Ядерная опасность. Семипалатинский полигон

Самые большие дозы облучения, источ­ником которого являются объекты атом­ной промышленности, получают люди, которые на них работают. Профес­сиональные дозы почти повсеместно являются самыми большими из всех видов доз.

Попытки оценить профессиональные дозы осложняются двумя обстоятельства­ми; значительным разнообразием усло­вий работы и отсутствием необходимой информации. Дозы, которые получает персонал, обслуживающий ядерные реак­торы, равно как и виды излучения, сильно варьируют, а дозиметрические приборы редко дают точную информацию о значе­ниях доз; они предназначены лишь для контроля за тем, чтобы облучение пер­сонала не превышало допустимого уровня.

Оценки показывают, что доза, которую получают рабочие урановых рудников и обогатительных фабрик, составляет в среднем 1 чел-Зв на каждый гигаватт-год электроэнергии. Примерно 90% этой дозы приходится на долю рудников, причем персонал, работаю; в шахтах, подвергается большему облучению. Коллективная эквивалентная от заводов, на которых получают ядерное топливо, также составляет 1 чел-Зв г гигаватт-год.

НОРМЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

При работе с радиоактивными веществами в открытом виде возможно загрязнение рук, одежды, оборудования, воздуха, поэтому обязателен радиационный контроль. Цель его - следить за соблюдением норм радиационной безопасности в отделениях и комнатах лучевой терапии и диагностики, а также за облучением лиц, профессионально связанных с работой в сфере действия ионизирующих излучений. Национальной комиссией радиационной зашиты /ПКРЗ/ еще при Минздраве СССР были установлены нормы радиационной безопасности /нормы РБ/.

Нормы РБ предусматривают соблюдение следующих принципов:

1\ не превышение установленного дозового предела;

2\ исключение всякого необоснованного излучения;

3\ снижение дозы излучения до возможно низкого уровня.

С целью ограничения облучения и дозиметрического контроля за ним введены понятия: предельно допустимая доза, предел дозы, категория облучаемых лиц и группа критических органов.

Установлены следующие категории облучаемых лиц: категория А-персонал, непосредственно работающий с источниками ионизирующих излучений; категория Б - ограниченная часть населения; лица, которые непосредственно не работают с источниками излучений, но по условиям расположения рабочих мест, либо проживания могут быть подвержены облучению; категория В - населения в целом.

Предельно допустимая доза /ПДД/ - наибольшее значение индивидуальной дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызывает у человека каких-либо неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами исследования. По мере расширения наших знаний величина предельно допустимой дозы может уточняться. ПДД является основным дозовым пределом для категории А.

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 ПДД. Она является основным дозовым пределом для лиц категории Б.

ПДД и ПД устанавливаются с учетом категории облучаемых лиц и современных представлений о радиочувствнтельности 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 ПДД 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 про­мышленных рабочих, имевших дело с люминесцентными красками, со­державшими радиоактивные вещества. Необходимость строгого контро­ля условий труда заставила Международный конгресс по радиологии учредить в 1928 г. Международную комиссию по защите от излучений радия и рентгеновских лучей. Работа этой комиссии зало­жила фундамент, на котором спустя 15 лет был основан кодекс правил по защите, когда с подобного рода проблемами в гораздо более широ­ких масштабах столкнулись при создании атомной промышленности. В 1950 г. эта комиссия была переименована b Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ). Она стала признанным между­народным 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 ра­ботникам, которые, не работая постоянно с источниками ионизирующих излучений, по роду своей деятельности могут периодически подвер­гаться облучению. Принято также во внимание население, прожива­ющее в непосредственной близости от атомных энергетических уста­новок. Были разработаны некоторые руководящие принципы по защите населения в целом. Обзор МКРЗ по этому вопросу, опубли­кованный 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 ре­комендации МКРЗ были опубликованы, их широко использовали для оценки новой ситуации. Однако, как было отмечено в последнем док­ладе МКРЗ (1964 г.), проблемы, возникающие при загрязнениях боль­ших территорий от неконтролируемых источников, могут сильно отли­чаться от тех проблем, которые возникают при промышленном облучении.

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ

При защите работников, подвергающихся профессиональному об­лучению, загрязнение пищевых продуктов обычно не рассматривается. Основной интерес представляют внешнее облучение и вдыхание радио­активных веществ. Хотя специфические проблемы защиты от профес­сионального 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 допусти­мые дозы облучения (ПДД). Ранее использовали термин допусти­мая доза, который был признан неточным, так как облучение в лю­бой дозе, какой бы малой она ни была, не может не вызывать биологические эффекты. Принципы, принятые МКРЗ за основу в определении ПДД, изложены в соответствующих параграфах ее рекомен­даций.

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 нор­мальных 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 промыш­ленных предприятий и высказаны пожелания, чтобы ее рекомендации рассматривались в качестве обязательных.

Для контроля над профессиональным облучением МКРЗ установи­ла 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 годо­вых 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 из­лучений, но могут оказаться в зонах, где такие работы проводятся, предложены более низкие предельные значения. Более жесткие огра­ничения в подобных случаях обусловлены менее строгим контролем за здоровьем этих людей. Рекомендации МКРЗ, относящиеся к разра­ботке мероприятий по защите населения, рассматриваются в после­дующих разделах этой главы.

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

Кроме ПДУ для случая непрерывного профессионального облуче­ния 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 ве­роятности 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 об­лучение. Следовательно, если источник загрязнения не поддается конт­ролю, то для защиты населения может потребоваться либо изменение. источников снабжения пищевыми продуктами, либо эвакуация. Подоб­ные мероприятия грозят населению новыми опасностями, связанными с социальными переменами и порождением тревоги или с переключе­нием 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 моло­ка I131 в стране, хорошо обеспеченной пищевыми продуктами и имею­щей хорошо развитый транспорт. Если чрезвычайная ситуация возни­кает на относительно ограниченной территории, то ее последствия мож­но предотвратить доставкой свежего молока из других районов, а в случае возникновения угрозы облучения детей (группы населения, под­вергающейся 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 соответствую­щим 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 загрязне­ния 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 мероприя­тий можно судить на основании оценки возможных последствий облуче­ния, с одной стороны, и общественных издержек защиты — с другой. Од­нако нельзя рассчитывать на точность подобных оценок. Наряду с не­возможностью точных оценок опасности от облучения в малых дозах, нельзя предвидеть и размеры общественных издержек на оздорови­тельные мероприятия. Как и во многих других проблемах, связанных с благосостоянием человека, здесь необходим тщательный анализ всей доступной информации, и его невозможно заменить какой-либо прос­той формулой. Тем не менее, соответствующие радиобиологические кри­терии все же необходимы: во-первых, нужны рекомендации относи­тельно наименьших значений доз, начиная с которых следует что-то предпринимать для ограничения облучения, если общественные издерж­ки невелики; во-вторых, следует выработать принципы оценки размеров радиационной опасности при данных уровнях облучения»

Облучение от контролируемых источников

Если источник облучения контролируется, например ядерный реак­тор при нормальных условиях работы, то регулированием режима работы оборудования можно добиться того, чтобы дозы облучения на­селения не достигали неприемлемых уровней. Можно было бы исклю­чить 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 населе­ния, от неконтролируемых источников и защитой персонала, работающе­го с излучениями. Методы определения размеров загрязнения окру­жающей среды одинаковы независимо от того, является источник контролируемым или неконтролируемым. Опасность, связанная с дан­ным 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 раз­личаться. Если источник не поддается контролю, то соответствующие меры заключаются в оценке опасности от облучения по сравнению с общественными издержками по защите. В случае контролируемого ис­точника оператор установки обязан следить за тем, чтобы уровень об­лучения не превысил предела, установленного для профессионального облучения.

Рекомендуемые пределы дозы облучения в окружающей среде

Рекомен­дуемые пределы облучения в окружающей среде можно определить как уровни облучения, которые не следует превышать без тщательной оценки возможных размеров опасности облучения по сравнению с об­щественными издержками по ее ликвидации. Эти общественные издерж­ки 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, возникаю­щие в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата; 2) нару­шений функций целого организма как следствие первичных процессов.

В результате облучения в живой ткани, как и в любой среде, погло­щается энергия и возникают возбуждение и ионизация атомов облучае­мого 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 отноше­нии свободных радикалов типа ОН или Н и последующими цепными каталитическими реакциями (в основном окислением этими радикала­ми молекул белка). Это есть косвенное (непрямое) действие излучения через продукты радиолиза воды. Прямое действие ионизирующего излу­чения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее проч­ных 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 см3 ткани образуется 1015 ионов, что составляет одну ионизованную молекулу воды из 10 млн. молекул.

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

Наиболее важные изменения в клетках: а) повреждение механиз­ма митоза (деления) и хромосомного аппарата облученной клетки. При­чем самые ранние эффекты в клетках вызываются не митотической ги­белью, 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 орга­нов 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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5