Ядерная опасность Семипалатинского полигона

Предел  дозы /ПД/ - предельная доза за год, устанавливаемая  для предотвращения необоснованного  облучения ограниченной части населения, но связанной с источниками ионизирующих излучений профессиональной деятельностью. Эта доза обычно в несколько раз  меньше ПДЦ. Она является основным дозовым  пределом для лиц категории Б.

ПДЦ и  ПД устанавливаются с учетом категории  облучаемых лиц и современных  представлений о радиочувствительности  критических органов.

Критический орган - орган, ткань и все село, облучение  которого в конкретных условиях может  причинить наибольший ущерб данному  лицу или его потомству. В зависимости  от радиочувствительности различают  три группы критических органов:

1. группа - все тело , половые органы и красный костный мозг;
2. группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, пищеварительный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам;
3. группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. Данные с ПДЦ и ПД для различных категорий облучаемых лиц и групп критических органов в таблице.

Для лиц, длительно работающих с источниками  ионизирующих излучений (персонал отделений  лучевой терапии и рентгентерапевтических кабинетов), суммарные эквивалентные дозы, за все годы профессиональной деятельности, не должны превышать для женщин 37,5 бэр и мужчин 50 бэр.

В целях  радиационной безопасности осуществляется дозиметрический контроль. КРИТЕРИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЕ

Опасность ионизирующих излучений впервые  была обнаружена, когда стали известны случаи заболевания среди радиологов и про-мышленных рабочих, имевших дело с люминесцентными красками, со-державшими радиоактивные вещества. Необходимость строгого контро-ля условий труда заставила Международный конгресс по радиологии учредить в 1928 г. Международную комиссию по защите от излучений радия и рентгеновских лучей. Работа этой комиссии зало-жила фундамент, на котором спустя 15 лет был основан кодекс правил по защите, когда с подобного рода проблемами в гораздо более широ-ких масштабах столкнулись при создании атомной промышленности. В 1950 г. эта комиссия была переименована b Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ). Она стала признанным между-народным руководящим органом: ею были подготовлены подробные доклады в 1955 и 1959 гг., а позднее—в 1964 г. МКРЗ изложила свои взгляды по некоторым аспектам еще более детально.

В этот период комиссия интересовалась в основном вопросами защиты лиц, которые подвергаются профессиональному  облучению. Но некоторое внимание уделялось  и тем ра-ботникам, которые, не работая постоянно с источниками ионизирующих излучений, по роду своей деятельности могут периодически подвер-гаться облучению. Принято также во внимание население, прожива-ющее в непосредственной близости от атомных энергетических уста-новок. Были разработаны некоторые руководящие принципы по защите населения в целом. Обзор МКРЗ по этому вопросу, опубли-кованный в 1959 г., был посвящен разработке рекомендаций в Связи с развитием ядерной энергетики и индустрии, а не оценке последствий глобальных выпадений. Это вполне объяснимо. Когда собирали данные для доклада 1959 г., выпадения только начинались и не привлекали серьезного внимания. Но вполне естественно, что, после того как ре-комендации МКРЗ были опубликованы, их широко использовали для оценки новой ситуации. Однако, как было отмечено в последнем док-ладе МКРЗ (1964 г.), проблемы, возникающие при загрязнениях боль-ших территорий от неконтролируемых источников, могут сильно отличаться от тех проблем, которые возникают при промышленном облучении.

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ  ОБЛУЧЕНИЕ

При защите работников, подвергающихся профессиональному об-лучению, загрязнение пищевых продуктов обычно не рассматривается. Основной интерес представляют внешнее облучение и вдыхание радио-активных веществ. Хотя специфические проблемы защиты от профес-сионального облучения выходят за рамки этой книги, целесообразно рассмотреть выработанные здесь критерии,- так как они положены в основу общепринятых норм, используемых при оценке загрязнения окружающей среды.

В докладе МКРЗ за 1959 г. введено  понятие предельно допусти-мые дозы облучения (ПДЦ). Ранее использовали термин допусти-мая доза, который был признан неточным, так как облучение в лю-бой дозе, какой бы малой она ни была, не может не вызывать биологические эффекты. Принципы, принятые МКРЗ за основу в определении ПДЦ, изложены в соответствующих параграфах ее рекомен-даций.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) ионизирующих излучений, определенные таким способом, не являются абсолютной нормой. Какая-то небольшая степень риска все  же считается допустимой, однако МКРЗ приняла предельное значение дозы настолько  низким, что в нор-мальных условиях наличие опасности констатировать практически невозможно. Таким образом, хотя облучение в любых малых дозах в принципе нельзя считать безопасным, употреблять это слово в приложении к термину предельно допустимая доза, введенному МКРЗ, более разумно, чем к принятым гарантиям против многих других видов опасности, которые иногда популярно характеризуются такими словами. МКРЗ были предложены новые нормы для промыш-ленных предприятий и высказаны пожелания, чтобы ее рекомендации рассматривались в качестве обязательных.

Для контроля над профессиональным облучением МКРЗ установи-ла средние  дозы, которые могут быть получены в течение 13 недель, и .ввела специальные ограничения на некоторые типы облучения для лиц моложе 18 лет. Если выразить соответствующие величины в годо-вых дозах при длительном облучении, то по отношению к 'рассматриваемым здесь наиболее важным .случаям рекомендации были следующими:

все тело, гонады и кроветворные органы - 5 бэр/год

кости и щитовидная железа — 30 бэр/год большинство других органов —15 бэр/год

Для лиц, которые не работают непосредственно  с источниками из-лучений, но могут оказаться в зонах, где такие работы проводятся, предложены более низкие предельные значения. Более жесткие огра-ничения в подобных случаях обусловлены менее строгим контролем за здоровьем этих людей. Рекомендации МКРЗ, относящиеся к разра-ботке мероприятий по защите населения, рассматриваются в после-дующих разделах этой главы.

Для оценки роли заглатывания или  вдыхания радиоактивных ве-ществ МКРЗ ввела физиологические характеристики стандартного человека. Предельно допустимые концентрации (ПДК) различных ра-дионуклидов, соответствующие ПДУ ионизирующих излучений, были рассчитаны в предположении, что человек потребляет 2,2 л/сутки воды, а объем вдыхаемого воздуха составляет 20 мз/сутки.

Кроме ПДУ для случая непрерывного профессионального облуче-ния МКРЗ дала также рекомендации на случай промышленных аварий. Для этих ограниченных периодов вполне обоснованно предложены значительно более высокие значения мощности дозы, по сравнению с ПДУ профессионального облучения.

ОБЛУЧЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ

О любых мерах предосторожности можно судить, исходя из ве-роятности их осуществления и возможного влияния на благосостояние населения при всех мыслимых обстоятельствах. Следует предусмотреть Облучение от неконтролируемых источников

Необходимые критерии

Большая часть дозы облучения, которому подвергается население в мирное время, как правило, обусловлена  загрязнением пищевых продуктов, хотя в начальный период после аварийных  случаев важную роль могут играть вдыхание радиоактивных веществ  или внешнее об-лучение. Следовательно, если источник загрязнения не поддается конт-ролю, то для защиты населения может потребоваться либо изменение, источников снабжения пищевыми продуктами, либо эвакуация. Подоб-ные мероприятия грозят населению новыми опасностями, связанными с социальными переменами и порождением тревоги или с переключе-нием службы быта на более первоочередные нужды. Эти опасности можно рассматривать как «общественные издержки защиты». Иногда общественные издержки оказываются небольшими, например, в случае, когда чрезвычайная ситуация возникает в связи с загрязнением моло-ка 1131 в стране, хорошо обеспеченной пищевыми продуктами и имею-щей хорошо развитый транспорт. Если чрезвычайная ситуация возникает на относительно ограниченной территории, то ее последствия мож-но предотвратить доставкой свежего молока из других районов, а в случае возникновения угрозы облучения детей (группы населения, под-вергающейся наибольшей опасности) в масштабах всей страны эту опасность можно было бы уменьшить, обеспечив детей сухим молоком.. Последствия первой ситуации были успешно преодолены в Англии после - аварии в Уиндскейле в 1957 г. Подготовка к соответствую-щим мероприятиям более широкого масштаба была осуществлена, когда глобальные выпадения привели в конце 1961 г. к увеличению уровня загрязнения молока.

Можно рассмотреть и другие ситуации, при  которых общественные издержки защиты будут гораздо больше, например в случае загрязне-ния Sr90. Без существенной перестройки всего сельскохозяйственного производства в этой ситуации было бы нельзя добиться значительного снижения загрязнения рациона детей, подростков и взрослых людей.

О целесообразности тех или других оздоровительных  мероприя-тий можно судить на основании оценки возможных последствий облуче-ния, с одной стороны, и общественных издержек защиты — с другой. Од-нако нельзя рассчитывать на точность подобных оценок. Наряду с не-возможностью точных оценок опасности от облучения в малых дозах, нельзя предвидеть и размеры общественных издержек на оздорови-тельные мероприятия. Как и во многих других проблемах, связанных с благосостоянием человека, здесь необходим тщательный анализ всей доступной информации, и его невозможно заменить какой-либо прос-той формулой. Тем не менее, соответствующие радиобиологические кри-терии все же необходимы: во-первых, нужны рекомендации относи-тельно наименьших значений доз, начиная с которых следует что-то предпринимать для ограничения облучения, если общественные издерж-ки невелики; во-вторых, следует выработать принципы оценки размеров радиационной опасности при данных уровнях облучения»

Облучение от контролируемых источников

Если  источник облучения контролируется, например ядерный реак-тор при нормальных условиях работы, то регулированием режима работы оборудования можно добиться того, чтобы дозы облучения на-селения не достигали неприемлемых уровней. Можно было бы исклю-чить любое вмешательство в привычный образ жизни населения и в снабжение его продовольствием, если бы контрольная система давала соответствующее предупреждение об изменениях мощности выбросов.

В ситуациях  такого рода имеется много общего с защитой населе-ния, от неконтролируемых источников и защитой персонала, работающе-го с излучениями. Методы определения размеров загрязнения окру-жающей среды одинаковы независимо от того, является источник контролируемым или неконтролируемым. Опасность, связанная с дан-ным уровнем облучения, не зависит от типа источника, поэтому для оценки биологических последствий облучения человека пригодны одни и те же критерии (т. е. рекомендуемые пределы облучения). Однако, когда уровни облучения становятся такими, что требуются решительные меры по защите населения, то эти два типа ситуаций будут резко раз-личаться. Если источник не поддается контролю, то соответствующие меры заключаются в оценке опасности от облучения по сравнению с общественными издержками по защите. В случае контролируемого ис-точника оператор установки обязан следить за тем, чтобы уровень об-лучения не превысил предела, установленного для профессионального облучения.

Рекомендуемые пределы  дозы облучения в окружающей среде

Рекомен-дуемые пределы облучения в окружающей среде можно определить как уровни облучения, которые не следует превышать без тщательной оценки возможных размеров опасности облучения по сравнению с об-щественными издержками по ее ликвидации. Эти общественные издерж-ки оцениваются как своего рода новая «опасность», сопряженная с осуществлением специальных мероприятий по здравоохранению.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ. МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

Действие излучения на организм человека начинается с физического  процесса - взаимодействия излучения  с веществом, т.е. атомами и молекулами тканей и органов. При этом взаимодействии энергия квантов и частиц расходуется  на ионизацию и возбуждение атомов и молекул. В зависимости от вида излучения и величины энергии  механизм взаимодействия различен.

Протоны, а-частицы и электроны постепенно теряют свою энергию при столкновении с ядрами атомов и внешними электронами. Так как масса а-частиц и протонов значительна по сравнению с массой электронов атомов, с которыми они соударяются, то траектория а- частнц и протонов прямолинейна. Путь же электрона в веществе извилист, поскольку он обладает малой массой, легко изменяет направление под действием электрических полей атомов. Поэтому начальный пучок электронов в тканях имеет тенденцию к расхождению /рассеяние электронов/.

Биологическое действие ионизирующего  излучения условно можно подразделить на; 1) первичные физико-химические процессы, возникаю-щие в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата; 2) нару-шений функций целого организма как следствие первичных процессов.

В результате облучения в живой  ткани, как и в любой среде, погло-щается энергия и возникают возбуждение и ионизация атомов облучае-мого вещества. Поскольку у человека (и млекопитающих) основную часть массы тела составляет вода (около 75 %), первичные процессы во многом определяются поглощением излучения водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием высокоактивных в химическом отноше-нии свободных радикалов типа ОН или Н и последующими цепными каталитическими реакциями (в основном окислением этими радикала-ми молекул белка). Это есть косвенное (непрямое) действие излучения через продукты радиолиза воды. Прямое действие ионизирующего излу-чения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее проч-ных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения.

Необходимо заметить, что прямая ионизация и непосредственная передача энергии тканям тела не объясняют  повреждающего действия излучения. Так, при абсолютно смертельной дозе, равной для человека 6 Гр на все тело, в 1 смЗ ткани образуется 1015 ионов, что составляет одну ионизованную молекулу воды из 10 млн. молекул.

В дальнейшем под действием первичных  процессов в клетках воз-никают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни и гибели клеток.

Наиболее важные изменения в  клетках: а) повреждение механиз-ма митоза (деления) и хромосомного аппарата облученной клетки. При-чем самые ранние эффекты в клетках вызываются не митотической ги-белью, а обычно связаны с повреждением мембран; б) блокирование процессов обновления и дифференцировки клеток; в) блокирование процессов пролиферации и последующей физиологической регенерации тканей.

Наиболее радиочувствительными являются клетки постоянно обновляющихся (дифференцирующихся) тканей некоторых органов (костный  мозг, половые железы, селезенка  и т. п.) Причем стволовые и пролиферативные  клетки, претерпевающие множество делений, наиболее радиочувствительны. Изменения на клеточном уровне, гибель клеток приводят к таким нарушениям в тканях, в функциях отдельных орга-нов и в

межорганных взаимосвязанных процессах организма, которые вызывают различные последствия для организма или гибель организма.

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ  ОБЛУЧЕНИЯ ЛЮДЕЙ

Соматические (телесные) эффекты — это последствия  воздействия облучения на самого облученного, а не на его потомство. Соматические эффекты облучения  делят на стохастические (вероятностные) и нестохастические.