2.2 Воздействие на человека ионизирующих излучений

Рассмотрим медико-биологический ущерб для человека в результате радиационныхэффектов при облучении. Облучение — это воздействие ионизирующегоизлучения, которое может быть внешним воздействием от источников,находящихся вне тела человека, или внутренним воздействием от источников,попавших внутрь его организма. Облучение может быть природным, медицинским,профессиональным (на персонал, работающий с техногенными источникамиизлучения), аварийным (возникает в результате радиационной аварии)и потенциальным (может возникнуть в результате радиационной авариина радиационно опасном объекте).

Необходимо заметить, что радиация является частью окружающей среды.Человек подвергается воздействию радиации в дозах до 1,2 мЗв/год, вклад отрентгеновских исследований дает в среднем на человека 0,75 мЗв/год, дополнительноеоблучение происходит во время полетов на самолетах, возрастающеес увеличением высоты.Диапазон дозы облучения от низкой до летальной можно разделить на несколькоинтервалов, каждый из которых имеет свои особенности проявлениярадиобиологических эффектов (табл. 1). В частности, различается биологическоедействие «малой» (до 0,1—0,5 Зв) и «большой» дозы ионизирующегоизлучения. Облучение большой дозой однозначно оказывает повреждающее

действие на живые организмы, тогда как малая доза наряду с негативными эффектами стимулирует отдельные физиологические процессы. Аналогичныеэффекты имеют место и в технике (улучшение некоторых параметров микросхемпутем радиационного легирования).

Таблица 1 Биологические эффекты ионизирующего излучения

Доза		Биологические эффекты для наиболее Интервал радиочувствительных организмов
Интервал	Значения в ед. естественного фона (Ф)
Экранирование	< 1Ф	Депрессия роста, угнетение размножения организмов
Малая доза	(1—10)Ф	Стимуляция роста и размножения, повышение сопротивляемости к неблагоприятным факторам
	(10—100)Ф	Проявление как депрессивных, так и стимулирующих эффектов. Активизация препарационных и компенсационных механизмов
Большая доза	(100—1000)Ф	Повреждение отдельных органов и тканей. Генетические нарушения. Репарация вредных повреждений
	> 1000Ф	Повреждение генов. Аномалии развития и размножения. Угнетение репарационных процессов. Возникновение летальных исходов

Различают детерминированные и стохастические (вероятностные) вредныебиологические эффекты облучения. К детерминированнымотносятся биологическиеэффекты облучения, в отношении которых предполагается существованиепорога, выше которого тяжесть эффекта зависит от дозы (лучеваяболезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитииплода и др.). Стохастические эффекты (к ним относятся злокачественныеопухоли, лейкозы, наследственные болезни) не имеют дозового порогаи имеют место в области малых доз облучения. Принимается, что вероятностьвозникновения этих эффектов пропорциональна дозе, а тяжесть их проявленияне зависит от дозы.Облучение приводит к радиационному риску для персонала радиационноопасных объектов и населения. Радиационный риск — это вероятность того, чтоу человека в результате облучения возникнет какой-либо конкретный вредныйэффект. Ограничимся рассмотрением лишь радиационно-индуцированныхраковых заболеваний со смертельным (летальным) исходом. Их выход,т. е. число смертельных раковых заболеваний n за время жизни после облученияв популяции из N облученных, в области малой дозы оценивается с помощьюиндивидуальной вероятности Q₀реализации рассматриваемого стохастическогоэффекта для произвольного человека из облученной популяции(риском). По известной дозеЕпри наличии модели Q₀ (Е) оценка последствийоблучения не представляет сложности. Для обычно используемой линейнойбеспороговой модели зависимости «доза — эффект»:

Q₀= r Е, (2)

где

Е — эффективная доза, Зв.;

r — коэффициент риска, равный для генеральнойпопуляции всех возрастов 5·10–2 Зв–1.

Для расчета радиационных потерь и обоснования расходов на радиационную

защиту принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 чел. Зв. приводит к потере 1 чел.года жизни населения.

В предположении линейности зависимости Q₀ (Е) соблюдается принцип суперпозиции,благодаря чему выход стохастических эффектов (в частности, ожидаемое число n смертельных случаев от рака в популяции) может быть оценен по известной коллективной эффективной дозе S:

n = ΣQ₀i = rS, (3)

либо по средней эффективной дозе Еср = S/N:

n = rЕсрN = Q₀срN, (4)

где

N — число облученных;

S = ΣEi(i = 1, …, N) — коллективная эффективнаядоза, чел. Зв.;

Еi— эффективная доза i–го облученного, Зв.;

Q₀ср — среднийиндивидуальный риск для человека из облученной популяции.

Обычно при оценке последствий облучения заданной дозой из всего разнообразиярадиационных эффектов рассматривают наиболее опасные (имеющие наибольшую вероятность реализации, либо приводящие к более тяжелым последствиям). В области малой дозы такими эффектами являются радиационно-индуцированные раковые заболевания и генетические повреждения. Таккак с увеличением дозы предпосылки индуцирования рака не исчезают, то вероятностьего реализации является неубывающей функцией дозы. Однако учет вероятности наступления стохастических эффектов в области «большой» дозы, когда начинают проявляться пороговые детерминированные эффекты, нецелесообразен (рис.1). Математическое ожидание предельной дозовой нагрузки LD50/60, при которой можно ожидать наступление смерти здорового взрослого человека за 60 сут. после острого облучения, оценивается в 3—5 Зв. Естественно, что для такой дозы рассмотрение вероятности смерти от рака в течение последующей жизни уже не представляет практического интереса.

Рисунок 1 Функция распределения предельной дозовой нагрузки для наступления у человека стохастических эффектов облучения (1), пороговых тедетминированных эффектов (2), смерти за 60 суток от острого облучения (3)

При однократном или кратковременном общем γ-облучении зависимость от дозы облучения детерминистических эффектов приведена в табл. 2.

Таблица 2 Зависимость от дозы детерминистических эффектов облучения

Доза, Зв	Эффект
0—0,25	Никаких очевидных изменений
0,25—0,5	Возможные изменения крови
0,5—1,0	Незначительные обратимые изменения в организме
1—2,5	Легкая форма лучевой болезни
2,5—4	Полная потеря работоспособности, возможна смерть
4,5	Летальный исход в 50 % случаев
4—10	Лучевая болезнь тяжелой степени

Вследствие релаксации негативных эффектов с увеличением времени наборадозы критическая доза, начиная с которой наступает рассматриваемый негативный эффект, возрастает.

При обосновании требований к безопасности с учетом чувствительностиорганизмов к малой дозе ионизирующего излучения для радиоэкологической защиты биосферы и человека обычно исходят из требования непревышенияв результате техногенной деятельности дозы облучения человека и биотывыше естественных колебаний радиационного фона в данном месте обитания организмов Dи<Фe(Dи— дополнительная доза облучения от искусственных радионуклидов; ΔФe— амплитуда изменений радиационного фона, обычно варьируемая в пределах 20—100 % средней дозы от естественных радионуклидов).

Так, радиоактивные выбросы АЭС не должны приводить к дополнительномуоблучению населения выше 0,25 мЗв/год. Реальное облучение населения при нормальных условиях эксплуатации АЭС оказывается еще более низким по сравнению с этим дозовым пределом. В 2000 г. дополнительная дозовая нагрузка на население вследствие работы АЭС не превышала 0,2 % дозы внешнего облучения от естественного радиационного фона. Критерии защиты человека и биосферы от воздействия вредных факторов приведены в табл. 3.

Таблица 3 Критерии защиты человека и биосферы

Критерии защиты	Загрязнение
	Радиоактивное	Химическое
Гигиенические	Дозовые пределы для человека	Предельно допустимая концентрация (ПДК) токсикантов
Экологические	Непревышение дисперсии естественного фона радиации. Сохранение экологического баланса отдельных радионуклидов. Сохранение видового разнообразия	Сохранение экологического баланса отдельных химических элементов. Сохранение видового разнообразия

В соответствии с нормами радиационной безопасности для персонала, работающегонепосредственно с источниками ионизирующих излучений, устанавливается предел дозы в 20 мЗв/год. Для населения, которое по условиям проживания может подвергаться воздействию ионизирующих излучений, устанавливается предел дозы в 1 мЗв/год. Планируемое повышенное облучение выше установленных дозовых пределов при ликвидации аварии в соответствии с НРБ-99 может быть разрешено в дозе не более 0,2 Зв Госкомсанэпиднадзором только в тех случаях, когда нет возможности принять меры, исключающие их превышение, и может быть оправдано лишь спасением жизни людей, предотвращением дальнейшего развития аварии и облучения большого числа людей. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет лишь при их добровольном письменном согласии, после информирования о возможных дозахоблучения при ликвидации аварии и риске для здоровья. Для условий военного времени считалось, что суммарные дозы излучения, не приводящие к снижению боеспособности личного состава при внешнем облучении, составляют: при однократном облучении 0,5 Зв, при многократном в течение месяца — 1 Зв, в течение года — 3 Зв.