течение мая 1986 года из 188 населенных пунктов в 30-километровой зоне отчуждения вокруг станции были отселены около 116 тыс. человек.

• Интенсивный пожар продолжался 10 суток, за это время суммарный выброс радиоактивных материалов в окружающую среду составил около 14 эксабеккерелей (порядка 380 млн кюри).

• Радиоактивному загрязнению подверглось более 200 тыс. кв. км, из них 70% – на территории Украины, Белоруссии и России.

• Наиболее загрязнены были северные районы Киевской и Житомирской обл. Украинской ССР, Гомельская обл. Белорусской ССР и Брянская обл. РСФСР.

• Радиоактивные осадки выпали в Ленинградской обл., Мордовии и Чувашии.

• Впоследствии загрязнение было отмечено в арктических областях СССР, Норвегии, Финляндии и Швеции.

• Первое краткое официальное сообщение о ЧП было передано ТАСС 28 апреля. По словам бывшего генерального секретаря ЦК КПСС Михаила Горбачева, сказанным в интервью BBC в 2006 году, праздничные первомайские демонстрации в Киеве и других городах не были отменены из-за того, что руководство страны не обладало «полной картиной случившегося» и опасалось паники среди населения. Только 14 мая Михаил Горбачев выступил с телевизионным обращением, в котором рассказал об истинном масштабе происшествия.

• Советская госкомиссия по расследованию причин ЧП возложила ответственность за катастрофу на руководство и оперативный персонал станции. Созданный Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) Консультативный комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG) в своем отчете 1986 года подтвердил выводы советской комиссии.

Чернобыль без покрывала и без прикрас | Статьи

В современной науке не все в порядке с оценкой последствий Чернобыля. В радиобиологии идет жесткая, на грани фола, порой даже без правил, борьба двух непримиримых научных направлений. С одной стороны, победившей и господствующей с 1990 года гипотезы о вредном действии сколь угодно малых доз радиации и, с другой стороны, оппонирующей ей теории позитивного действия малых доз радиации. Заложниками этого кризиса стали медицинская радиология и практика радиационной защиты населения в трех независимых государствах, наиболее пострадавших в результате аварии на ЧАЭС в 1986 году. Основы радиационной защиты населения, пострадавшего от чернобыльской аварии 26 апреля 1986 года, базируются на Концепции проживания населения на территориях Украинской ССР с повышенными уровнями радиоактивного загрязнения вследствие чернобыльской катастрофы. Именно с принятием этой концепции на законодательном уровне была закреплена сомнительная в научном отношении победа сторонников линейной беспороговой гипотезы вредного действия сколь угодно малых доз радиации. Базовый принцип концепции в том, что для критической группы (дети 1986 года рождения) эффективная эквивалентная доза дополнительного облучения, связанного с чернобыльской катастрофой, не должна превышать 1,0 мЗв (0,1 бэр) за год и 70,0 мЗв (7 бэр) за жизнь сверх дозы в доаварийный период от природных условий. Ни в концепции, ни в связанных с нею законах даже упоминания нет о том, какую дозу получало население Украины до Чернобыля. К каким природным дозам прибавляются чернобыльские дозы? Какое между ними соотношение? Именно здесь не сказана вся правда, ее замолчали, сказали недоправду, что иногда хуже откровенного вранья. Ответ на вопрос о том, какими были дозы «до Чернобыля», стал национальным табу. Это тайна, которая оберегается больше, чем протоколы Политбюро. По данным современной науки (Научный центр радиационной медицины АМН Украины), доаварийная средняя доза облучения населения Украины от источников природного происхождения составляет до 6,0 мЗв за год, в том числе до 70% от природного радиоактивного газа радона в жилых помещениях, что составляет за 70 лет жизни свыше 37 (до 42) бэр. Причина в том, что Украина — всемирно известный радиогеохимический регион. В среднем по миру, согласно докладу Научного комитета по действию атомной радиации ООН, эта доза составляет 2,3 мЗв за год, или за 70 лет жизни свыше 16 бэр. Дочернобыльские дозы в Украине были и продолжают оставаться в 2 раза больше, чем в среднем по миру! Рядовой украинец «хватает» за 70 лет жизни около 50 бэр (37-42 бэр доаварийных природных и не больше 7 бэр чернобыльских). Фактически 7 бэр за 70 лет за счет Чернобыля, по официальным данным, освященным печатями Минздрава и МЧС Украины, получат жители только 34 населенных пунктов Житомирской и Ровенской областей. Эти сведения стали национальным табу! На загрязненных вследствие аварии на ЧАЭС территориях НЦРМ АМН Украины установил, что почти в половине сел, которые были переселены на новые, чистые территории, совокупные дозовые нагрузки превышают нагрузки вместе с чернобыльской дозой. Так насильственным переселением вроде бы спасали пострадавших. На значительной части Киевской и Житомирской областей, которые относятся к зонам радиоактивного загрязнения, дозы за счет радона в десятки раз больше остатков чернобыльской дозы. Но этого никто не замечает. На предотвращении доз радона политическую, научную и чиновничью карьеру себе не сделаешь. Да и «бабки» здесь не крутятся. Именно в этом и заключается самая большая и неприятная тайна, которую тщательно скрывают уже 12 лет. Не в пример Украине правительство России в 1994 году приняло общегосударственную программу «Радон». А в США и Европе такие программы были приняты еще до Чернобыля. При решении проблем радиационной защиты нельзя растягивать радиацию по отдельным «хатам», когда каждое ведомство занимается лишь «своей» радиацией. Надо разработать всеобщую концепцию радиационной защиты населения, которая определяла бы общий лимит дозы от источников радиоактивного излучения различного происхождения. Это задача номер 1 для радиационной гигиены и медицинской радиологии. Это дело чести для ученых всех трех государств — Беларуси, России и Украины, пострадавших вследствие чернобыльской катастрофы. Пеле и Рональдо — это радиационные мутанты Украинский депутат и бывший работник Минчернобыля Украины Юрий Соломатин хорошо знает проблему, о которой пишет. Знает и научную сторону, и политическую подоплеку. А она состоит в том, что Чернобылем пугать общественность очень выгодно. На радиофобии, на чернобыльских страхах уже давно делаются большие деньги. А научная истина состоит в том, что природный радиационный фон на Украине многократно превышает те радиационные нагрузки, которые оставила после себя авария на АЭС. Средняя по миру доза природного излучения составляет 2,4 мЗв в год. Основной вклад дает газ радон. Самый большой уровень излучения в горных районах, а также там, где много песков и особенно гранита. Например, в метро. Доза естественного облучения во Франции — 5 мЗв в год, в Финляндии — 7,6 мЗв, в Швеции — 6,3 мЗв, в Красноярске, к примеру, — 2,3 мЗв. Самый большой природный фон в России на Кавказских Минеральных Водах. Но именно радоновые ванны — парадокс! — считаются целебными и помогают от множества хворей. Такая же картина в Карловых Варах, в Баден-Бадене, где природный радиационный фон также значительно выше среднего. Рекордным местом на планете по природному фону являются пляжи Копакабаны в Бразилии, где накоплены так называемые монацитовые пески, способные поднять годовую дозу до 100 мЗв. В прибрежных районах Бразилии естественное облучение выше, чем на пляжах, скажем, Индии в 90 раз. И в 200 раз выше, чем на вулканических почвах Италии. Быть может, в этом и заключается разгадка массового рождения в Бразилии футбольных талантов. Значительно выше среднего природный фон и в тех районах, где возникали древние очаги цивилизации: Иран, дельта Нила, дельта Ганга. Но это, быть может, простое совпадение. По словам директора академического Института проблем безопасности атомной энергетики члена-корреспондента РАН Леонида Большова, возникшая после Чернобыля «опасная» доза 1 мЗв — противоречащая здравому смыслу ловушка, которую соорудили те, кто боролся с высокими технологиями. Около 10 млн жителей России проживает в районах, где годовой естественный фон составляет более 10 мЗв. Врачи знают, что лучевая болезнь возникает при дозе облучения в 1000-2000 мЗв, а на обследование направляют тогда, когда доза облучения составляет не менее 200 мЗв. И в России на радиофобии делали себе карьеру. В начале 1990-х годов у нас приняты нормативные акты, по которым облучение в 5 мЗв — это чрезвычайная ситуация, а 10 мЗв приравнивается к катастрофе. Можно представить, какая паника поднимется, если вдруг какой-нибудь полусумасшедший террорист, не дай бог, разбросает радиоактивные материалы. Эффект — нулевой, но — нормативы… Самый опасный техногенный фактор, который влияет на окружающую среду, — обычное загрязнение воздуха, которое «обеспечивают» нам транспорт, энергетические и химические предприятия. Для здоровья конкретного человека фактор загрязнения воздуха в 12-13 раз опаснее, чем проживание в чернобыльской зоне, которое, впрочем, в свою очередь, в 12-20 раз более рискованно, чем работа в закрытых атомных городах Урала, в том числе на печально знаменитом «Маяке». Юрий СОЛОМАТИН, народный депутат Украины, секретарь комитета Верховной рады по вопросам экологической политики, природопользования и ликвидации последствий чернобыльской катастрофы

Чернобыль: стереотипы, мифы, табу | Газета «День»

21 апреля 2004 года должны были состояться парламентские слушания «18-я годовщина Чернобыльской катастрофы. Взгляд в будущее». Но как специалист, который связал свою профессиональную судьбу с радиацией уже почти 50 лет назад, не могу избавится от мысли, что наш «взгляд в будущее» — это только благое намерение, декларация, а в действительности мы еще много лет будем жить с головой, повернутой в прошлое.

Приведу пример. Год назад, в апреле 2003 года, наш комитет был вынужден принять решение о приостановке разработки проекта закона «О Национальной программе минимизации последствий Чернобыльской катастрофы на 2002 — 2005 годы и на период до 2010 года», а также — о проведении «круглого стола» по обсуждению проблемы связи малых доз радиации и состояния заболевания пострадавшего населения, с приглашением на него членов рабочей группы, представителей Минздрава и МЧС Украины, ученых отраслевой и академической науки, НКРЗ, представителей комитета ВР по вопросам здравоохранения, общественности. Мы были вынуждены констатировать, что в сознании управленцев высшего ранга, значительной части депутатского корпуса, общественности установились по вопросам Чернобыля определенные стереотипы, мифы и табу, которые тормозят дальнейшее развитие Чернобыльского законодательства.

Для исполнения этого решения Комитета была проведена кропотливая подготовительная работа. Наконец такой «круглый стол» состоялся в октябре 2003 года. Он также засвидетельствовал существование определенных стереотипов в восприятии Чернобыля.

Первый миф: радиации до Чернобыля даже не было. Возникновению этого мифа содействовало то, что ни в принятой 7-бэрной концепции радиационной защиты населения, ни в связанных с нею двух чернобыльских законах, ни в законе о радиационной защите населения (1995 года) даже упоминания нет о том, какую дозу получало население Украины до Чернобыля. К чему, собственно, должны прибавляться эти дополнительные аварийные дозы облучения? Хотя о дочернобыльских дозах излучения ученым и специалистам давно и хорошо известно и даже изложено в учебниках по радиационной гигиене, но эта информация, так сказать, является «неудобной», поэтому на нее добровольно наложено табу. Приоткроем это табу.

По данным современной отечественной медицинской науки (НЦРМ АМН Украины) доаварийная средняя эффективная доза облучения населения Украины от нечернобыльских источников естественного и техногенно-усиленного происхождения составляет более 5,3 (до 6,0) мЗв/год (0,53 — 0,60 бэр/год). В том числе до 70% — за счет природного радиоактивного газа радона в воздухе жилых помещений, что за 70 лет жизни составляет более 35 (до 42) бэр. Именно на этом фоне должны предотвращать дополнительное облучение, которое связано с Чернобыльской катастрофой, но которое по принятой 7 бэрной концепции не должно превышать 1,0 мЗв/год (0,1 бэр/год) и 70 мЗв (7 бэр) за 70 лет жизни.

Следовательно, средний украинец получает за всю жизнь почти 50 бэр (37 — 42 бэр доаварийных и не более 7 бэр аварийных чернобыльских).

Второй миф: население до сих пор продолжает получать безумные дозы чернобыльской радиации. Хотя в действительности, по научно взвешенным утверждениям Минздрава и МЧС, пострадавшее вследствие аварии население уже получило до 80% пожизненной дополнительной (за счет аварийных выбросов) дозы.

Без какого-либо движения лежат папки многолетних исследований по дозиметрической паспортизации населенных пунктов. Данные по ретроспективным и прогнозным дозам населения, проживающего в населенных пунктах Украины, которые получили радиоактивное загрязнение вследствие Чернобыльской аварии (обобщенные данные за 1986 — 1997 гг., сборник №7), свидетельствуют о том, что преувеличение предусмотренных существующей концепцией лимитов — 70 мЗв (7,0 бэр) за 70 лет жизни — может ожидаться только для 35 из 2203 хнаселенных пунктов, которые попали в зоны радиоактивного загрязнения. Уместно будет отметить, что путем различных законодательных «усовершенствований» утвержденная 7-бэрна концепция де-факто превращена в 0,1-бэрную концепцию.

По сравнению с доаварийной средней эффективной дозой облучения населения Украины от доаварийных источников, дополнительные чернобыльские дозы составляют от 1 до 5%, редко — до 20% и определяются как супермалые дозы радиации.

Дополнительные дозы, даже меньшие 1,0 бэр (вместо разрешенных 7 бэр), за 70 лет жизни получит население в 861 м населенномпункте, что составляет 40% от общего количества населенных пунктов, отнесенных к зонам радиоактивного загрязнения.

Вместе с тем, по данным практической медицинской статистики местных подразделений Минздрава Украины, за последние годы наблюдается рост заболеваемости населения, которое получило малые дозы радиации на радиоактивно загрязненных вследствие Чернобыльской катастрофы территориях. Значительными темпами в последние годы растет количество инвалидов-чернобыльцев.

Возникает определенное противоречие между результатами дозиметрической паспортизации, которые удостоверяют наличие только супермалых дополнительных доз радиации чернобыльского происхождения, с одной стороны, и значительно худшим (по данным практической медицинской статистики), чем можно было ожидать, состоянием здоровья населения — с другой стороны. Это в значительной мере мешает научно взвешенному определению путей дальнейшего преодоления чернобыльского бедствия, порождает со стороны населения и общественности определенное недоверие к власти.

Со стороны мирового научного сообщества есть очень существенные замечания к существующей отечественной медицинской статистике состояния заболевания пострадавшего вследствие аварии на ЧАЭС населения, которые свидетельствуют об определенных методологических просчетах и недостатках в ее ведении. Перечислю некоторые из них:

1. Отсутствие достоверных данных о состоянии здоровья пострадавшего населения до аварии, которая приводит к представлению о связи любых заболеваний исключительно с дополнительным облучением в супермалых дозах.

2. Введение в практику диспансерного наблюдения исследований, которые раньше не применялись, что приводит к представлению об увеличении заболеваемости.

3. Игнорирование прошлого опыта радиационной медицины, некорректное и одностороннее использование медико-демографических показателей в регионе и государстве в целом.

4. Проведение причинного анализа состояния заболевания населения только в связи с дополнительным облучением в супермалых дозах, а не в связи со всеми другими факторами: аварийными и поставарийными факторами риска, а также общим резким ухудшением социально-экономического состояния жизни людей.

Следует отметить и полярные позиции по отмеченной проблеме ученых и представителей практической медицины Украины и Беларуси — с одной стороны, а с другой, — авторитетных мировых организаций и России. Это, на наш взгляд, является подтверждением того, что указанная проблема является неотложной и имеет международный характер. Именно поэтому в 2003 году мировым сообществом была начата разработка Международного чернобыльского проекта, который преследует в ближайшие годы найти более взвешенное и приемлемое решение отмеченной проблемы. Принимают в нем участие и представители Украины.

По моему личному мнению как специалиста, одним из путей разрешения проблемы радиационной защиты населения в целом (а не только от последствий Чернобыльской катастрофы) могло бы стать создание Общей концепции радиационной защиты населения с определением общего (совокупного) лимита дозы от всех источников облучения: естественного, техногенно-усиленного и аварийного. Именно это было записано в Рекомендациях парламентских слушаний к 17-й годовщины Чернобыльской катастрофы, но… воз и ныне там.

Для решения этой задачи у научного сообщества Украины есть соответствующие специалисты, знания и опыт. Дело — за желанием помочь собственному народу в решении этой чрезвычайной задачи.

Что нужно знать о радиации

В последние 30 лет разговоры о радиации ведутся постоянно, но не все, на самом деле, понимают, что это такое, почему и как появляется. Портал Ecoidea.by решил помочь читателям разобраться в вопросах, ответы на которые стоит знать каждому, кто говорит или пишет о радиации.

Что представляет собой радиация? Как и в каких дозах она влияет на человека? Можно ли облучиться в повседневной жизни? В этом тексте мы простым языком постарались объяснить основную важную информацию о радиации.

Что такое радиация, как она появляется и как «работает»?

Ядра некоторых атомов химических элементов бывают нестабильными, то есть склонными распадаться. Так происходит, когда в ядре атома нарушен баланс электронов (+) и протонов (-). В нормальном состоянии их в ядре одинаковое количество, поэтому стабильный атом имеет нейтральный заряд. При неустойчивом состоянии атома его «лишние» части (протоны, нейтроны, электроны) самопроизвольно, без внешнего воздействия, выбрасываются из ядра. Оставшийся без излучившейся части атом превращается в другой атом, так как его формула меняется. Соответственно, превращение атома в другой атом значит, что один химический элемент превращается в другой химический элемент. Этот процесс называется радиоактивным распадом, а излучение, которое испускается при этом – радиацией (её ещё называют ионизирующим или радиоактивным излучением). Способность атома химического элемента распадаться с образованием излучения – это радиоактивность.

Пример ядерной реакции: из радона (Rn) самопроизвольно испускается ядро атома гелия (Не). В соответствии с законом сохранения массы и заряда, масса исходного вещества должны быть равна сумме масс элементов, получившихся в результате реакции. Оставшаяся у радона масса атома (верхний индекс) и заряд ядра (нижний индекс) определяют, какой именно элемент получится при этой реакции. Из таблицы Менделеева узнаём, что 84 – заряд ядра полония. Таким образом, выясняем, что радон (Rn) в результате альфа-распада превращается в полоний (Po).

В нашем примере альфа-распада радон-222 будет являться радионуклидом (радиоактивным изотопом) – нестабильной версией химического элемента.

Чаще всего, когда говорят о радиации, имеют в виду именно ионизирующее излучение – способное превращать нейтральные частицы в электрически заряженные. Хотя, например, солнечный свет – это тоже радиация, он – неонизирующее излучение, то есть не способен придать электрический заряд нейтральным частицам. Поэтому под словом «радиация» мы будем иметь в виду только ионизирующее излучение.

Радиация бывает нескольких видов: альфа-, бета- и гамма-излучение. Один радионуклид может испускать сразу несколько видов радиации.

При альфа-распаде (пример такой реакции был дан выше) из ядра атома химического элемента вырывается ядро атома гелия (альфа-частица). При бета-распаде – поток электронов (бета-частиц), которые летят со скоростью, сравнимой со скоростью света. При гамма-излучении ядро испускает электромагнитные волны с частотой большей, чем у рентгеновского излучения. Для того, чтобы ядро излучало гамма-частицы, оно должно быть в возбуждённом состоянии, то есть ему нужно сначала передать энергию. И тогда, переходя в обычное состояние, оно будет излучать поток фотонов (гамма-частиц).

Как происходят разные типы излучения

При излучении альфа-, бета- и гамма-частицы на огромной скорости сталкиваются с материей, проникают в неё, и начинают взаимодействовать с её атомами и молекулами, изменяя их. Энергия излучения передаётся атомам и молекулам материи, превращая их в заряженные частицы – ионы. Когда много радиоактивных частиц попадает в организм, они начинают разрушать его молекулы.

Проникающая способность (её можно в каком-то смысле сравнить с пробивной силой пули) различных видов радиации разная. Альфа-частицы обладают небольшой проникающей способностью и не могут «пробить» даже кожу человека, лист бумаги или одежду. Бета-частицы немного «сильнее», преградой для них может быть тонкий слой металла. Эти преграды поглотят радиоактивные частицы, поэтому вреда человеку не будет. Если, конечно, источник излучения находится снаружи. Попасть в организм человека они могут другими путями: при вдыхании радиоактивной пыли, питье заражённой воды или через поврежденную кожу. Когда частицы попадают внутрь организма, они становятся внутренним источником облучения организма и начинают сильно влиять на клетки.

Когда частицы попадают внутрь организма, они становятся внутренним источником облучения

Альфа- и бета-частицы очень сильно взаимодействуют с веществом, поэтому даже одна альфа-частица при попадании в живой организм может уничтожить или повредить очень много клеток.

От гамма-излучения очень сложно защититься. Оно обладает большой проникающей способностью, буквально пронизывает человека насквозь. Для защиты от него недостаточно простой одежды, медицинских масок и перчаток, для защиты сгодятся только материалы очень высокой плотности, через которые гамма-излучение не пройдёт: свинцовая стена толщиной несколько десятков сантиметров или бетонная стена толщиной несколько метров.

Радиация появилась у нас после Чернобыля?

Нет, она существовала на Земле всегда. Следует знать, что радиация возникает не только при авариях в атомных реакторах или от работающих приборов, которые создали люди (реакторов, ускорителей, рентгеновского оборудования и т.п.). Есть ещё естественная радиация – та, которая существует в природе. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого её рождения, задолго до появления на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли.

Естественная радиация присутствует буквально повсюду. В большинстве своём её источниками являются природные радиоактивные вещества, окружающие нас и находящиеся внутри нас, – около 73 процентов. Примерно 13 процентов связано с медицинскими процедурами (например, рентгеноскопия), а 14 процентов приходит извне в виде космических лучей. Каждый год человек из всех источников получает дозу радиации в размере примерно 3 миллизиверта (мЗв). [1]

Земная радиация обусловлена в основном естественным распадом радиоактивных элементов, присутствующих в земной коре, – это калий-40 и члены двух радиоактивных семейств – урана-238 и тория-232. Уровни земной радиации неодинаковы для разных мест планеты и зависят от концентрации радионуклидов в земной коре.

Даже человек слегка радиоактивен: в тканях нашего тела одним из главных источников природной радиации являются калий-40 и рубидий-87, причём не существует способа от них избавиться.

То есть облучиться можно, не попадая в чернобыльскую зону?

Да, некоторую дозу можно получить, не выходя из дома. Во-первых, от строительных материалов, во-вторых, от газа радона, в-третьих, от приборов и других самых неожиданных вещей.

Основную дозу радиации современный человек получает в помещениях, ведь за закрытыми дверями мы проводим до 80 процентов времени. Хотя здания защищают от излучений извне, в строительных материалах, из которых они построены, содержится природная радиация.

Так как некоторые стройматериалы помещений делают из природных материалов, они тоже являются источниками излучения и содержат естественные радионуклиды. Эти стройматериалы – кирпич, бетон и дерево. Однако гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза. Использование промышленных отходов при изготовлении строительных материалов также может увеличить дозовую нагрузку. Сюда можно отнести металлический шлак, зольную пыль (отход сжигания угля) и прочее.

Существенный вклад в облучение человека вносит радон и продукты его распада. Это радиоактивный инертный газ, источник которого – земная кора. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях. Другой источник радона в помещении – это сами строительные материалы (бетон, кирпич и т.д.), содержащие естественные радионуклиды, которые являются источником радона. Радон может поступать в дома также с водой (особенно если она подаётся из артезианских скважин), при сжигании природного газа и т.д. Радон в 7,5 раз тяжелее воздуха. Как следствие, концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов обычно ниже, чем на первом этаже. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Регулярное проветривание может снизить концентрацию радона в несколько раз. При длительном поступлении радона и его продуктов в организм человека многократно возрастает риск возникновения рака легких. [1]

Опасно ли делать рентген и как часто его можно делать?

При рентгенорадиологических процедурах облучают определённые участки или органы человека. Однако дозы от этих процедур несравнимы с последствиями взрыва на ЧАЭС.

Средние значения индивидуальной эффективной дозы за процедуру и в процентах от рекомендуемой годовой эффективной дозы. Данные взяты из нормативных актов, действующих в Российской Федерации [5], [6]

В Беларуси не установлены подобные средние значения, при этом в работе с радиологическими процедурами «используются принципы обоснования назначения радиологических медицинских процедур и оптимизации мер защиты пациентов». [8]

По белорусским нормам, средняя допустимая эффективная доза для населения может составлять 1 мЗв в год и 70 мЗв за период жизни (70 лет). Для персонала, работающего с источниками радиации этот показатель равен 20 мЗв в год, а за период трудовой деятельности (50 лет) – 1 зиверт. Причём эти цифры не включают в себя дозы, создаваемые естественным радиационным и техногенно измененным радиационным фоном, а также дозы, получаемые пациентами при медицинском облучении. [7]

Вреден ли компьютер? Излучает ли он радиацию?

Единственной частью компьютера, в отношении которой можно говорить о радиации, являются мониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). В них рентгеновское излучение возникает на внутренней поверхности стекла экрана ЭЛТ. Дисплеев других типов (жидкокристаллических, плазменных и т.п.) это не касается. Мониторы, наряду с обычными телевизорами на ЭЛТ, можно считать слабым источником. Однако благодаря большой толщине стекла, оно же и поглощает значительную часть излучения. Все современные ЭЛТ выпускаются с условно безопасным уровнем рентгеновского излучения. [2]

Можно ли облучиться от «чернобыльца»?

Нет. После облучения человек не становится радиоактивным объектом, не начинает сам излучать радиацию. Это касается и пострадавших от аварии на ЧАЭС, и тех, кто прошёл процедуру флюорографии. Радиацию создают радиоактивные вещества или специально сконструированное оборудование. Сама же радиация, воздействуя на организм, не образует в нём радиоактивных веществ, и не превращает его в новый источник радиации. Таким образом, человек не становится радиоактивным после рентгеновского или флюорографического обследования. Рентгеновский снимок (плёнка) также не несёт в себе радиоактивности. Исключением является ситуация, при которой в организм намеренно вводятся радиоактивные препараты (например, при радиоизотопном обследовании щитовидной железы), и человек на небольшое время становится источником радиации. Однако препараты такого рода специально выбираются так, чтобы быстро терять свою радиоактивность за счёт распада, и интенсивность радиации быстро спадает.

Возможное исключение – человек может перенести радиацию вместе с радиоактивной пылью. На одежде и коже тех, кто когда-либо был в Чернобыле (это касается как эвакуированных, так и ликвидаторов аварии, а также тех, кто ездил в зону отчуждения после катастрофы), могла осесть радиоактивная пыль. Тогда некоторая часть такой радиоактивной «грязи» вместе с обычной грязью может быть передана при контакте другому человеку. В отличие от болезни, которая, передаваясь от человека к человеку, воспроизводит свою вредоносную силу и даже может привести к эпидемии, передача грязи приводит к её быстрому разбавлению до безопасных пределов. Но если человек прошёл процедуру дезактивации, радиация от него не исходит. Кроме того, невозможно представить себе человека, который в течение многих лет является мощным источником радиации и при этом сам не подвержен ее влиянию. [2]

Когда исчезнет радиация, выброшенная на Чернобыле?

Из разрушенного реактора в течение первых десяти дней после аварии было выброшено более 40 видов радионуклидов. Здоровью человека больше всего угрожали йод-131, цезий-137, стронций-90, а также плутоний-241 и его продукты распада.

Однажды попав в окружающую среду, радиация будет существовать там до тех пор, пока не произойдёт полный распад радиоактивного элемента. Скорость «разложения» элемента характеризуют периодом полураспада – это время, за которое распадается в среднем половина имеющихся радионуклидов. Но это не значит, что если радиоактивное вещество имеет период полураспада час, то через час распадётся его первая половина, а ещё через час – вторая, и это вещество распадётся полностью. Это означает, что через час его количество станет меньше первоначального в два раза, через два часа – в четыре, через три часа – в восемь раз и т.д.

В такой же пропорции будет уменьшаться и радиация, излучаемая этим веществом. У каждого радионуклида есть свой «запас» радиации. Одни изотопы выбрасывают его всего за несколько дней, примерно как пулемётчик разряжает обойму за один подход и затем выходит из игры. Другие излучают несильно, но на протяжении долгого времени – то есть тратят свою «обойму» понемногу, поэтому её хватает на долгое время. К примеру, период полураспада «чернобыльского» йода-131 – восемь суток, цезия-137 – 30 лет. Полураспад плутония-241 происходит за 14 лет, но в процессе образуется радиоактивный америций-241, период полураспада которого составляет 432 года. [3] Опаснее всего изотопы, у которых период полураспада меньше, потому что их поражающая сила больше. На пути пулемётчика лучше не стоять.

Биккерели, зиверты, герцы. В этом всём измеряется радиация?

Есть ещё кюри и рентген. Но они несут разный смысл.

Активность (число распадов в секунду) радиоактивных веществ измеряется в беккерелях (Бк) и кюри (Ки). 1 Бк = 1 распад в секунду. Так как это очень маленькая величина, чаще используются мега-, гига-, тера- и петабеккерели. 1 Ки – столько распадов ежесекундно происходит в одном грамме чистого радия – того самого, который впервые выделила Мария Склодовская-Кюри. 1 Ки = 37 миллиардов Бк.

Радиоактивность почвы и продуктов питания также измеряется в Беккерелях (Бк) и Кюри (Ки). Для продуктов питания активность указывается на килограмм, а для поверхности земли – на единицу площади.

Облучение, которое получили люди, живущие на загрязнённой территории, измеряется в Зивертах (Зв). Иногда используют также бэр (биологический эквивалент рентгена), но эта единица измерения считается устаревшей. 100 бэр = 1 Зв; 1 мбэр = 0,01 миллиЗиверт.

Уровень радиационного фона (он же мощность экспозиционной дозы или интенсивность облучения) измеряют в зивертах в секунду (Зв/с) или рентген в секунду (Р/с). Один Р/с или один Зв/с, это очень много, поэтому используют понижающие приставки: милли- и микро-.

Доза излучения, поглощённая веществом, измеряется в Греях (Гр) или радах. 1 Гр = 1 Дж/кг (один джоуль поглощенной энергии на килограмм массы). 1 Гр = 100 рад.

Единицы измерения, связанные с радиацией

Как мне узнать уровень радиации в моём городе? И какой радиационный фон – нормальный?

Актуальную информацию можно найти на сайте Республиканского центра по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды (Гидромет). Именно эта организация следит за радиационной обстановкой в стране. По всей Беларуси расположено 45 стационарных точек контроля, за показателями которых специалисты Гидромета следят круглые сутки. Кроме того, автоматически отслеживается фон ещё в четырёх точках – в зонах влияния всех АЭС, которые находятся недалеко от границ Беларуси: Смоленской в России, Чернобыльской и Ровенской в Украине и Игналинской в Литве.

Обо всех изменениях в фоне специалисты узнают максимум через 10 минут после их появления. Если произойдут значительные изменения, Гидромет доложит от этом в МЧС, и уже это ведомство будет сообщать населению, как поступать в сложившейся ситуации.

Например, по состоянию на 18 января 2017 года мощность дозы гамма-излучения в Минске составляет 0,10 мкЗв/ч. Повышенный уровень мощности дозы гамма-излучения, как и прежде, отмечаются в Брагине и Славгороде, которые находятся в зонах радиоактивного загрязнения. В Брагине – 0,43 мкЗв/ч, в Славгороде – 0,18 мкЗв/ч. [4]

Для конкретной местности не существует «нормального фона» как постоянной характеристики. Его нельзя получить как результат небольшого числа измерений. В любом месте, даже для неосвоенных территорий, где не ступала нога человека, радиационный фон изменяется от точки к точке, а также в каждой конкретной точке со временем. Эти колебания фона могут быть весьма значительными. В обжитых местах дополнительно накладываются факторы деятельности предприятий, работы транспорта и т.д. Например, на аэродромах, благодаря высококачественному бетонному покрытию с гранитным щебнем, фон, как правило, выше, чем на прилегающей местности. Измерения радиационного фона в Минске позволяют указать типичные значение фона на улице (открытой местности) – 0,08–0,12 мкЗв/час, в помещении – 0,15–0,2 мкЗв/час. [3]

Поможет ли дозиметр подстраховаться?

Многие пользуются бытовыми дозиметрами, чтобы определить, где не стоит собирать грибы, или чтобы иметь независимые данные в случае чрезвычайной ситуации. Однако бытовые дозиметры могут давать неверные данные, ведь достоверность измерения зависит от качества прибора, а бытовые дозиметры часто грешат как раз невысоким качеством.

Важно помнить, что дозиметр измеряет мощность дозы ионизирующего излучения непосредственно в том месте, где он находится – в руках человека, на грунте и т.д. Почти бесполезно пытаться измерять радиоактивность продуктов питания или стройматериалов с помощью бытового дозиметра. Для них нужно измерять не мощность дозы, а содержание радионуклидов, а дозиметр принципиально не позволяет измерять этот параметр. [2]

В разговорной речи дозиметром также называют радиометр – прибор для измерения активности радионуклида в источнике или образце (в объёме жидкости, газа, аэрозоля, на загрязненных поверхностях).

Источники информации, использованные в материале:

Брошюра «Что необходимо знать каждому о радиации»;
Раздел «Часто задаваемые вопросы» сайта Республиканского центра по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь;
Статья Википедии «Изотопы америция»;
Раздел «Радиационная обстановка в Беларуси на сегодня» сайта Республиканского центра по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь;
Методические рекомендации по обеспечению радиационной безопасности» «Заполнение форм федерального государственного статистическогонаблюдения № 2-ДОЗ» от 16.02.2007 N 0100/1659-07-26;
Постановление Главного государственного врача № 11 от 21.04.2006 «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований»;
Закон Республики Беларусь «О радиационной безопасности населения» от 5 января 1998 года № 122-З;
Нормы радиационной безопасности (НРБ-2000).

доз в нашей повседневной жизни

В среднем американцы получают дозу облучения около 0,62 бэр (620 миллибэр) каждый год. Половина этой дозы поступает от естественного радиационного фона. Большая часть этого фонового облучения происходит от радона в воздухе, в меньшем количестве — от космических лучей и самой Земли. (На диаграмме справа показаны эти дозы облучения в перспективе.) Другая половина (0,31 бэр или 310 мбэр) приходится на искусственные источники радиации, включая медицинские, коммерческие и промышленные источники.В целом, ежегодная доза в 620 миллибэр от всех источников излучения не причиняет вреда людям.

На этой странице:

Дозы от медицинских процедур

Дозы для медицинских процедур
Процедура	Доза (мбэр)
Рентгеновские снимки однократной экспозиции
Таз	70
Живот	60
Сундук	10
Стоматологическая	1.5
Рука / Нога	0,5
Маммограмма (2 просмотра)	72
Ядерная медицина	400
CT
Все тело	1 000
Сундук	700
Головка	200

На медицинские процедуры приходится почти все (96%) облучение человека техногенной радиацией.Например, рентген грудной клетки обычно дает дозу около 0,01 бэр (10 миллибэр), а компьютерная томография всего тела дает дозу 1 бэр (1000 мбэр), как показано в таблице слева.

Среди этих медицинских процедур рентген, маммография и компьютерная томография используют излучение или выполняют функции, аналогичные функциям радиоизотопов. Однако они не содержат радиоактивных материалов и, следовательно, не регулируются Комиссией по ядерному регулированию США (NRC). Вместо этого большинство этих процедур регулируются государственными агентствами здравоохранения.Фактически, среди этих процедур СРН и его государства-участники только лицензируют и регулируют владение и использование радиоактивных материалов для ядерной медицины.

Радиоактивность пищевых продуктов

Все органические вещества (как растения, так и животные) содержат небольшое количество радиации от радиоактивного калия-40 (⁴⁰ K), радия-226 (²²⁶ Ra) и других изотопов. Кроме того, вся вода на Земле содержит небольшое количество растворенного урана и тория.В результате средний человек получает среднюю внутреннюю дозу около 30 миллибэр этих материалов в год с пищей и водой, которые мы едим и пьем, как показано в следующей таблице. (Суммы указаны в пикокюри на килограмм.)

Естественная радиоактивность в пищевых продуктах
Продукты питания	⁴⁰ K (пКи / кг)	²²⁶ Ra (пКи / кг)
Бананы	3,520	1
Морковь	3 400	0.6 — 2
Белый картофель	3 400	1–2,5
Лимская фасоль (сырая)	4 640	2–5
Красное мясо	3 000	0,5
Бразильские орехи	5 600	1 000–7 000
Пиво	390	—
Питьевая вода	—	0-0.17

Калькулятор персональной годовой дозы излучения

Мы живем в радиоактивном мире, и радиация всегда была вокруг нас как часть нашей естественной среды. Как объяснялось выше, средняя годовая доза на человека из всех источников составляет около 620 мбэр. Чтобы узнать свою личную годовую дозу облучения, используйте интерактивный калькулятор персональной годовой дозы облучения или эту удобную для печати таблицу.

Последняя редакция / обновление страницы 13 мая 2021 г.

Радиационное воздействие на людей

Некоторые части тела особенно подвержены воздействию различных типов источников излучения.Несколько факторов вовлечены в определение потенциальных последствий воздействия радиации на здоровье. К ним относятся:

Размер дозы (количество энергии, вложенной в организм)
Способность излучения наносить вред человеческим тканям
Какие органы поражены

Самый важный фактор — это количество дозы — количество энергии, фактически депонированной в вашем теле. Чем больше энергии поглощается клетками, тем больше биологический ущерб.Физики-медики называют количество энергии, поглощаемой телом, дозой радиации. Поглощенная доза, количество энергии, поглощенной на грамм ткани тела, обычно измеряется в единицах, называемых радами. Другая единица излучения — бэр или рентгеновский эквивалент человека. Чтобы преобразовать рад в бэр, количество рад умножается на число, которое отражает возможность повреждения, вызванного определенным типом излучения. Для бета-, гамма- и рентгеновского излучения это число обычно равно единице. Для некоторых нейтронов, протонов или альфа-частиц это число равно двадцати.

Доза (бэр)	Эффекты
5-20	Возможные поздние эффекты; возможное хромосомное повреждение.
20–100	Временное снижение лейкоцитов.
100-200	Легкая лучевая болезнь в течение нескольких часов: рвота, диарея, утомляемость; снижение устойчивости к инфекции.
200-300	Тяжелые последствия лучевой болезни до 100-200 бэр и кровотечение; Воздействие представляет собой смертельную дозу для 10-35% населения через 30 дней (LD 10-35 / 30).
300-400	Тяжелая лучевая болезнь; также разрушение костного мозга и кишечника; ЛД 50-70 / 30.
400–1000	Острая болезнь, ранняя смерть; ЛД 60-95 / 30.
1000-5000	Острое заболевание, ранняя смерть в днях; ЛД 100/10.

Волосы

Выпадение волос быстро и скоплениями происходит при дозе облучения в 200 бэр или выше.

Мозг

Поскольку клетки головного мозга не воспроизводятся, они не будут повреждены напрямую, если воздействие не составит 5000 бэр или больше. Как и сердце, радиация убивает нервные клетки и мелкие кровеносные сосуды и может вызвать судороги и немедленную смерть.

Щитовидная железа

Некоторые части тела больше подвержены воздействию различных типов источников излучения, чем другие.Щитовидная железа чувствительна к радиоактивному йоду. В достаточном количестве радиоактивный йод может полностью или частично разрушить щитовидную железу. Прием йодида калия может уменьшить последствия воздействия.

Система крови

Когда человек подвергается воздействию около 100 бэр, количество лимфоцитов в крови уменьшается, что делает жертву более восприимчивой к инфекции. Это часто называют легкой лучевой болезнью. Ранние симптомы лучевой болезни напоминают симптомы гриппа и могут остаться незамеченными, если не будет сделан анализ крови.По данным из Хиросимы и Нагасаки, симптомы могут сохраняться до 10 лет, а также могут иметь повышенный долгосрочный риск лейкемии и лимфомы. Для получения дополнительной информации посетите Фонд исследования радиационных эффектов.

Сердце

Интенсивное облучение радиоактивным материалом от 1000 до 5000 бэр может немедленно повредить мелкие кровеносные сосуды и, вероятно, напрямую вызвать сердечную недостаточность и смерть.

Желудочно-кишечный тракт

Радиационное поражение слизистой оболочки кишечника вызывает тошноту, кровавую рвоту и диарею.Это происходит, когда воздействие на пострадавшего составляет 200 бэр или более. Радиация начнет разрушать клетки тела, которые быстро делятся. Они включают кровь, желудочно-кишечный тракт, репродуктивные и волосковые клетки, и в конечном итоге наносят вред их ДНК и РНК выживших клеток.

Репродуктивный тракт

Поскольку клетки репродуктивного тракта быстро делятся, эти области тела могут быть повреждены на уровне всего 200 бэр. В долгосрочной перспективе некоторые жертвы лучевой болезни становятся бесплодными.

За относительно короткий исторический период, с момента зарождения атомной энергетики в России в 1945 году, нормы облучения персонала были серьезно ужесточены.Пределы годовой дозы облучения в России (СССР) были следующими:

300 мЗв (30 бэр) до 1954 г .;
150 мЗв (15 бэр) до 1960 г .;
50 мЗв (5 бэр) до 2000 г.

В настоящее время базовый уровень дозы облучения персонала составляет 50 мЗв / год, но на самом деле он составляет 20 мЗв / год из-за предела дозы облучения в течение жизни, равного 1 Зв за 50 лет и 100 мЗв за 5 лет подряд.Таким образом, за последние 60 лет лимит облучения персонала был снижен в 15 раз.

Федеральным законом «О радиационной безопасности населения» установлены базовые уровни доз облучения персонала и населения АЭС. На самом деле радиация АЭС оказывает на население гораздо меньшее влияние, чем естественная радиация, а профессиональное облучение находится на одном уровне с ней:

1000 мЗв — базовый уровень дозы облучения персонала АЭС за 50 лет профессиональной деятельности;
100 мЗв — базовый уровень дозы облучения персонала АЭС за 5 лет профессиональной деятельности;
70 мЗв — базовый уровень дозы облучения населения за 70 лет;
50 мЗв — годовая базовая доза облучения персонала АЭС;
20 мЗв — среднегодовая индивидуальная доза облучения персонала за 5 лет подряд, контрольный уровень;
5 мЗв — годовая базовая доза облучения населения;
2.2 мЗв — фактическая среднегодовая доза облучения отдельного населения от всех естественных источников излучения;
1 мЗв — среднегодовая доза индивидуального облучения населения за период — — 5 лет подряд, контрольный уровень;
0,02 мЗв — допустимое радиационное воздействие АЭС на население;
мЗв — фактическое облучение населения от выбросов АЭС.

С 1996 года оператор российских АЭС Концерн Росэнергоатом постепенно внедряет ALARA и добился следующих результатов:

На всех АЭС соблюдаются базовые пределы дозы облучения;
лучевая нагрузка на персонал постепенно снижается.

На АЭС с РБМК этот процесс развивается более динамично, чем на других АЭС.

АЭС с реакторами ВВЭР и БН снизили дозу облучения до уровня зарубежных АЭС.

Дальнейшее снижение уровня облучения персонала зависит от эффективности обслуживания АЭС, своевременного внедрения необходимого оборудования (быстросъемные защитные экраны, самосчитывающиеся дозиметры) и эффективного использования ALARA в радиоактивно опасных операциях.

Величины и единицы ионизирующего излучения: Ответы по охране труда

В подземных урановых рудниках, а также в некоторых других рудниках, радиационное облучение происходит в основном из-за переносимого по воздуху газообразного радона и его твердых короткоживущих продуктов распада, называемых дочерними элементами радона или дочерними продуктами радона. Дочки радона попадают в организм с вдыхаемым воздухом. Доза альфа-частиц в легких зависит от концентрации газа радона и дочерних радонов в воздухе.

Концентрация радона измеряется в пикокюри на литр (пКи / л) или беккерелях на кубический метр (Бк / м ³) окружающего воздуха.Концентрация дочерних радоновых частиц измеряется в единицах рабочего уровня (WL), это мера концентрации потенциальных альфа-частиц на литр воздуха.

Облучение рабочих дочерним радоном выражается в месяцах рабочего уровня (WLM). Один WLM эквивалентен 1 WL экспозиции в течение 170 часов.

1 WL = 130000 МэВ энергия альфа на литр воздуха

= 20,8 мкДж (микроджоулей) энергия альфа на кубический метр (м ³) воздуха

WLM = Месяц рабочего уровня

= 1 воздействие WL в течение 170 часов

1 WLM = 3.5 мДж-ч / м ³

Часто люди используют концентрацию газообразного радона (пКи / л) в воздухе для оценки уровня WL дочерей радона. Такие оценки подвержены ошибкам, поскольку отношение радона к продуктам его распада (дочерним радону) не является постоянным.

Коэффициент равновесия — это отношение активности всех короткоживущих дочерних радонов к активности родительского газа радона. Фактор равновесия равен 1, когда оба равны. Дочерняя активность радона обычно меньше активности радона, и, следовательно, коэффициент равновесия обычно меньше 1.

мДж-ч / м ³ = миллиджоуль-часы / на кубический метр

МБк-час / м ³ = мегабеккерель-часы на кубический метр

Джоуль — единица энергии

1 Дж = 1 Вт-секунда = Энергия, передаваемая за одну секунду источником питания мощностью 1 Вт

1 калория = 4,2 Дж

МБк / м ³ = мегабеккерель на кубический метр

WLM = рабочий уровень в месяцах

Приложение F: Воздействие ионизирующего излучения на население США, с особым вниманием к излучению от медицинских изображений | Рак груди и окружающая среда: подход на протяжении всей жизни

NCRP.1987b. Отчет NCRP № 93: Воздействие ионизирующего излучения на население США . Бетесда, Мэриленд: NCRP.

NCRP. 1989. Отчет NCRP № 105: Радиационная защита медицинского и вспомогательного медицинского персонала . Бетесда, Мэриленд: NCRP.

NCRP. 1993. Отчет NCRP № 116: Ограничения воздействия ионизирующего излучения . Бетесда, Мэриленд: NCRP.

NCRP. 2009. Отчет NCRP № 160: Воздействие ионизирующего излучения на население США .Бетесда, Мэриленд: NCRP.

NCRP. 2011. Национальный совет по радиационной защите и измерениям . http://www.ncrponline.org/ (по состоянию на 1 августа 2011 г.).

Неглия, Дж. П., Д. Л. Фридман, Ю. Ясуи, А. К. Мертенс, С. Хэммонд, М. Стовалл, С. С. Дональдсон, А. Т. Медоуз и др. 2001. Второе злокачественное новообразование у пятилетних выживших после детского рака: Исследование выживших после детского рака. Национальный институт рака 93 (8): 618–629.

Неглия, Дж. П., Л. Л. Робисон, М. Стовалл, Ю. Лю, Р. Дж. Пакер, С. Хаммонд, Ю. Ясуи, К. Э. Каспер и др. 2006. Новые первичные новообразования центральной нервной системы у лиц, переживших рак в детском возрасте: отчет по исследованию выживших после рака в детстве. J Natl Cancer Inst 98 (21): 1528–1537.

NRC (Национальный исследовательский совет). 1996. Последствия для здоровья воздействия низких уровней ионизирующего излучения: BEIR V . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

NRC. 2003. Воздействие радиоактивных осадков на американское население в результате испытаний ядерного оружия: обзор проекта отчета CDC – NCI по технико-экономическому обоснованию последствий для здоровья американского населения испытаний ядерного оружия, проведенных Соединенными Штатами и другими странами. .Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.

NRC. 2006. Риски для здоровья от воздействия низких уровней ионизирующего излучения: BEIR VII Phase 2 . Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.

Пирс, Д. А. и Д. Л. Престон. 1993. Совместный анализ локальных рисков рака для выживших после атомной бомбардировки. Radiat Res 134 (2): 134–142.

Пирс, Д. А. и Д. Л. Престон. 2000. Связанные с радиацией риски рака при низких дозах среди выживших после атомной бомбардировки. Radiat Res 154 (2): 178–186.

Престон, Р. Дж. 2008. Обновленная информация о линейной беспороговой модели доза-реакция и последствиях для диагностических радиологических процедур. Health Phys 95 (5): 541–546.

Престон Д. Л., Д. А. Пирс, Ю. Симидзу, Э. Рон и К. Мабучи. 2003. Дозовая реакция и временные рамки радиационно-ассоциированных рисков солидного рака. Health Phys 85 (1): 43–46.

Престон, Д. Л., Э. Рон, С. Токуока, С. Фунамото, Н.Ниси, М. Сода, К. Мабучи и К. Кодама. 2007. Заболеваемость солидным раком у выживших после атомной бомбардировки: 1958–1998. Radiat Res 168 (1): 1–64.

Рон, E. 2003. Риск рака от медицинского излучения. Health Phys 85 (1): 47–59.

Э. Рон, Дж. Х. Любин, Р. Э. Шор, К. Мабучи, Б. Модан, Л. М. Поттерн, А. Б. Шнайдер, М. А. Такер и др. 1995a. Рак щитовидной железы после воздействия внешнего излучения: объединенный анализ семи исследований. Radiat Res 141 (3): 259–277.

Э. Рон, Д. Л. Престон и К. Мабучи. 1995b. Подробнее о заболеваемости раком у выживших после атомной бомбардировки: Солидные опухоли, 1958–1987. Radiat Res 141 (1): 126–127.

Ронкерс, К. М., А. Дж. Сигурдсон, М. Стовалл, С. А. Смит, А. К. Мертенс, Ю. Лю, С. Хаммонд, К. Э. Лэнд и др. 2006. Рак щитовидной железы у выживших после рака в детстве: подробная оценка реакции на дозу облучения и ее модификаторов. Radiat Res 166 (4): 618–628.

Ридберг, Дж., К. А. Баквалтер, К. С. Кальдемейер, М. Д. Филлипс, Д. Дж. Консес, младший, А. М. Айзен, С. А. Персон и К. К. Копецки. 2000. Многосекционная компьютерная томография: методы сканирования и клиническое применение. Радиография 20 (6): 1787–1806.

Сакс, Р. К., и Д. Дж. Бреннер. 2005. Риски солидных опухолей после высоких доз ионизирующего излучения. Proc Natl Acad Sci U S A 102 (37): 13040–13045.

Оценка риска низких доз радиации — критический обзор отчета BEIR VII и его использование гипотезы линейного отсутствия порога (LNT)

ВВЕДЕНИЕ

В США.С., общепризнано, что растущее использование процедур диагностической визуализации за последние два десятилетия привело к значительному увеличению коллективной дозы облучения населения ( 1 ). Эта повышенная доза вызвала беспокойство среди общественности и регулирующих органов и в немалой степени подпитывается многочисленными научными статьями, в которых утверждается, что это увеличение приведет к десяткам тысяч дополнительных случаев рака в год ( 2–4 ). Эти оценки избыточного количества раковых заболеваний подкреплены одним ключевым документом, отчетом BEIR VII ( 5 ) (или одним из его предшественников), в основе которого лежит использование линейной беспороговой (LNT) модели доза-реакция. .Модель LNT используется для оценки риска рака от воздействия низких доз ионизирующего излучения и химических канцерогенов. Таким образом, при изучении способов получения оценок смертности от рака важно понимать происхождение, сильные стороны и ограничения как отчета BEIR VII, так и модели LNT, на которой он основан. Примерно в то время, когда был опубликован отчет BEIR VII, Французская академия наук также опубликовала сопоставимую оценку канцерогенных рисков ионизирующего излучения. В отчете Французской академии подчеркивается важность адаптивных реакций, вызванных низкими дозами, и делается совершенно иной вывод, чем в отчете BEIR VII, и предполагается, что экстраполяция от высоких доз к низким не может быть надежно проведена, что затрудняет использование модели LNT при раке оценка риска ( 6 ).

МОДЕЛЬ LNT И BEIR: ИСТОРИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ

Примерно через год после сообщения Мюллера 1927 года ( 7 ) о том, что рентгеновские лучи могут вызывать мутации в половых клетках самцов плодовых мух, два физика-химика из Калифорнийского университета, Олсон и Льюис, предложили модель LNT ( 8 ) для объяснения генетических изменений в геноме из-за фонового ионизирующего излучения, тем самым предлагая механистическое объяснение теории эволюции Дарвина. Это мутационное объяснение LNT, связанное с космическим / фоновым излучением как движущей силой эволюционных изменений, было вскоре широко отвергнуто ( 9 ) и остается таковым по сей день, поскольку мутационные изменения в нескольких экспериментальных моделях не были эффективно произведены даже при дозах облучения на несколько порядков выше. чем радиационный фон ( 10 ).

Несмотря на неспособность фонового ионизирующего излучения вызвать видимые мутационные изменения в этих исследованиях, модель LNT была принята Германом Дж. Мюллером и сообществом радиационной генетики в попытке предсказать эффекты ионизирующего излучения на геном ( 11, 12 ). Они теоретизировали различные сценарии попаданий, разработали математические уравнения для описания теоретических мутационных реакций, а затем сопоставили свои прогнозы с данными о мутациях Мюллера и других исследователей.Линейные дозовые отклики при очень высоких дозах, в несколько сотен тысяч раз превышающие фоновые, визуально соответствовали их модели единичного попадания. В результате этой конвергенции модели LNT и данных о высоких дозах эти исследователи связали концепцию однократного попадания с более ранней моделью LNT и дали LNT механизм, даже если он плохо определен ( 13 ). Таким образом, модель LNT была повторно введена, даже несмотря на то, что первоначальная причина ее отклонения (т. Е. Неспособность обнаружить мутации при низких дозах) все еще действовала.

Мюллер и его коллеги-радиологи-генетики в течение следующих двух десятилетий работали над тем, чтобы убедить основные национальные и международные комитеты отказаться от исторической зависимости от модели пороговой доза-реакция и принять модель однократного попадания LNT для оценки риска ( 14, 15 ). Несмотря на то, что они неоднократно терпели неудачу в этих усилиях, они наконец достигли долгожданного успеха, когда в 1955 году Национальная академия наук (NAS) учредила первый комитет по биологическим эффектам атомной радиации (BEAR), состоящий из 12 радиологов-генетиков, включая Мюллера. , который убедил комитет принять модель LNT для оценки риска ( 16 ).После первых двух докладов BEAR в 1956 и 1960 годах комитет был по существу переформулирован как Комитет по биологическим эффектам ионизирующего излучения (BEIR). В последующих отчетах BEIR до отчета BEIR VII включительно по-прежнему использовалась модель LNT или ее варианты в качестве краеугольного камня для оценки рисков. Учитывая престиж Национальной академии наук, рекомендация использовать модель LNT была быстро принята в США и других странах и обобщена от узкой области геномного риска до тех, которые связаны с соматическими клетками, с применением для оценки риска рака.Когда в 1976 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) впервые разработало политику в отношении риска рака, Агентство по охране окружающей среды США обратилось к NAS за подходящей моделью для оценки риска и впоследствии приняло модель LNT как центральную часть своей политики в отношении риска рака, обеспечивая ключевую основу. для руководящих принципов оценки риска рака, начиная с 1977 г. и по настоящее время. Более того, модель LNT обеспечивает фундаментальную основу для принципа предосторожности, который охватил регулирующие органы по всему миру, и гласит, что если агент имеет подозреваемый риск причинения вреда населению, при отсутствии научного консенсуса, что агент вреден, бремя доказательства того, что это не вредно, ложится на тех, кто наблюдает за агентом.В некоторых правовых системах, таких как система Европейского Союза, применение принципа предосторожности стало законодательным требованием в некоторых областях права.

ДЕЙСТВИЯ И ПРОТИВ МОДЕЛИ LNT

Быстрый поиск в Google по запросу «радиационные риски, связанные с медицинскими процедурами» возвращает примерно 22 миллиона записей. Аналогичный поиск рисков смерти в автомобильной аварии (9 миллионов обращений) и курения (23 миллиона обращений) ниже или сопоставим, несмотря на ежедневные напоминания о смертях в автомобильных авариях и объемы научных исследований, документирующих фактические смертельные случаи от курения.Для сравнения, смерть от низких доз ионизирующего излучения, связанная с процедурами медицинской визуализации, по большей части является гипотетической и бездоказательной. Так как же мы, как общество, оказались в положении, когда страх перед ионизирующим излучением превышает страх перед действиями, которые приводят к поддающимся измерению смертельным исходам? Дэвид Ропик опубликовал интересную редакционную статью в газете New York Times (21 октября 2013 г.), озаглавленную «Страх против радиации: несоответствие». ² В нем он обсудил наш страх перед радиацией, который проистекает из нашего понятного страха перед мощью ядерного оружия.Он добавил, что «за 68 лет» после Хиросимы и Нагасаки эпидемиологические и научные исследования показали, что при дозах менее 100 мЗв радиация не вызывает заметного повышения нормального уровня заболеваемости и заболеваемости. Тем не менее, утверждает Ропейк, «убедительные доказательства того, что ионизирующее излучение представляет собой относительно низкий риск для здоровья, резко противоречат распространенным опасениям».

В своем историческом обзоре ссор и споров, охвативших членов первого комитета BEAR, профессор Джеймс Кроу из Университета Висконсина ( 17 ) пришел к выводу, что, хотя Мюллер не согласился с большей частью формулировок Тем не менее, в отчете комитета преобладала его основная практическая рекомендация, которая заключалась в том, чтобы стандарт был низким, близким к естественному фоновому уровню.В годы, последовавшие сразу за отчетом BEAR, состоялись многочисленные обсуждения среди отдельных лиц и в комитетах, а также слушания в Конгрессе. Радиационная защита стала серьезной проблемой, которая, среди прочего, привела к прекращению наземных испытаний бомб. По мнению профессора Кроу, победу одержали Мюллер и радиационные генетики. Оглядываясь назад, многие члены комитета, в том числе Кроу, переоценили опасность радиации и, таким образом, взяли на себя часть вины за то, что сейчас кажется иррациональным акцентом некоторых ученых, прессы, широкой общественности и регулирующих органов на низком уровне вредных воздействий. уровень радиации по сравнению с другими более серьезными рисками.Калабрезе утверждал, что Мюллер ввел в заблуждение научное сообщество во время своей очень влиятельной лекции Нобелевской премии 1946 года о природе реакции на дозу в зоне низких доз, требуя изменения модели LNT, утверждая, что больше нет никаких оснований для продолжения использования порог ( 11, 12, 15, 18, 19 ). Похоже, он сделал эти замечания, зная, что самые последние и убедительные данные (хотя в то время еще не опубликованные) о природе реакции на дозу поддерживали пороговую модель.Это были данные исследования, финансируемого Манхэттенским проектом в Университете Рочестера под руководством Курта Стерна, проекта, консультантом которого был Мюллер. Мюллер и Стерн настаивали на том, что модель LNT действительна, что привело к переосмыслению данных этого проекта и ограничению их соответствия теории ( 18, 20–22 ). Калабрезе ( 12, 18, 23 ) показал, что Мюллер и Стерн пошли на многое, чтобы обеспечить создание LNT, предоставив классический пример того, где концы (т.е. сокращение воздействия) оправдало средства (то есть запутывание данных и выборочную интерпретацию). Стерн далее продвигал LNT через ключевые статьи в журнале Genetics , редактором которого он был ( 21, 22 ). Стерн также является соавтором ключевой технической заметки в Science , поддерживающей модель LNT, но лишенной всех методов и подтверждающих данных [подробный анализ см. ( 12, 17, 23 )]. Хотя недостающие данные должны были быть представлены в более поздней рукописи, чего, как оказалось, так и не произошло.Действия Мюллера также недавно были проанализированы Кесаваном ( 24 ), который обнаружил, что он сделал выборочные цитаты в своей лекции, получившей Нобелевскую премию, в поддержку модели LNT. Например, Мюллер процитировал несколько исследований ( 13, 25, 26 ), в которых использовались высокие дозы и мощности доз, и обнаружил линейность. Однако он не цитировал и не обсуждал другие статьи ( 27–30 ), которые не поддерживали линейность при более низких дозах и мощностях доз. Из приведенной выше краткой исторической оценки можно понять, что научная строгость, связанная с валидацией LNT, была оставлена в стремлении защитить население от того, что сообщество радиационной генетики считало опасностями ионизирующего излучения.

В последние годы страхи общества перед ионизирующим излучением были перенаправлены с таких событий, как Чернобыль и Фукусима (которые, хотя и громко кричат, но мало влияют на нашу повседневную жизнь), теперь сосредоточены на медицинских процедурах визуализации, таких как компьютерная томография ( 3, 4 ). Наша неспособность помочь обществу осознать относительно низкие риски для здоровья, связанные с радиацией, теперь влияет на нашу повседневную жизнь и решения, которые люди принимают относительно того, проходить ли рекомендованные жизненно важные процедуры визуализации, которые могут повлиять на их благополучие.Принцип предосторожности работает хорошо только в том случае, если действие, связанное с уменьшением или устранением агента, не имеет вредных последствий. Негативные последствия принципа предосторожности (например, боязнь радиации и связанная с этим неспособность использовать медицинскую визуализацию для ранней диагностики серьезных заболеваний), похоже, были потеряны в спешке по устранению источников радиации из нашей жизни.

Несколько статей в медицинской литературе за последние несколько лет предсказывают тысячи случаев рака и смертей от рака ежегодно в США.Популяция S. вызвана радиационным воздействием по данным медицинской визуализации ( 3, 4 ). Эти прогнозы основаны на оценках риска, опубликованных в отчете BEIR VII ( 5 ). Эти оценки риска являются умозрительными с широкими доверительными интервалами и основаны на моделях риска, созданных на основе исследований субъектов, подвергшихся воздействию высоких уровней радиации, а затем экстраполированных на низкие дозы с использованием модели LNT для радиационного риска. Слабая научная основа этих оценок редко понимается и оценивается медицинским или научным сообществом и не была адекватно объяснена Комитетом BEIR VII.Несмотря на ограниченность и неопределенность оценок рака в отчете, председатель комитета Ричард Р. Монсон, заместитель декана по профессиональному образованию и профессор эпидемиологии Гарвардской школы общественного здравоохранения, комментируя во время его публикации, недвусмысленно заявил: « научно-исследовательская база показывает, что не существует порога воздействия, ниже которого низкие уровни ионизирующего излучения могут быть продемонстрированы как безвредные или полезные ». В новостном сообщении Национальной академии наук далее говорится, что преобладающее количество доказательств поддерживает модель LNT, и отклоняется любая возможность того, что модель LNT преувеличивает неблагоприятные последствия для здоровья.Далее в нем говорилось: «Жизнь на малых высотах, где меньше космического излучения, и жизнь и работа на верхних этажах зданий, где меньше радона — основного источника естественного ионизирующего излучения — — это факторы, которые могут снизить облучение». и предположительно связанные с этим риски ( 31 ). С такими догматическими заявлениями неудивительно, что широкая публика продолжает испытывать иррациональный страх перед ионизирующим излучением.

Следует отметить, что решения, принятые различными комитетами BEIR, часто расходятся с решениями предыдущих комитетов BEIR и могут измениться в следующей итерации процесса BEIR.Например, обзор предыдущих отчетов BEIR показывает, что небольшие изменения в некоторых гипотезах, используемых для получения оценок риска, могут иметь драматические последствия. Повышенный риск рака в течение жизни, оцененный с помощью BEIR III ( 32 ) и BEIR V ( 33 ), увеличился на порядок в результате решения перейти от линейно-квадратичной модели риска к линейной модели риска. Например, в отчете BEIR III с использованием модели аддитивного риска мгновенное воздействие 100 мГр на мужчин приводило к 42 смертельным случаям на 100 000 человек.Эта оценка увеличилась до 660 смертей на 100 000 в отчете BEIR V [стр. 176, таблица 4-4 ( 33 )]. Кроме того, в то время как в отчете BEIR III использовались как модель аддитивного риска, так и модель относительного риска, BEIR V пришел к выводу, что действительна только модель относительного риска. К моменту выхода BEIR VII комитет изменил направление и теперь использовал комбинацию двух моделей. Хотя основные научные данные, рассмотренные этими комитетами, очевидно, были обновлены, в опубликованной литературе не было и нет ничего, что указывало бы на то, что риски от ионизирующего излучения на порядок выше, чем считалось ранее.

В следующем разделе кратко представлены ключевые исследования, рассмотренные последним комитетом BEIR VII при рассмотрении рисков, связанных с низкими дозами ионизирующего излучения, и использование этих данных для оценки риска рака от низких уровней ионизирующего излучения. Они уравновешены заявлениями о позиции научных организаций, занимающихся использованием ионизирующего излучения, которые комментируют опасности для общества, когда делаются гипотетические прогнозы относительно риска рака.

ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ о стохастических эффектах ионизирующего излучения

Комитет BEIR VII рассмотрел четыре основных источника данных о стохастических эффектах ионизирующего излучения. Это были исследования радиации окружающей среды, профессиональные радиационные исследования, медицинские радиационные исследования и исследования выживших после атомной бомбардировки. Ниже приводится краткий обзор некоторых ключевых исследований в каждой из этих областей.

Экологические исследования

Экологические исследования включали исследования населения, проживающего в районах с высоким естественным радиационным фоном, исследования населения, подвергшегося воздействию радиоактивных осадков в результате ядерных аварий (Чернобыль), и населения, проживающего вблизи объектов атомной энергетики.Крупнейшее исследование населения, проживающего вблизи ядерных объектов, было проведено Jablon et al . ( 34 ) и повлекло за собой 1 800 000 смертей от рака в период 1950–1984 гг. В 107 округах США. Было обнаружено, что частота смерти от лейкемии или других видов рака в исследуемых округах не выше, чем в контрольных округах. Фактически, относительный риск лейкемии снизился после запуска ядерных объектов. Однако, поскольку исследование было ограничено корреляционным подходом и большим размером используемых географических областей (округов), оно не могло доказать отсутствие небольшого эффекта и было сочтено непригодным для оценки риска.

Было проведено четыре исследования групп населения, подвергшихся воздействию высокого естественного радиационного фона. Во всех случаях ни одно из исследований не сопровождалось повышенным риском рака. Напротив, некоторые показали радиозащитный эффект при более высоких фоновых уровнях. Тао и др. . ( 35 ) провели 20-летнее исследование более 125 000 субъектов, проживающих в районе с высоким естественным радиационным фоном в Янцзяне, Китай. Оценки риска были отрицательными (т.е. радиозащитный эффект), хотя это не достигло статистической значимости.Исследования в Чернобыле были сосредоточены в основном на раке щитовидной железы, где многие взрослые и дети получили высокие дозы радиации. Помимо увеличения заболеваемости раком щитовидной железы, в отчете BEIR VII делается вывод, что «… на сегодняшний день нет никаких доказательств увеличения заболеваемости каким-либо типом солидного рака» [стр. 228 ( 5 )]. Поскольку большинство экологических исследований носят описательный характер и имеют экологический характер, Комитет BEIR VII посчитал, что они имеют ограниченное применение при определении риска заболевания в зависимости от радиационного воздействия или дозы и в значительной степени исключены из дальнейшего рассмотрения.

Одним из самых интересных направлений исследований радиации в окружающей среде было облучение радоном. Спорные исследования Коэна в конце 1990-х ( 36, 37 ) показали положительный эффект низких уровней радона. В отчете BEIR VI ( 38 ) были рассмотрены эти и другие экологические исследования и дано строгое суждение: они не являются «информативными» из-за «присущих экологическому методу ограничений», а последний отчет BEIR VII не рассматривает и не обсуждает воздействие радона .Более свежий отчет Thompson et al . ( 39 ) описывает тщательное исследование по типу случай-контроль заболеваемости раком легких в сравнении с облучением радоном в жилых помещениях в округе Вустер, штат Массачусетс, которое проводилось в период 1990–1999 гг. С обоими случаями и контролем, проведенными одной организацией по поддержанию здоровья. Каждый случай был сопоставлен индивидуально по возрасту и полу с двумя контрольными группами. На рисунке 1 показано скорректированное отношение шансов рака легких как функция концентрации радона в доме. Авторы пришли к выводу, что нельзя исключать возможность горметического воздействия на рак легких при низких дозах облучения.Это противоречило бы рекомендации из информационного сообщения BEIR VII Национальной академии наук о рассмотрении «проживания и работы на верхних этажах зданий, где меньше радонового газа» ( 31 ).

РИС. 1.

Отношение шансов (95% доверительный интервал) рака легких как функция концентрации радона в доме. Взято из таблицы 2, Thompson et al . ( 39 ). Обратите внимание, что стандарт восстановления EPA 4 пКи / л (т. Е. 148 Бк м-3) относится к радиозащите (т.е., горметическая) зона.

Профессиональные радиационные исследования

Самая большая и наиболее изученная группа профессионально облученных рабочих — это работники атомной энергетики. Большинство этих рабочих получают низкие уровни внешнего излучения (рентгеновское и гамма-излучение). Наиболее заметный отчет был получен в результате совместного исследования в 15 странах, в котором приняли участие более 400 000 работников атомной промышленности на 154 объектах ( 40 ). Исследование показало статистически значимое увеличение риска смерти от всех видов рака, за исключением лейкемии, в зависимости от радиационного облучения, при этом данные с канадских сайтов являются главной движущей силой всемирных результатов.Исключение канадских данных привело к снижению риска смертности от всех видов рака, включая лейкоз. Это привело к повторному анализу канадских данных, который показал значительные ошибки в отчетности о дозах на одном из их участков. После исключения данных с этого сайта повторный анализ данных не выявил повышенного риска рака среди рабочих канадских атомных электростанций и, кроме того, показал более низкие показатели всех причин смерти и смертности от рака для этой группы, чем для населения Канады в целом ( 41 ).Как указывается в отчете BEIR VII, в большинстве исследований, проведенных рабочими атомной промышленности, показатели смертности рабочих от всех причин и от всех онкологических заболеваний были значительно ниже, чем у контрольной группы населения. Комитет BEIR VII не пытался выяснить, почему, но предположил, что это может быть связано с «эффектом здорового рабочего и неизвестными различиями между работниками атомной отрасли и широкой общественностью». Следовательно, комитет BEIR VII пришел к выводу, что профессиональные исследования не подходят для прогнозирования популяционных рисков, и исключил их из дальнейшего рассмотрения в своих оценках рисков.

Медицинские радиационные исследования

Возможно, одной из наиболее интересных групп являются группы медицинских радиационных исследований, поскольку они состоят из многих субъектов, наиболее близких по этнической принадлежности, образу жизни и диете к населению США в целом, и поэтому можно было бы ожидать, что Оценка риска рака на основе этих исследований будет наиболее подходящей для использования при оценке риска. Комитет BEIR VII рассмотрел радиационный риск для пяти типов злокачественных новообразований (рак легких, рак груди у женщин, рак щитовидной железы, лейкоз и рак желудка).Наиболее крупными исследованиями были исследования Хоу и Ланделла ( 42–46 ). Lundell и др. . ( 46 ) сообщили о риске рака груди в течение 45 лет наблюдения после лучевой терапии гемангиомы кожи у более чем 17 000 младенцев. Howe и McLaughlin ( 42, 43 ) сообщили о заболеваемости раком легких и молочной железы в течение 40-летнего периода наблюдения после рентгеноскопии у более 30 000 женщин в возрасте 10–40 лет, лечившихся от туберкулеза. Для большинства видов рака, наблюдаемых после приема высоких доз, линейная модель адекватно описывала взаимосвязь между дозой и заболеваемостью раком, однако при низких дозах проявлялась совершенно другая картина.Как показано здесь на рис. 2 от Lundell et al . ( 46 ), не наблюдается повышенного риска при облучении груди средней поглощенной дозой до 500 мГр. Из-за доз для легких и других органов это эквивалентно эффективной дозе> 100 мЗв. На рисунке 3 показаны аналогичные данные об относительном риске рака легких для низких доз, полученные в исследованиях Хоу ( 42 ). В обоих исследованиях нет доказательств повышенного риска рака при дозах ниже 100 мЗв.

РИС. 2.

Стандартизованный коэффициент заболеваемости раком груди как функция поглощенной дозы в груди. Средний срок наблюдения составил 45 лет. Взято из таблицы 4, Lundell et al . ( 46 ).

РИС. 3.

Стандартизованный коэффициент смертности от рака легких в зависимости от дозы, поглощенной легкими. Средний срок наблюдения составил 30 лет. Взято из таблицы 3, Howe ( 42 ).

Исследования выживших после атомной бомбы

Когорта исследования продолжительности жизни (LSS) состоит из примерно 120 000 выживших после атомных бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки в 1945 году.С 1947 года эта популяция подвергается тщательному мониторингу Фондом исследования радиационных эффектов (RERF) и его предшественницей, Комиссией по несчастным случаям от атомных бомб, и наблюдение за ней продолжается и по сей день. Опубликованный анализ данных по этой когорте лежит в основе почти всех оценок риска Комитетом BEIR VII. К сожалению, в отчете BEIR VII не представлены необработанные данные когорты LSS, а вместо этого используются оценки риска, сделанные исследователями из RERF. Действительно, многие из опубликованных отчетов RERF не предоставляют исходных данных, вместо этого сосредотачиваясь на различных моделях, используемых для оценки рисков.Две самые последние публикации, содержащие полезные исходные данные, — это Preston et al . ( 47 ) с анализом данных за 40 лет с 1958–1998 и Ozasa et al . ( 48 ) с анализом данных за более чем 50 лет с 1950–2003 гг. На рисунке 4 показано количество солидных раковых заболеваний при каждой дозе облучения, взятой из таблицы 4 Preston et al . ( 47 ) и скорректирована с учетом раковых заболеваний на 100 000 человек, при этом взвешенная доза для толстой кишки служит суррогатом эффективной дозы для всего тела.Мы построили данные в полулогарифмической шкале, чтобы лучше показать результаты при низких дозах. Открытый кружок на рис. 4 представляет результаты для жителей Хиросимы и Нагасаки, которые не находились в городах во время бомбардировок и, следовательно, можно предположить, что они не получили никакого излучения от взрыва. На рис. 4 можно увидеть, что при дозах до ~ 100 мГр не наблюдается увеличения числа раковых заболеваний, и только при дозах выше этого наблюдается значительное увеличение. В своем анализе Престон и др. .( 47 ) заявил, что «на основе подбора серии моделей с пороговыми значениями в точках отсечения дозы … наилучшая оценка порога составила 0,04 Гр с верхним пределом достоверности 90% около 0,085 Гр. Однако эта модель не подошла значительно лучше линейной модели ». Формальный анализ пороговой дозы, выполненный на основе последних данных, представленных Озасой и др. . ( 48 ) указали, что порог нулевой дозы был наилучшей оценкой пороговой дозы, однако Ozasa et al .обнаружили, что наклон зависимости доза-ответ был выше при дозах ниже 0,1 Гр, чем при более высоких дозах, что не может быть объяснено моделью LNT. Их анализ подвергался критике за использование очень ограниченной модели для соответствия данным ( 49 ). Анализ Досса ( 50 ) с использованием более гибкой модели показал, что данные LSS не поддерживают порог нулевой дозы, и пришел к выводу, что в данных слишком много изменчивости, чтобы сделать какой-либо вывод о существовании или отсутствии порога. .

РИС. 4.

Число солидных раковых заболеваний на 100 000 человеко-лет в зависимости от дозы облучения толстой кишки. Взято из таблицы 4, Preston et al . ( 47 ). В этом исследовании взвешенная доза для толстой кишки служит суррогатом эффективной дозы для всего тела. Точка данных (○) = заболеваемость раком у жителей Хиросимы и Нагасаки, которые не находились в городе во время бомбежки.

МОДЕЛИ РИСКА

Даже если мы проигнорируем ограничения и аргументы против использования модели LNT, а также отсутствие статистически надежных данных о воздействии малых доз, все еще остается вопрос о том, как создать соответствующие модели риска и факторы, которые следует использовать при оценке риска рака при низких дозах.Комитет BEIR VII имел в своем распоряжении две конкурирующие модели риска: модель избыточного относительного риска (ERR) и модель избыточного абсолютного риска (EAR). ERR — это показатель заболеваемости в популяции, подвергшейся воздействию, деленный на показатель заболеваемости в популяции, не подвергшейся воздействию, минус 1,0. Это полезная модель, если исследуемая популяция похожа на популяцию, на которой была основана модель, поэтому это была бы отличная модель для прогнозирования рака от ионизирующего излучения у японского населения, живущего в условиях военного времени.EAR — это уровень заболеваемости среди населения, подвергшегося воздействию, минус уровень заболеваемости среди населения, не подвергшегося воздействию. Эта модель более подходит, когда существуют значительные различия (этническая принадлежность, диета и т. Д.) Между исследуемой популяцией и той, на которой модель была основана, и поэтому она лучше подходит для экстраполяции факторов риска из японского населения во время бомбежки населения США сегодня. Таким образом, критические решения, которые должны были быть приняты комитетом BEIR VII, включали оценку значений ERR и EAR для каждого типа рака и решение, какую модель использовать и почему.Эти модели позволяют рассчитать риск рака в определенный момент времени после воздействия, и их значение зависит от возраста и пола субъекта на момент воздействия. Чтобы рассчитать пожизненный риск рака от этого воздействия, используется третья модель, называемая пожизненным приписываемым риском (LAR). LAR — это разница в частоте состояния между подвергшимся облучению и необлученным населением. LAR — это оценка вероятности развития преждевременного рака в результате радиационного облучения в течение жизни пациента.Таким образом, он зависит от возраста субъекта на момент воздействия и включает несколько дополнительных факторов, таких как латентный период от воздействия до первого риска рака, а также коэффициент эффективности дозы и мощности дозы, который более подробно обсуждается ниже.

Чтобы проиллюстрировать сложность вычисления ERR или EAR, рассмотрим Рис. 5, на котором показаны значения ERR для рака легких и перерисовано с Рис. 7-1 в отчете BEIR VII [стр. 175 ( 5 )]. Каждая точка на графике представляет собой одно из девяти исследований рака легких, оцененных комитетом BEIR и признанных приемлемыми для использования при оценке риска.График отображает среднюю дозу для пациентов в каждом из девяти исследований в сравнении с расчетным значением ERR для каждого исследования. В идеале все оценки должны быть идентичны и лежать в пределах одного или двух стандартных отклонений друг от друга. Оценки варьируются от ERR = 0,0 / Гр (т. Е. Отсутствие риска, связанного с ионизирующим излучением) до 1,4 / Гр. Средневзвешенное значение, основанное на количестве раковых заболеваний в каждом исследовании, дало коэффициент риска ERR = 0,05 / Гр. Демонстрируя свою сильную зависимость от исследований RERF, комитет BEIR VII выбрал значение ERR = 0.86 / Гр, что в 17 раз больше, чем средневзвешенное значение всех девяти медицинских исследований. Похожий сценарий разыгрывался при расчете ERR для других видов рака.

РИС. 5.

Распределение оценок ERR / Гр для конкретных исследований при раке легких. Пунктирная линия показывает средневзвешенное значение ERR для всех исследований. Пунктирная линия — значение ERR, используемое BEIR VII. Взято из рис. 7-1, BEIR VII ( 5 ).

Этот коэффициент, равный 17 разнице в коэффициенте риска между исследованиями выживших после атомной бомбы и медицинскими радиационными исследованиями, иллюстрирует огромную неопределенность в оценке фактора риска для отдельного органа и опасности любой оценки риска на основе этих данных.Теперь можно повторить этот процесс и смоделировать данные с помощью модели EAR. Учитывая, что обе модели в основном основаны на исследованиях RERF, можно ожидать разумного согласия между моделями для большинства видов рака. К сожалению, это не так. На рисунке 6 показана корреляция (или ее отсутствие) между LAR, рассчитанным с использованием моделей EAR и ERR на основе данных, представленных в Таблице 12-5A отчета BEIR VII [стр. 279 ( 5 )]. Каждая точка данных представляет собой разные виды рака у мужчин и женщин.Для некоторых органов есть хорошее согласие. Например, LAR для рака мочевого пузыря у мужчин составляет 160 на основе модели ERR и 120 на основе модели EAR. Для сравнения, LAR для рака желудка у женщин составляет 32 на основе модели ERR и 330 на основе модели EAR, оценка риска в 10 раз выше. Учитывая отсутствие какой-либо существенной корреляции между моделями ERR и EAR, комитет решил создать окончательную модель риска в форме:

FIG. 6.

Взаимосвязь между пожизненным риском заболеваемости солидным раком, оцененным с использованием моделей риска EAR и ERR.Значения LAR представляют собой количество раковых заболеваний на 100 000 человек, подвергшихся воздействию 100 мГр. Взято из таблицы 12-5A, BEIR VII ( 5 ).

Окончательная модель риска = x.ERR + (1 — x) .EAR, где фактор x был субъективно определен комитетом. В отчете BEIR VII этот диапазон вероятных значений LAR для каждого типа рака был назван «субъективным доверительным интервалом», чтобы подчеркнуть его зависимость от мнений в дополнение к прямым численным наблюдениям [стр. 278 ( 5 )]. Кроме того, комитет BEIR VII заявил, что «из-за различных источников неопределенности важно относиться к конкретным оценкам LAR со здоровым скептицизмом, больше доверяя диапазону возможных значений» [стр.278 ( 5 )].

Еще одним дополнительным фактором, который встроен в оценку радиационного риска в отчете BEIR VII, является коэффициент эффективности дозы и мощности дозы (DDREF). DDREF — это фактор, применяемый к модели LNT, который изменяет (уменьшает) соотношение доза-риск, оцененное моделью, чтобы учесть уровень дозы и скорость, с которой доза доставляется (т. Е. Значение LAR равно делится на DDREF). Комитет BEIR VII выбрал для DDREF значение 2.Однако использование любого значения DDREF больше 1 по существу преобразует LNT в линейно-квадратичную или двухфазную модель и предоставляет средства модификации линейной модели без официального отказа от гипотезы LNT. Комитет BEIR VII не определил низкую дозу и низкую мощность дозы, хотя обычно это принято для обозначения кумулятивных доз менее 200 мГр, которые охватывают все процедуры медицинской визуализации и фоновое излучение ( 51 ). Значения DDREF, полученные из широкого диапазона биологических конечных точек, находятся в диапазоне от 1 до 35 ( 52 ), но более общепринято, что они находятся в диапазоне от 2 до 10 ( 33 ) и предполагают необходимость большего DDREF для адекватной и соответствующей радиационной защиты после облучения с низкой мощностью дозы.Однако любое значение DDREF, превышающее 5–10, по существу сводит на нет достоверность LNT и приближает к пороговой модели. После публикации отчета BEIR VII обширные исследования низких доз излучения показали, что модель LNT, скорее всего, переоценивает реальный риск ионизирующего излучения при низких дозах и мощностях доз ( 53 ).

ЗАЯВЛЕНИЯ ПОЛИТИКИ AAPM / HPS / UNSCEAR / ICRP / IOMP

Многие ограничения отчета BEIR VII скрыты глубоко внутри этого 400-страничного документа.Как следствие, многие исследователи, клиницисты и ученые прибегают к сводной информации, представленной в приложениях к Главе 12, вместо того, чтобы копаться в основном документе, и, следовательно, не могут оценить научную слабость полученных в нем оценок риска. В частности, приложение 12D к отчету предоставляет пользователям простую и удобную в использовании диаграмму, которая позволяет рассчитать пожизненный риск заболеваемости и смертности от рака для данного количества радиации и для данного возраста облучения.Эта диаграмма не содержит ни доверительных интервалов, ни каких-либо сообщений о бесчисленных предположениях, которые использовались при создании этих таблиц. Частично из-за ненадлежащего использования этих таблиц многие национальные и международные организации выступили с заявлениями, осуждающими практику умножения небольших гипотетических оценок риска на большие группы населения, что приводит к весьма спекулятивным заявлениям о количестве смертей от рака в результате медицинской визуализации. В 2011 году Общество физиков здоровья и Американская ассоциация физиков в медицине опубликовали следующие заявления о позиции ( 54 ).

«Общество физиков здоровья не рекомендует количественную оценку рисков для здоровья ниже индивидуальной дозы в 5 бэр (50 мЗв) в течение одного года или дозы на всю жизнь в 10 бэр (100 мЗв), превышающей дозу, полученную из естественных источников. Для доз ниже 5–10 бэр (50–100 мЗв) риски воздействия на здоровье либо слишком малы, чтобы их можно было наблюдать, либо отсутствуют ».

Заявление AAPM содержало следующее: «Риски медицинской визуализации при дозах пациентов ниже 50 мЗв для одиночных процедур или 100 мЗв для множественных процедур за короткие периоды времени слишком малы, чтобы их можно было обнаружить, и могут отсутствовать.Прогнозы гипотетической заболеваемости раком и смертей среди пациентов, подвергшихся воздействию таких низких доз, являются весьма умозрительными, и их не следует поощрять. Эти прогнозы вредны, потому что они приводят к сенсационным статьям в средствах массовой информации, которые заставляют некоторых пациентов и родителей отказываться от процедур медицинской визуализации, подвергая их значительному риску из-за того, что они не получают клинических преимуществ от предписанных процедур ».

Кроме того, совсем недавно НКДАР ООН выступил со следующим заявлением: «В целом рост числа случаев воздействия на здоровье населения не может быть надежно отнесен на счет хронического воздействия радиации на уровнях, которые типичны для глобальных средних фоновых уровней радиации.Это связано с неопределенностями, связанными с оценкой рисков при низких дозах, отсутствием в настоящее время радиационно-специфических биомаркеров воздействия на здоровье и недостаточной статистической мощностью эпидемиологических исследований. Поэтому Научный комитет не рекомендует умножать очень низкие дозы на большое количество людей для оценки количества радиационно-индуцированных последствий для здоровья населения, подвергающегося возрастающим дозам на уровнях, эквивалентных или ниже естественных фоновых уровней.«Для справки, НКДАР ООН определил мировой фон в диапазоне 2–13 мЗв / год ( 55 ).

МОДЕЛЬ LNT В ПЕРСПЕКТИВЕ

Механистические проблемы модели LNT-Hit

Важно то, что в десятилетия после создания модели реакции на дозу однократного попадания LNT, основанной на теории радиационной мишени, последовал ряд прогрессивных научных открытий. оспаривал его основы ( 6) . Во-первых, на раннем этапе было признано, что множественные биологические процессы могут создавать линейные отношения, которые не включают процесс однократного попадания ( 56–58 ).Во-вторых, было обнаружено, что многие неблагоприятные эффекты ионизирующего излучения опосредуются гидроксильными радикалами, которые образуются в результате гидролиза воды. Такие химические образования должны будут мигрировать к биологическим мишеням и подчиняться принципам термодинамической реакции, требующим большого количества молекул для воздействия на мутационное событие ( 59–61 ). В-третьих, было обнаружено, что многие типы клеток эффективно восстанавливают мутировавшую ДНК ( 62 ). В-четвертых, ранее сообщалось, что низкие дозы мутагенов, включая ионизирующее излучение и химические вещества, вызывали адаптивные реакции, которые заметно снижали мутагенные эффекты последующих более массовых воздействий ( 63, 64 ), однако теория радиационных мишеней предполагала, что каждая доза была добавка.Кроме того, широко сообщалось о двухфазных дозовых ответах, подобных горметическим, для многих конечных точек, включая мутации, трансформацию клеток и заболеваемость раком для ионизирующего излучения и химических канцерогенов. Фактически, в рецензируемой литературе сообщалось о многих тысячах горметических исследований, которые ставят под сомнение не только универсальность концепции LNT, но и ее применение в условиях низких доз ( 65–67 ). Наконец, был открыт апоптоз, который затем рассматривался в контексте мутаций и рака.Нередко поврежденные клетки отбираются для разрушения, снова влияя на предсказания модели LNT ( 68–70 ). В дополнение к вышесказанному появилось много других дозозависимых адаптивных ответов, которые еще больше усложняют модель LNT. Например, крупномасштабные токсикологические исследования часто показывают горметические реакции на дозу как ионизирующего излучения, так и химических канцерогенов. Эти исследования включали в себя масштабное исследование мегамышей, финансируемое Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, с участием 24000 животных ( 71 ), а также подробные повторные исследования воздействия ДДТ на модель крыс, на основе которой проводились оценки риска на основе нормативных требований ( 72, 73 ).Многочисленные исследования на животных также показали, что низкие дозы ионизирующего излучения могут значительно продлить продолжительность жизни различных моделей млекопитающих ( 74, 75 ). Активные формы кислорода, которые первоначально рассматривались как средство, опосредующее неблагоприятные эффекты химического и ионизирующего излучения, теперь рассматриваются как имеющие также критически важные функции передачи сообщений в клетках, участвующие в механизмах, с помощью которых низкие дозы ионизирующего излучения, по-видимому, продлевают жизнь в ряде экспериментальных моделей животных 76 ).

Концепция однократного попадания в LNT также была оспорена предложениями других моделей риска рака, таких как многоступенчатая модель.Модель LNT предсказывала, что единичное изменение ДНК может инициировать процесс канцерогенеза, и что однажды инициированный, этот процесс необратим. Однако это предположение неизменно оказывается ложным ( 77 ). В одном из таких исследований Driver et al . ( 78 ) продемонстрировали, что однократное введение мутагена / канцерогена диметилнитрозамина (DMN) индуцировало линейный ответ на дозу для аддуктов мезенхимальной ДНК почек (ранняя стадия ракового процесса), а также для мезенхимальных очагов (более поздняя стадия ракового процесса), наблюдения в соответствии с моделью LNT.Однако линейный переход к возникновению опухолевого образования не наблюдался, потому что очаги при более низких дозах не переходили в стадию опухоли, давая пороговое значение, а не линейную зависимость доза-ответ (рис. 7). Такие результаты доза-время реакции больше согласуются с концепцией рака как многоступенчатого процесса с восстановительными действиями, происходящими при более низкой дозе.

РИС. 7.

Доза-реакция для DMN: панель A: почечные аддукты; панель B: почечные очаги; панель C: опухоли почек.Источник: Driver et al . ( 78 ).

Нормативные вопросы и LNT

Оценка всех стандартов EPA для питьевой воды, включая стандарты на канцерогены и не канцерогены, показывает, что допустимые уровни воздействия находятся в диапазоне 10 ¹² –10 ²⁰ молекул / литр. EPA предполагает, что взрослые люди потребляют два литра в день в течение всей жизни. Это означает, что> 10 ²⁴ молекул попадают в организм за время жизни без заметного эффекта.Поскольку ожидается, что канцерогены в этих «приемлемых, но значительных в численном отношении» дозах будут иметь незначительные последствия, это открывает перспективу LNT без мыслимого теоретического воздействия на клиническую практику и здоровье населения.

Принятие LNT для повсеместного использования регулирующими органами, такими как EPA, было связано с убеждением, что большая часть рака у человека вызывается факторами окружающей среды. В своем историческом обзоре регулирования канцерогенов Рой Альберт ( 79 ), председатель Группы оценки канцерогенов (CAG) Агентства по охране окружающей среды, заявил, что усилия по оценке канцерогенного риска были не чем иным, как попыткой федерального правительства предотвратить или значительно уменьшить рак в U.S., с его бременем около полумиллиона смертей в год, за счет регулирующего контроля канцерогенов в окружающей среде.

Несмотря на то, что на большинство промышленно развитых стран, таких как США, огромное влияние окажут социальные, политические и экономические последствия LNT и назойливые «проверки реальности», бросающие вызов LNT, которые игнорировались законодательными, регулирующими и научными сообществами. Например, число случаев рака печени в США в 1980 году составляло около 7500 в год.Тем не менее, модель LNT подсчитала, что количество случаев рака печени должно было превышать 150 000 в год только из-за нормального воздействия только трех химических канцерогенов, не считая воздействия этанола, вирусов и генетической предрасположенности ( 80 ). Однако даже с этим и множеством других подобных несоответствий регуляторное сообщество отказалось признать возможность того, что их решения были грубо ошибочными.

Отсутствие эпидемиологической валидации LNT

Многочисленные эпидемиологические исследования использовались для подтверждения реакции на LNT, пороговую и горметическую дозу.Тем не менее, эпидемиологические исследования часто имеют много ограничений, которые не позволяют получить воспроизводимые результаты в зоне низких доз, что подчеркивается в статье Таубса и Манна «Пределы эпидемиологии» ( 81 ) и в опубликованной статье. профессора Джона Иоаннидиса ( 82 ) в Стэнфордской медицинской школе. Человеческая изменчивость может быть обширной, а оценка воздействия часто ограничена и частично неточна. Кроме того, существует сложный вопрос о конкурирующих причинах смерти, который может привести к неверным выводам.Гораздо большая ясность появляется, когда эпидемиологические отношения шансов превышают двух-трехкратные. Фактически, в правовой системе США обычно нельзя утверждать о причинно-следственной связи, пока риски эпидемиологических исследований не увеличатся как минимум вдвое ( 83 ). Тем не менее, в случае экологического регулирования говорят о рисках, которые могут быть неотличимы от фона или почти неотличимы от них, как это часто наблюдается в эпидемиологических исследованиях твердых частиц. Таким образом, какими бы ценными ни были исследования человеческой популяции, вероятность того, что эпидемиологические исследования позволят подтвердить и / или проверить прогнозы LNT в зоне низких доз / риска, мала.Чтобы лучше понять природу реакции на дозу в зоне низких доз, необходимо использовать биологические модели с низкой вариабельностью, высокой воспроизводимостью и с практическими возможностями механического последующего наблюдения. Вот почему акцент на оценке возникновения горметических дозовых реакций в базе данных Hormesis включает исследования на клеточных моделях и на целых животных ( 84, 85 ).

Индивидуальные и популяционные пороги

Утверждалось, что, хотя могут быть пороговые значения для отдельных лиц, пороговых значений для популяций нет, поскольку люди демонстрируют такую широко распространенную генетическую, социальную, поведенческую и культурную гетерогенность.Хотя может быть значительная межличностная вариабельность реакции на токсичные вещества, что свидетельствует о поддержке популяционной модели LNT, этот аргумент не может быть полезен в дебатах о LNT. Поскольку люди обычно подвергаются воздействию более 10 ²⁴ молекул отдельных регулируемых канцерогенов при минимальных уровнях риска (<10 ⁻⁶ пожизненный риск рака), даже добавление 100–1000 большей чувствительности ответа в группе с высоким уровнем риска. риск означал бы, что такие уровни доз все еще без заметного эффекта ( 86 ).То есть даже у населения есть пороги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы утверждаем, что решение принять модель LNT было основано на ошибочной научной основе. Этому способствовала серия крайне предвзятых представлений данных ведущими специалистами по радиационной генетике в 1940-х и 1950-х годах. Эти генетики убедили своих коллег в ключевых комитетах, таких как Группа генетики BEAR I Национальной академии наук США в 1956 году, перейти от порогового значения к LNT для оценки геномного риска.

Основной источник данных для оценки риска BEIR VII был получен от выживших после взрывов японской атомной бомбы, населения, сильно отличавшегося от населения США, которое подвергалось радиационным условиям, сильно отличавшимся от условий медицинской визуализации. Тем не менее, данные японских исследований часто показывают пороговую дозу для увеличения числа случаев рака у облученного населения. В совокупности неопределенности при выводе оценок риска BEIR VII и внутренняя спекулятивная природа самих оценок риска приводят к тому, что прогнозы рака и смерти от рака для групп населения, подвергнутых медицинской визуализации, являются скорее гипотетическими, чем реальными.Несколько научных организаций, включая Общество физиков здоровья, Американскую ассоциацию физиков в медицине, Международную организацию медицинских физиков, Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации и Международную комиссию по радиологической защите, предостерегали от таких прогнозов, потому что их умозрительный характер, подтверждающий вывод о том, что модель прогнозирования риска, рекомендованная в отчете BEIR VII, не должна использоваться для оценки риска рака от низких доз радиации.

Биологические эффекты ионизирующего излучения

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

К концу этого раздела вы сможете:

Определите различные единицы излучения.
Опишите RBE.

Мы слышим много, казалось бы, противоречивых фактов о биологических эффектах ионизирующего излучения. Он может вызвать рак, ожоги и выпадение волос, но его применяют для лечения и даже лечения рака. Как мы понимаем эти эффекты? Опять же, в природе заложена лежащая в основе простота даже в сложных биологических организмах.Все эффекты ионизирующего излучения на биологическую ткань можно понять, зная, что ионизирующее излучение влияет на молекулы внутри клеток, в частности, на молекулы ДНК.

Давайте кратко рассмотрим молекулы внутри клеток и то, как клетки работают. Клетки имеют длинные молекулы ДНК с двойной спиралью, содержащие химические коды, называемые генетическими кодами, которые регулируют функции и процессы, выполняемые клеткой. Именно за раскрытие двойной спиральной структуры ДНК Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию.Повреждение ДНК состоит из разрывов химических связей или других изменений структурных особенностей цепи ДНК, приводящих к изменениям генетического кода. В клетках человека мы можем иметь до миллиона отдельных случаев повреждения ДНК на клетку в день. Примечательно, что ДНК содержит коды, которые проверяют, повреждена ли ДНК или может ли она восстановиться. Это как механизм автоматической проверки и ремонта. Эта способность ДНК к восстановлению жизненно важна для поддержания целостности генетического кода и нормального функционирования всего организма.Он должен быть постоянно активен и быстро реагировать. Скорость восстановления ДНК зависит от различных факторов, таких как тип клетки и возраст клетки. Клетка с поврежденной способностью восстанавливать ДНК, которая могла быть вызвана ионизирующим излучением, может выполнять одно из следующих действий:

Клетка может перейти в необратимое состояние покоя, известное как старение.
Клетка может совершить самоубийство, известное как запрограммированная смерть клетки.
Клетка может перейти в нерегулируемое клеточное деление, что приведет к опухолям и раку.

Поскольку ионизирующее излучение повреждает ДНК, что имеет решающее значение для воспроизводства клеток, оно оказывает наибольшее влияние на клетки, которые быстро воспроизводятся, включая большинство видов рака. Таким образом, раковые клетки более чувствительны к радиации, чем нормальные клетки, и могут быть легко убиты им. Рак характеризуется нарушением воспроизводства клеток, а также может быть вызван ионизирующим излучением. Несомненно, ионизирующее излучение может быть как лекарством, так и причиной.

Чтобы количественно обсудить биологические эффекты ионизирующего излучения, нам нужна единица дозы излучения, которая напрямую связана с этими эффектами.Предполагается, что все эффекты излучения прямо пропорциональны количеству ионизации, производимой в биологическом организме. Степень ионизации, в свою очередь, пропорциональна количеству вложенной энергии. Поэтому мы определяем единицу дозы излучения , называемую рад , как 1/100 джоуля ионизирующей энергии, выделяемой на килограмм ткани, что составляет

1 рад = 0,01 Дж / кг.

Например, если человек весом 50,0 кг подвергается воздействию ионизирующего излучения на все свое тело и он поглощает 1.00 Дж, то ее доза облучения всего тела составляет

(1,00 Дж) / (50,0 кг) = 0,0200 Дж / кг = 2,00 рад.

Если бы такое же 1,00 Дж ионизирующей энергии было бы поглощено только ее предплечьем весом 2,00 кг, то доза для предплечья составила бы

(1,00 Дж) / (2,00 кг) = 0,500 Дж / кг = 50,0 рад,

, и непораженная ткань будет иметь нулевую дозу рад. При расчете доз облучения вы делите поглощенную энергию на массу пораженной ткани. Вы должны указать пораженную область, такую как все тело или предплечье, в дополнение к числовой дозе в рад.Единица СИ для дозы облучения — грей (Гр) , которая определяется как

1 Гр = 1 Дж / кг = 100 рад.

Однако рад все еще широко используется. Хотя энергия на килограмм в 1 рад невелика, она оказывает значительное влияние, поскольку энергия вызывает ионизацию. Энергия, необходимая для однократной ионизации, составляет несколько эВ или менее 10 ^-18 Дж. Таким образом, 0,01 Дж ионизирующей энергии может создать огромное количество ионных пар и оказать влияние на клеточном уровне. Эффекты ионизирующего излучения могут быть прямо пропорциональны дозе в рад, но они также зависят от типа излучения и типа ткани.То есть для данной дозы в рад эффекты зависят от того, является ли излучение α, β, γ , рентгеновским или каким-либо другим типом ионизирующего излучения. В предыдущем обсуждении диапазона ионизирующего излучения было отмечено, что энергия вкладывается в серии ионизаций, а не в одном взаимодействии. Каждая ионная пара или ионизация требует определенного количества энергии, так что количество ионных пар прямо пропорционально количеству вложенной ионизирующей энергии. Но если диапазон излучения невелик, как для α с, то ионизация и создаваемые повреждения более концентрированы и их труднее восстанавливать, как показано на рисунке 1.Концентрированное повреждение труднее отремонтировать биологическим организмам, чем распространенное повреждение, поэтому частицы ближнего действия имеют более сильные биологические эффекты. Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) или коэффициент качества (QF) приведены в таблице 1 для нескольких типов ионизирующего излучения — эффект излучения прямо пропорционален ОБЭ. Единица дозы, более тесно связанная с воздействием на биологическую ткань, называется эквивалентом рентгена человек или бэр и определяется как доза в рад, умноженная на относительную биологическую эффективность.

rem = рад × RBE

Рис. 1. На изображении показана ионизация, создаваемая в клетках α- и γ-излучением. Из-за его более короткого диапазона ионизация и повреждения, создаваемые α, более концентрированы, и организму труднее восстанавливать их. Таким образом, ОБЭ для α s больше, чем ОБЭ для γ s, даже если они создают такое же количество ионизации при той же энергии.

Итак, если бы человек получил дозу излучения γ на все тело 2,00 рад, доза в бэр была бы (2.00 рад) (1) = 2,00 бэр для всего тела. Если бы человек получил дозу излучения α на все тело 2,00 рад, то доза в бэр составила бы (2,00 рад) (20) = 40,0 бэр на все тело. α s будет иметь в 20 раз больший эффект на человека, чем γ s при той же вложенной энергии. Эквивалентом rem в системе СИ является зиверт (Зв), определяемый как Sv = Gy × RBE, так что

1 Зв = 1 Гр × ОБЭ = 100 бэр.

RBE, приведенные в таблице 1, являются приблизительными, но они дают определенную информацию.Например, глаза более чувствительны к излучению, потому что клетки хрусталика не восстанавливаются сами. Нейтроны наносят больший ущерб, чем γ лучи, хотя оба они нейтральны и имеют большой радиус действия, потому что нейтроны часто вызывают вторичное излучение, когда они захватываются. Обратите внимание, что ОБЭ равны 1 для более высоких энергий β s, γ s и рентгеновских лучей, трех наиболее распространенных типов излучения. Для этих типов излучения числовые значения дозы в бэр и рад идентичны.Например, 1 рад излучения γ также равен 1 бэр. По этой причине рады по-прежнему широко цитируются, а не rem. В таблице 2 приведены единицы измерения излучения.

Предупреждение о заблуждении: активность по сравнению с дозой

«Активность» относится к радиоактивному источнику, в то время как «доза» относится к количеству энергии от излучения, которое выделяется в человеке или объекте.

Высокая активность не имеет большого значения, если человек находится далеко от источника.Активность R источника зависит от количества материала (кг), а также от периода полураспада. Короткий период полураспада приведет к гораздо большему распаду в секунду. Напомним, что [latex] R = \ frac {0.693 \ text {N}} {{t} _ {1/2}} \\ [/ latex]. Кроме того, активность уменьшается экспоненциально, что видно из уравнения R = R ₀ e ^{— λt}.

**Таблица 1. Относительная биологическая эффективность**
Вид и энергия излучения	RBE
Рентгеновские снимки	1
γ лучи	1
β лучи более 32 кэВ	1
β лучи менее 32 кэВ	1.7
Нейтроны, от тепловых до медленных (<20 кэВ)	2–5
Нейтроны, быстрые (1–10 МэВ)	10 (корпус), 32 (глаза)
Протоны (1–10 МэВ)	10 (корпус), 32 (глаза)
α лучи от радиоактивного распада	10–20
Тяжелые ионы от ускорителей	10–20

Таблица 2. Единицы измерения излучения
Кол-во	Название единицы СИ	Определение	Бывшая установка	Преобразование
Деятельность	Беккерель (Бк)	распад / сек	Кюри (Ки)	1 Бк = 2.7 × 10 ⁻¹¹ Ci
Поглощенная доза	Серый (Гр)	1 Дж / кг	рад	Гр = 100 рад
Эквивалент дозы	Зиверт (Св)	1 Дж / кг × RBE	rem	Зв = 100 бэр

Масштабные воздействия радиации на человека можно разделить на две категории: немедленные и долгосрочные эффекты. В таблице 3 приведены немедленные эффекты воздействия на все тело менее чем за один день.Если радиационное воздействие распространяется на большее время, необходимы более высокие дозы, чтобы вызвать перечисленные эффекты. Это связано со способностью тела частично восстанавливать повреждения. Любая доза меньше 100 мЗв (10 бэр) называется низкой дозой , от 0,1 Зв до 1 Зв (от 10 до 100 бэр) называется средней дозой , а все, что больше 1 Зв (100 бэр), называется высокая доза . Нет известного способа определить постфактум, подвергся ли человек воздействию менее 10 мЗв.

**Таблица 3. Непосредственное воздействие радиации (взрослые, все тело, однократное воздействие)**
Доза в Зв	Эффект
0–0,10	Нет заметного эффекта.
0,1 — 1	Снижение количества лейкоцитов от легкого до умеренного.
0,5	Временное бесплодие; 0,35 для женщин, 0,50 для мужчин.
1-2	Значительное снижение количества клеток крови, кратковременная тошнота и рвота.Редко со смертельным исходом.
2–5	Тошнота, рвота, выпадение волос, сильное повреждение крови, кровотечение, смертельный исход.
4,5	LD50 / 32. Если не лечить, смертельный исход для 50% населения в течение 32 дней после заражения.
5-20	Наихудшие последствия при нарушении работы тонкой кишки и кровеносных систем. Ограниченное выживание.
> 20	Смертельно в течение нескольких часов из-за коллапса центральной нервной системы.

Непосредственные эффекты объясняются воздействием излучения на клетки и чувствительностью быстро воспроизводящихся клеток к излучению. Первым признаком того, что человек подвергся воздействию радиации, является изменение в анализе крови, что неудивительно, поскольку клетки крови являются наиболее быстро воспроизводящимися клетками в организме. При более высоких дозах наблюдается тошнота и выпадение волос, что может быть связано с вмешательством в воспроизводство клеток. Клетки слизистой оболочки пищеварительной системы также быстро размножаются, и их разрушение вызывает тошноту.Когда рост волосковых клеток замедляется, волосяные фолликулы становятся тонкими и обламываются. Высокие дозы вызывают значительную гибель клеток во всех системах, но самые низкие дозы, вызывающие смертельный исход, приводят к ослаблению иммунной системы за счет потери белых кровяных телец.

Два известных долгосрочных эффекта радиации — это рак и генетические дефекты. Оба они напрямую связаны с вмешательством излучения в воспроизводство клеток. Для высоких доз радиации риск рака достаточно хорошо известен из исследований групп облучения.Были полностью задокументированы выжившие в Хиросиме и Нагасаки, а также меньшее количество людей, подвергшихся воздействию их профессии, например, художников с радиевыми циферблатами. Жертвы Чернобыля будут изучаться в течение многих десятилетий, и некоторые данные уже доступны. Например, наблюдается значительное увеличение заболеваемости раком щитовидной железы у детей. Риск радиационно-индуцированного рака для низких и средних доз обычно составляет , предполагается, что пропорционален известному риску для высоких доз. Согласно этому предположению, любая доза радиации, какой бы небольшой она ни была, связана с риском для здоровья человека.Это называется линейной гипотезой , и может быть разумным, но является спорным. Есть некоторые свидетельства того, что, в отличие от непосредственного воздействия радиации, долгосрочные эффекты являются кумулятивными и самовосстановление мало. Это аналогично риску рака кожи от воздействия ультрафиолета, который, как известно, накапливается.

Существует латентный период начала радиационно-индуцированного рака около 2 лет для лейкемии и 15 лет для большинства других форм. Человек подвергается риску в течение как минимум 30 лет после латентного периода.Опуская многие детали, общий риск смерти от рака, вызванного радиацией, в год на бэр воздействия составляет около 10 на миллион, что можно записать как 10/10 ⁶ бэр · год.

Если человек получает дозу 1 бэр, его риск смерти от радиационно-индуцированного рака ежегодно составляет 10 на миллион, и этот риск сохраняется в течение примерно 30 лет. Таким образом, пожизненный риск составляет 300 на миллион, или 0,03 процента. Поскольку около 20 процентов всех смертей во всем мире происходят от рака, рост из-за воздействия 1 бэр невозможно обнаружить демографически.Но 100 бэр (1 Зв), то есть доза, полученная средним выжившим в Хиросиме и Нагасаки, вызывает 3-процентный риск, который можно наблюдать при 20-процентном нормальном или естественном уровне заболеваемости.

Распространенность генетических дефектов, вызванных радиацией, составляет примерно одну треть случаев смерти от рака, но эта информация гораздо менее известна. Пожизненный риск генетического дефекта из-за воздействия 1 бэр составляет около 100 на миллион или 3,3 / 10 ⁶ бэр, но нормальная частота составляет 60 000 на миллион.Доказательства такого небольшого увеличения, при всей его трагичности, получить практически невозможно. Например, нет никаких свидетельств увеличения генетических дефектов среди потомков выживших из Хиросимы и Нагасаки. Исследования на животных, похоже, плохо коррелируют с воздействием на людей и не очень полезны. Как для рака, так и для генетических дефектов подход к безопасности заключался в использовании линейной гипотезы, которая, вероятно, будет переоценкой рисков малых доз. Некоторые исследователи даже утверждают, что низкие дозы полезны . Гормезис — это термин, используемый для описания в целом благоприятных биологических реакций на низкое воздействие токсинов или радиации. Такие низкие уровни могут способствовать развитию определенных механизмов восстановления или позволить клеткам адаптироваться к эффектам низких воздействий. Положительные эффекты могут возникать при низких дозах, что может стать проблемой при высоких дозах.

Даже линейные гипотезы оценки рисков относительно невелики, и средний человек не подвергается воздействию большого количества радиации. В таблице 4 перечислены среднегодовые дозы фонового излучения от естественных и искусственных источников для Австралии, США, Германии и среднемировые значения.Космические лучи частично экранируются атмосферой, и доза зависит от высоты и широты, но в среднем составляет около 0,40 мЗв / год. Хороший пример изменения дозы космического излучения с высотой дает авиационная промышленность. Наблюдаемый персонал показывает в среднем 2 мЗв / год. 12-часовой полет может дать вам облучение от 0,02 до 0,03 мЗв.

Дозы от самой Земли в основном связаны с изотопами урана, тория и калия и сильно различаются в зависимости от местоположения. В некоторых местах есть большие природные концентрации урана и тория, дающие дозы в десять раз превышающие средние значения.Дозы внутрь поступают из продуктов и жидкостей, которые мы принимаем внутрь. Удобрения, содержащие фосфаты, содержат калий и уран. Итак, мы все немного радиоактивны. Углерод-14 имеет радиоактивность около 66 Бк / кг, тогда как удобрения могут иметь радиоактивность более 3000 Бк / кг. Медицинское и стоматологическое диагностическое облучение в основном связано с рентгеновскими лучами. Следует отметить, что дозы рентгеновского излучения имеют тенденцию быть локализованными и становятся намного меньше с улучшенными методами. В таблице 5 показаны типичные дозы, полученные при различных диагностических рентгеновских исследованиях.Обратите внимание на большую дозу от компьютерной томографии. Хотя компьютерная томография составляет менее 20 процентов рентгеновских процедур, выполняемых сегодня, на них приходится около 50 процентов получаемой годовой дозы.

Радон обычно более выражен под землей и в зданиях с низким воздухообменом с внешним миром. Почти вся почва содержит около ²²⁶ Ra и ²²² Rn, но содержание радона ниже в основном в осадочных почвах и выше в гранитных. Таким образом, воздействие на публику может сильно различаться даже на небольших расстояниях.Радон может распространяться из почвы в дома, особенно в подвалы. Расчетное воздействие на ²²² Rn является спорным. Недавние исследования показывают, что в домах больше радона, чем предполагалось, и предполагается, что радон может быть причиной 20 процентов случаев рака легких, будучи особенно опасным для тех, кто также курит. Многие страны ввели ограничения на допустимые концентрации радона в воздухе помещений, часто требуя измерения концентрации радона в доме до его продажи.По иронии судьбы, можно утверждать, что более высокие уровни облучения радоном и их географическая изменчивость, принимая во внимание отсутствие демографических свидетельств каких-либо эффектов, означает, что низкий уровень радиации на меньше опасности, чем считалось ранее.

Законы регулируют дозы облучения, которым могут подвергаться люди. Наибольшая допустимая доза для всего тела зависит от страны и составляет от 20 до 50 мЗв / год и редко достигается медицинскими работниками и работниками атомной энергетики.Допускаются более высокие дозы для рук. Для репродуктивных органов и плода беременных женщин допустимы гораздо более низкие дозы. Непреднамеренные дозы облучения населения ограничиваются 1/10 профессиональных доз, за исключением доз, вызванных ядерной энергетикой, которая по закону не может подвергать население более 1/1000 профессионального предела или 0,05 мЗв / год (5 мбэр / год). . Это было превышено в Соединенных Штатах только во время аварии на Три-Майл-Айленд (TMI) в 1979 году. Чернобыль — совсем другое дело. Для обеспечения радиационной безопасности проводится обширный мониторинг с помощью различных детекторов излучения.Усиленная вентиляция урановых рудников снизила там дозу примерно до 1 мЗв / год.

**Таблица 4. Источники фонового излучения и средние дозы**
Источник	Доза (мЗв / год)
Источник	Австралия	Германия	США	Мир
Естественное излучение — внешнее
Космические лучи	0,30	0.28	0,30	0,39
Грунт, строительные материалы	0,40	0,40	0,30	0,48
Газ радон	0,90	1,1	2,0	1,2
Естественное излучение — внутреннее
⁴⁰ K, ¹⁴ C, ²²⁶ Ra	0,24	0,28	0,40	0,29
Медицина и стоматология	0.80	0,90	0,53	0,40
ИТОГО	2,6	3,0	3,5	2,8

Чтобы физически ограничить дозу облучения, мы используем экранирование , увеличиваем расстояние до источника и ограничиваем время воздействия . На рис. 2 показано, как они используются для защиты пациента и зубного техника при проведении рентгеновского снимка. Экранирование поглощает излучение и может быть выполнено из любого материала, включая достаточное количество воздуха.Чем больше расстояние от источника, тем больше распространяется излучение. Чем меньше времени человек подвергается воздействию данного источника, тем меньшую дозу получает человек. Дозы от большинства медицинских диагностических средств в последние годы снизились из-за более быстрых пленок, требующих меньшего времени воздействия.

Рис. 2. Свинцовый фартук надевается на стоматологического пациента, и рентгеновская трубка окружена защитным экраном, чтобы ограничить воздействие на ткани, отличные от той, которая снимается. Быстрые пленки ограничивают время, необходимое для получения изображений, уменьшая воздействие на отображаемую ткань.Техник стоит в нескольких метрах за обшитой свинцом дверью с окном из свинцового стекла, что снижает ее производственную уязвимость.

**Таблица 5. Типичные дозы, полученные при диагностических рентгеновских исследованиях**
Процедура	Эффективная доза (мЗв)
Сундук	0,02
Стоматологическая	0,01
Череп	0,07
Нога	0.02
Маммограмма	0,40
Бариевая клизма	7,0
Верхний GI	3,0
Головка CT	2,0
КТ брюшной полости	10,0

Для расчета дозы необходимо выполнить определенные шаги, а именно:

Шаг 1. Изучите ситуацию, чтобы определить, подвергается ли человек воздействию ионизирующего излучения.

Шаг 2. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Для наиболее простых задач требуется расчет дозы.

Шаг 3. Составьте список того, что дано или может быть выведено из проблемы, как указано (определить известные). Найдите информацию о типе излучения, энергии на событие, активности и массе пораженной ткани.

Шаг 4. Для расчета дозы необходимо определить вложенную энергию. Это может потребовать одного или нескольких шагов, в зависимости от предоставленной информации.

Шаг 5. Разделите выделенную энергию на массу пораженной ткани. Используйте единицы джоули для энергии и килограммы для массы. Если речь идет о дозе в Зв, используйте определение, что 1 Зв = 1 Дж / кг.

Шаг 6. Если задействована доза в мЗв, определите ОБЭ (QF) излучения. Напомним, что 1 мЗв = 1 мГр × ОБЭ (или 1 бэр = 1 рад × ОБЭ).

Шаг 7. Проверьте ответ, чтобы узнать, разумен ли он: имеет ли он смысл? Доза должна соответствовать цифрам, приведенным в тексте для диагностического, профессионального и терапевтического воздействия.

Пример 1. Доза от вдыхаемого плутония

Рассчитайте дозу в бэр / год для легких служащего оружейного завода, который вдыхает и сохраняет активность 1,00 мкКи ²³⁹ Pu в результате аварии.Масса пораженной легочной ткани составляет 2,00 кг, плутоний распадается с испусканием частицы α с энергией 5,23 МэВ, и вы можете предположить более высокое значение ОБЭ для α с из таблицы 1.

Стратегия
Доза в бэр определяется как 1 рад = 0,01 Дж / кг и rem = рад × ОБЭ. Выделяемая энергия делится на массу пораженной ткани, а затем умножается на ОБЭ. Даны последние две величины, поэтому основная задача в этом примере будет заключаться в том, чтобы найти энергию, вложенную в один год.Поскольку активность источника задана, мы можем вычислить количество распадов, умножить на энергию распада и преобразовать МэВ в джоули, чтобы получить полную энергию.
Решение
Активность R = 1,00 мкКи = 3,70 × 10 ⁴ Бк = 3,70 × 10 ⁴ распадов / с. Итак, количество распадов в год получается умножением на количество секунд в году:
(3,70 × 10 ⁴ распадов / с) (3,16 × 10 ⁷ с) = 1.{-13} \ text {J}} {\ text {МэВ}} \ right) = 0,978 \ text {J} \\ [/ latex].
Деление на массу пораженной ткани дает
[латекс] \ frac {E} {\ text {mass}} = \ frac {0,978 \ text {J}} {2,00 \ text {кг}} = 0,489 \ text {Дж / кг} \\ [/ latex] .
One Gray составляет 1,00 Дж / кг, поэтому доза в Гр составляет
[латекс] \ text {доза в Гр} = \ frac {0,489 \ text {Дж / кг}} {1,00 \ text {(Дж / кг) / Гр}} = 0,489 \ text {Гр} \\ [/ латекс ].
Теперь доза в Зв составляет
доза в Зв = Гр × ОБЭ
= (0.489 Гр) (20) = 9,8 Зв.
Обсуждение
Во-первых, обратите внимание, что доза дается двумя цифрами, потому что ОБЭ (в лучшем случае) известна только двумя цифрами. По любым стандартам эта годовая доза облучения высока и оказывает разрушительное воздействие на здоровье рабочего. Что еще хуже, плутоний имеет длительный период полураспада радиоактивного вещества и не выводится организмом с готовностью, поэтому он остается в легких. Излучатель α делает эффекты в 10-20 раз хуже, чем та же ионизация, производимая лучами β s, γ или рентгеновскими лучами.Активность 1,00 μ Ci создается только 16 μ г ²³⁹ Pu (оставлено как проблема в конце главы для проверки), что частично оправдывает утверждения о том, что плутоний является наиболее токсичным из известных веществ. Его реальная опасность зависит от того, насколько вероятно распространение среди большой популяции с последующим проглатыванием. Например, смертоносное наследие чернобыльской катастрофы не имеет ничего общего с плутонием, которое она внесла в окружающую среду.
Медицинские дозы радиации также ограничены.Диагностические дозы, как правило, низкие, и их еще больше снизили с помощью улучшенных методов и более быстрых снимков. За исключением, возможно, обычного стоматологического рентгена, облучение используется в диагностических целях только при необходимости, так что низкий риск оправдывается пользой диагноза. Рентгеновские лучи грудной клетки дают самые низкие дозы — около 0,1 мЗв для пораженной ткани, с рассеянием менее 5% в тканях, которые не отображаются напрямую. Другие рентгеновские процедуры имеют диапазон примерно до 10 мЗв при КТ и примерно 5 мЗв (0.5 бэр) на рентгеновский снимок, опять же, оба воздействуют только на визуализируемую ткань. Медицинские изображения с радиофармпрепаратами показывают дозы от 1 до 5 мЗв, обычно локализованные. Единственным исключением является сканирование щитовидной железы с использованием ¹³¹ I. Из-за относительно длительного периода полураспада он подвергает щитовидную железу воздействию около 0,75 Зв. Изотоп ¹²³ I труднее производить, но его короткий период полураспада ограничивает воздействие на щитовидную железу примерно до 15 мЗв.
Исследования PhET: Альфа-распад
Посмотрите, как альфа-частицы вылетают из ядра полония, вызывая радиоактивный альфа-распад.Посмотрите, как случайные времена распада соотносятся с периодом полураспада.
Щелкните, чтобы запустить моделирование.
Сводка раздела
Биологические эффекты ионизирующего излучения обусловлены двумя эффектами, которые оно оказывает на клетки: вмешательством в воспроизводство клеток и нарушением функции клеток.
Единица дозы излучения, называемая радом, определяется как энергия ионизации, выделяемая на килограмм ткани:
1 рад = 0,01 Дж / кг.
Единицей измерения дозы облучения в системе СИ является грей (Гр), который определяется как 1 Гр = 1 Дж / кг = 100 рад.
Чтобы учесть эффект типа частицы, создающей ионизацию, мы используем относительную биологическую эффективность (ОБЭ) или коэффициент качества (QF), приведенные в Таблице 1, и определяем единицу, называемую рентгеновским эквивалентом человека (бэр), как
rem = рад × RBE.
Частицы с коротким пробегом или с большой плотностью ионизации имеют ОБЭ больше единицы. СИ-эквивалент rem — зиверт (Sv), определяемый как
Зв = Гр × ОБЭ и 1 Зв = 100 бэр.
Дозы однократного воздействия на все тело, равные 0.1 Зв или меньше — низкие дозы, от 0,1 до 1 Зв — умеренные, а дозы выше 1 Зв — высокие. Некоторые немедленные радиационные эффекты приведены в таблице 3. Эффекты от низких доз не наблюдаются, но предполагается, что их риск прямо пропорционален рискам от высоких доз, это предположение, известное как линейная гипотеза. Долгосрочными последствиями являются смертность от рака в размере 10/10 ⁶ бэр и генетические дефекты примерно в одной трети этого показателя. Дозы и источники фонового излучения приведены в таблице 4.Среднее во всем мире облучение от естественных источников, включая радон, составляет около 3 мЗв, или 300 мбэр. Радиационная защита использует экранирование, расстояние и время для ограничения воздействия.
Концептуальные вопросы
1. Изотопы, испускающие излучение α , относительно безопасны вне тела и исключительно опасны внутри. Тем не менее, те, которые испускают излучение γ , опасны снаружи и внутри. Объяснить, почему.
2. Почему радон более тесно связан с индуцированием рака легких, чем другие виды рака?
3.ОБЭ для низкоэнергетических β с составляет 1,7, тогда как для более высоких энергий β с — только 1. Объясните почему, учитывая, как дальность излучения зависит от его энергии.
4. Какие методы радиационной защиты использовались в устройстве, показанном на первом фото на рисунке 3? Что было использовано в ситуации, показанной на втором фото?
Рис. 3. (a) Этот рентгенофлуоресцентный аппарат — один из тысяч, используемых в обувных магазинах для получения изображений ступней в качестве проверки посадки обуви.Они не защищены и остаются на них до тех пор, пока в них находятся ступни, производя дозы, намного превышающие медицинские изображения. Дети были очарованы ими. Эти машины использовались в обувных магазинах до тех пор, пока в 1950-х годах не были приняты законы, предотвращающие такое неоправданное облучение. (кредит: Эндрю Кучлинг) (б) Теперь, когда мы знаем последствия воздействия радиоактивных материалов, безопасность является приоритетом. (кредит: ВМС США)
5. Какой радиоизотоп может быть проблемой в домах, построенных из шлакоблоков из хвостов урановых рудников? (Это относится к домам и школам в некоторых регионах вблизи урановых рудников.)
6. Являются ли одни виды рака более чувствительными к радиации, чем другие? Если да, то что делает их более чувствительными?
7. Предположим, человек случайно проглотил радиоактивный материал. Какая информация необходима для оценки возможного ущерба?
Задачи и упражнения
1. Какова доза в мЗв для: (а) рентгеновского излучения 0,1 Гр? (б) 2,5 мГр нейтронного облучения глаза? (c) 1,5 мГр облучения α ?
2. Найдите дозу облучения в Гр для: (a) серии рентгеноскопических рентгеновских снимков мощностью 10 мЗв.(б) 50 мЗв облучения кожи излучателем α . (c) 160 мЗв от β — и γ лучей от 40K в вашем теле.
3. Сколько Гр облучения необходимо для того, чтобы раковая опухоль получила дозу 40 Зв, если она подверглась действию α ?
4. Какая доза в Зв при лечении рака подвергает пациента воздействию 200 Гр γ -лучей?
5. Половина γ лучей от ^99m Tc поглощается пучком 0.Свинцовый экран толщиной 170 мм. Половина γ лучей, которые проходят через первый слой свинца, поглощаются вторым слоем такой же толщины. Какая толщина свинца поглотит все эти γ лучей, кроме одного из 1000?
6. Сантехник на атомной электростанции получает дозу облучения всего тела 30 мЗв за 15 минут во время ремонта критически важного клапана. Найдите годовой риск смерти от рака, вызванный радиацией, и вероятность генетического дефекта в результате этого максимально допустимого облучения.
7. В 1980-х годах термин «пиковая волна» использовался для описания облучения пищевых продуктов, чтобы преодолеть общественное сопротивление, играя на хорошо известной безопасности микроволнового излучения. Найдите энергию в МэВ фотона с длиной волны пикометра.
8. Найдите массу ²³⁹ Pu с активностью 1,00 мкКи.
Глоссарий
серый (Гр):
единица СИ для дозы облучения, которая определяется как 1 Гр = 1 Дж / кг = 100 рад
линейная гипотеза:
предположение, что риск прямо пропорционален риску от высоких доз
рад:
энергия ионизации, выделяемая на килограмм ткани
зиверт:
SI эквивалент rem
относительная биологическая эффективность (ОБЭ):
число, которое выражает относительный ущерб, который фиксированное количество ионизирующего излучения определенного типа может нанести биологическим тканям
добротность:
то же, что и относительная биологическая эффективность
рентгеновский эквивалент человек (бэр):
единица дозы, более тесно связанная с воздействием на биологическую ткань
низкая доза:
доза менее 100 мЗв (10 бэр)
умеренная доза:
доза от 0.