Реферат: Т. И. Юрасова основы радиационной безопасности

АКАДЕМИЯ ТРУДА И СОЦИАЛЬНЫХ ОТНОШЕНИЙ


ИНСТИТУТ ОХРАНЫ ТРУДА И ЭКОЛОГИИ


Т.И. Юрасова


ОСНОВЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ


Москва

2001


Автор – составитель – профессор Юрасова Т.И.

Ответственный за выпуск – профессор Карнаух Н.Н.

АННОТАЦИЯ

курса «Основы радиационной безопасности»

Курс предназначен для слушателей Открытого института охраны труда, промышленной безопасности и экологии Академии труда и социальных отношений, обучающихся по специальности 280102 «Безопасность технологических процессов и производств», а также в качестве учебного пособия в системе дополнительного профессионального образования по направлениям охрана труда, промышленная безопасность и т.д.

Курс базируется на таких дисциплинах, как «Охрана труда», «Ядерная физика», «Дозиметрия», «Радиационная гигиена» и др.

При изложении курса используется системный подход, позволяющий более полно определить опасности при работе с радионуклидами , способы их снижения и оптимизации условий труда.

Цель изучаемой дисциплины: дать слушателям необходимые теоретические и практические знания о радиационной безопасности, опасных факторах технологических процессов и производств, связанных с использованием источников ионизирующих излучений и мерах зашиты от проникающих излучений.

Задачи курса: изучить взаимодействие ионизирующих излучений с веществом; заболевания, возникающие от воздействия ионизирующих излучений и др.; вопросы безопасной организации труда и осуществления мер защиты от ионизирующих излучений.

^ Календарный тематический план

(Рекомендуемое время изучения курса – 4 недели, трудоемкость 72 часа )


Неделя

Номер занятия

Содержание занятия

Трудоемкость, часы

1

1

Свойства ионизирующих излучений и взаимодействие их со средой

10

2

Влияние радиоактивных излучений на организм человека

5

3

Факторы, влияющие на эффект облучения

2

4

Пределы доз ионизирующих излучений

3

2

5

Организация работы с источниками ионизирующих излучений (ИИИ), защита от излучения

6

6

Принципы устройства оборудования для работы с ИИИ

4

7

Расположение помещений, цехов и лабораторий для работы с ИИИ

4

8

Документы, необходимые для работы с ИИИ

4

3

9

Хранение, перевозка радиоактивных веществ

6

10

Дезактивация и удаление радиоактивных отходов

4

11

Меры индивидуальной защиты

2

12

Радиационный фон и захоронение радиоактивных отходов

6

4

13

Основы дозиметрии и приборы дозиметрического контроля

4

14

Выполнение зачетной работы. Консультации с тьютером. Получение зачета.

12


ВВЕДЕНИЕ


Человечество познакомилось с понятием радиационная безопасность в 1896 г., когда французский физик Беккерель открыл радиоактивность, т.е. излучение, которым обладают некоторые урановые соли. Незадолго до этого, в 1895 г. Рентген открыл новое электромагнитное излучение, которое названо его именем. Вопросы защиты человека от повреждающего действия возникли почти одновременно с открытием рентгеновского излучения и радиоактивного распада. Основными предпосылками для этого явились два фактора: чрезвычайно быстрое развитие применения вновь открытых излучений в науке и практике и обнаружение повреждающего действия этих излучений на организм.

Первые сведения о повреждающем действии ионизирующего излучения описаны в 1896 г., когда у ряда больных, которым производились рентгеновские снимки, а также у врачей-рентгенологов, были обнаружены “рентгеновские дерматиты”. При лучевых поражениях покровов кожи отмечались краснота, отек, образование пузырей и язв, шелушение, повреждение ногтей, выпадение волос, болевые ощущения.

Немало врачей-энтузиастов рентгенологов и радиологов стали жертвой поиска новых путей и методов облегчения страданий своих пациентов. Человечество высоко оценило их подвиг, воздвигнув им памятник перед больницей Альбере-Шонберга в Германии, на котором высечены имена более 100 рентгенологов и радиологов, врачей и ученых – жертв лучевых поражений.

Однако, в настоящее время радиоактивное излучение находит широкое применение. Ионизирующее излучение помогает повышать качество химической продукции. Так, например, облучение материала автомобильных шин увеличивает их пробег на 2030%. Радиоактивные нуклиды, введенные в химические соединения, помогают изучать и совершенствовать технологические процессы. Метод “меченых атомов” прочно вошел в практику научных исследований. Широкое применение в промышленности нашли приборы для контроля и автоматизации производственных процессов, построенные на основе радиоактивных излучений. В этих приборах датчик не контактирует с измеряемой средой.

В легкой промышленности используются приборы, действующие на основе радиоактивного излучения, для снятия зарядов статического электричества (особенно в производстве синтетического волокна).

Метод - и нейтронной дефектоскопии широко используется в металлургии, судостроении, при строительстве газо- и нефтепроводов для обнаружения дефектов в отливках, сварных швах.

С помощью радиоактивных облучений ведется борьба с насекомыми – вредителями сельскохозяйственной продукции (стерилизация мясных и плодовых мух).

Облучение зерна, картофеля увеличивает срок хранения и не позволяет им прорастать. Таким же образом продлевается срок хранения рыбы, птицы, мяса, овощей, фруктов.

Широкое применение находит в медицине рентгеновское излучение, например, компьютерная томография, а радиоактивные нуклиды успешно применяются для лечения онкологических больных, при так называемой лучевой терапии.

Существенный вклад в энергетику страны вносят атомные электростанции.

При таком широком использовании ионизирующего излучения с каждым годом растет число людей, работающих с ним, поэтому вопросы безопасной организации труда и осуществления мер радиоактивной защиты приобретают особое значение. Значительный интерес эти вопросы должны представлять для инженеров по охране труда и технической инспекции, которая осуществляет государственный надзор и контроль за соблюдением законодательства о труде, правил по охране труда.


^ 1. Свойства ионизирующих излучений и взаимодействие их со средой.


Прежде чем подойти к изучению вопросов радиационной безопасности, надо четко представлять, что такое радиоактивное или ядерное излучение. На первых порах изучения природы радиоактивных излучений были определены три его вида: -частицы, -частицы и -излучения. По мере развития научных исследований произошли открытия других видов ядерного излучения – протонов, нейтронов, мезонов, нейтрино и др. К настоящему времени число изученных ядерных частиц достигает нескольких десятков.


^ 1.1. Строение атома.


Мельчайшей частицей вещества является атом. Атом любого химического элемента представляет сложную систему. Центральная часть атома – ядро очень маленьких размеров, но с большой плотностью ядерного вещества.

В пространстве вокруг центрального ядра вращаются отрицательно заряженные электроны (1e0). Их масса в тысячи раз меньше массы ядра. Несмотря на чрезвычайно малые размеры, атомные ядра в свою очередь, состоят из более мелких частиц – нуклонов, т.е. положительно заряженных протонов (1p1), имеющих массу электрона и нейтральных частиц нейтронов – (0n1). Таким образом, ядро в целом обладает положительным зарядом.

Каждый атом любого химического элемента содержит в своем ядре постоянное число протонов, которое определяет химические и физические свойства данного элемента. В нормальном состоянии атомы электрически нейтральны, т.к. на каждый протон ядра в атоме имеется один электрон и, следовательно, положительный заряд ядра уравновешивается отрицательным зарядом электронов.

Количество протонов в ядре численно равно атомному номеру элемента в таблице элементов Д.И. Менделеева (Z). Следовательно, Z – протонов и Z – электронов. Суммарное число протонов и нейтронов в ядре называется массовым числом элемента (А). А = N + Z, где N – число нейтронов в ядре атома. А – приблизительно равно атомному весу.

Число протонов (Z) в ядре каждого элемента строго постоянно, число нейтронов (N) может несколько меняться. Поэтому атомы одного и того же элемента могут иметь разное массовое число. Но, обладая одинаковым количеством протонов, они имеют сходные химические свойства. Такие атомы называются нуклидами. Формула любого нуклида записывается в следующем виде: Z(символ элемента)А, например, обычный гелий – 2He4, уран-235 – 92U235.


^ 1.2. Радиоактивные нуклиды.


Ядра встречающихся в природе элементов не всегда устойчивы. Некоторые из них способны самопроизвольно превращаться в другие ядра, причем этот процесс превращения сопровождается выделением энергии в виде различного рода излучений. Такой процесс самопроизвольного превращения неустойчивых нуклидов одного химического элемента в другой называется радиоактивностью, а нуклиды участвующие в этом процессе, – радиоактивными.


^ 1.3. Радиоактивные излучения и взаимодействие их с веществом.


Распад радиоактивных нуклидов сопровождается , ,  и другими видами излучения, обладающими способностью при взаимодействии с тем или иным веществом ионизировать его атомы и молекулы.

Источник радиоактивного излучения – вещество или установка, создающие поле ионизирующего излучения.

Ионизирующее излучение – любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию зарядов разных знаков (электронов, ионов).

Корпускулярное излучение – ионизирующее излучение, состоящее их частиц. Одним из видов корпускулярного излучения является -излучение, которое представляет собой поток ядер гелия с низкой проникающей и высокой ионизирующей способностью. Пробег -частиц в воздухе составляет 3  12 см, в более плотных веществах пробег 2He4 уменьшается; в ткани человеческого тела они проникают на десятые или сотые доли миллиметра. Длина пробега -частицы зависит не только от плотности вещества, в котором она пролетает, но и от энергии самой -частицы (чем больше энергия, тем больше пробег).

-излучение представляет собой поток электронов и позитронов (электронов с положительным зарядом). Пробег -частиц в воздухе колеблется в пределах от нескольких сантиметров до нескольких метров (в зависимости от энергии -частиц). Проникающая способность -частиц больше, чем -частиц, а ионизирующая способность меньше. Это связано с тем, что -частица двухзарядная и более тяжелая, а -частица однозарядная и легче.

- и -частицы при прохождении через вещество вызывают его ионизацию.

-излучение – электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомного ядра или при аннигиляции (исчезновении) частиц.

-излучение обладает большой проникающей силой и при взаимодействии с веществом вызывает его ионизацию за счет трех эффектов. Первый эффект – фотоэлектрический, когда фотон -излучения может передать свою энергию атомному электрону и выбить его из электронной оболочки атома. Если энергия падающего фотона больше энергии, необходимой для удаления электрона из атома, то избыточную энергию фотон передает электрону в виде кинетической энергии. Фотоэлектроны могут иметь значительную энергию и вызывать ионизацию соседних атомов.

Второй эффект не менее важный – эффект Комптона. Он заключается в том, что фотон -излучения соударяется с электроном атома и превращается в фотон с другой энергией, а электрон отдачи начинает двигаться под некоторым углом к траектории первичного фотона.

Третий эффект – эффект образования пар, состоящий в том, что фотон большой энергии вблизи ядра может превратиться в пару электронов. Один из них – обыкновенный электрон, другой – позитрон.

Из других видов радиоактивного излучения можно упомянуть рентгеновское и нейтронное излучение. Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение с большей длиной волны, чем -излучение, и возникающее при переходах электронов с внешних электронных слоев атома на внутренние.

Диапазон излучений – от 1 кэВ (килоэлектронвольт) до 1 МэВ (мегаэлектронвольт). При прохождении через вещество рентгеновское излучение, как и -излучение, вызывает его ионизацию.

Нейтронное излучение – это поток нейтральных, незаряженных частиц, обладающих огромной проникающей способностью. В большинстве случаев поглощение ядрами нейтронов приводит к -излучению.


^ 2. Закон радиоактивного распада.


Радиоактивность веществ уменьшается с течением времени: у одних веществ радиоактивность уменьшается очень быстро, буквально за несколько секунд, у других – более медленно, годами. Изменение радиоактивности подчиняется следующему закону:


N = N0-t, (1)

где N – количество радиоактивного вещества, распавшегося за время t;

N0 – исходное количество радиоактивного вещества;

 - постоянная распада;

 – основание натурального логарифма.

Скорость изменения радиоактивности является характерной для отдельных нуклидов. Время, в течение которого количество радиоактивных атомов нуклида уменьшается вдвое, называется периодом его полураспада. Период полураспада радиоактивного нуклида (Т1/2) связан с постоянной его распада соотношением:


T1/2 = (2)


Для Po212 (полония) Т1/2 = 310-7 c, а для U238 – 4.5 млрд. лет.


^ 3. Единицы измерения радиоактивности, активность дозы излучения.


При работах с радиоактивными веществами существенное значение имеет не их количество (г, кг), а число испускаемых частиц (или пропорциональная величина – число радиоактивных ядер) Поэтому для количественной характеристики радиоактивных веществ введено понятие активность. Активность (С) радиоактивного вещества – число спонтанных ядерных превращений (dN) в этом веществе за малый промежуток времени (dt), деленное на этот промежуток:


. (3)


В соответствии с НРБ – 99 (Нормы радиационной безопасности), активность – это мера количества какого-либо радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени.

Единицей измерения активности является одно ядерное превращение в секунду. В системе единиц СИ она получила название беккерель (БК). Используются производные этой единицы – килобеккерель (кБК) – 103 БК, мегабеккерель (МБК) – 106 БК и т.д.

Кюри – специальная единица активности (Ки), 1 Ки = 3.71010 ядерных превращений в секунду. Поскольку кюри единица большая, часто используют более мелкие единицы: милликюри, (1 мКи = 110-3 Ки); микрокюри (1 мкКи = 110-6 Ки); нанокюри (1 нКи = 110-9 Ки); пикокюри (1 пКи = 110-12 Ки) и т.д. Есть единицы большие, чем 1 Кюри, это килокюри (1 кКи = 1103 ) и мегакюри (1 МКи = 1106 Ки).

Процесс образования ионов и электронов в любой среде под действием радиоактивного излучения сопровождается поглощением этой средой определенного количества энергии. Поглощенную энергию радиоактивного излучения принято характеризовать величиной, называемой дозой излучения. Поглощенная доза (Д) рассчитывается делением средней энергии , переданной излучением веществу в некотором элементарном объеме, на массу вещества (dm) в этом объеме:


. (4)


^ Поглощенная доза – величена энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.

Рад – специальная единица поглощенной дозы; 1 рад = 100 эрг/г.

Грэй – новая единица поглощенной дозы в системе единиц СИ (Гр); 1 Грэй равен одному джоулю, поглощенному в килограмме вещества (Дж/кг); 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.

^ Экспозиционная доза (X) равна полному заряду (dQ) ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленному на массу воздуха (dm) в этом объеме:


. (5)


^ Рентген – специальная единица экспозиционной дозы, Р; 1 Р = 0.258 мКл/кг (милликулон на килограмм).

Эквивалентная доза (Н) – величена, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения. Это поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения Н = WRD, где D – средняя поглощенная доза в органе или ткани, а WR – взвешивающий коэффициент для излучения R.

WR – взвешивающий коэффициент для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы. Это используемый в радиационной защите множитель поглощенной дозы (D), учитывающий относительную эффективность различных видов излучения в индуцировании биологических эффектов. Ниже приводятся некоторые значения взвешивающих коэффициентов для отдельных видов излучения:


фотоны любой энергии

1

электроны

1

нейтроны с энергией от 10 кэВ до 100 кэВ

10

протоны с энергией > 2 МэВ

5

альфа – частицы

20


^ Эффективная доза (Е) – величена, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она составляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:


, (6)


где Н – эквивалентная доза в органе или ткани, WТ – взвешивающий коэффициент в органе или ткани.

WТ – множитель эквивалентной дозы в органе или ткани, используемый в радиационной защите для учета различной чувствительности разных органов в возникновении стохастических эффектов радиации. Некоторые из WТ:


гонады

0.2

кожа, клетки костных поверхностей

0.01


^ Бэр – специальная единица эквивалентной дозы.

Зиверт – новая единица эквивалентной дозы в системе единиц СИ (зв).

Доза излучения (Д) рассчитывается по формуле:


, (7)


где С – активность облучателя в милликюри;

t – время облучения в час;

R – расстояние от облучателя в см;

J – ионизационная постоянная данного нуклида.

^ 4. Влияние радиоактивных излучений на организм человека.


^ 4.1. Биологическое действие излучений.


Различные виды радиоактивных излучений могут вызывать в тканях организма определенные изменения. Эти изменения связаны с возникающей при облучении ионизацией атомов и молекул клеток живого организма.

Ионизация живой ткани, зависящая от энергии излучения, массы, величены электрического заряда и ионизирующей способности излучения, приводит к разрыву химических связей и изменению химической структуры различных соединений, составляющих клетки ткани. В свою очередь, изменения в химическом составе ткани, происходящие в результате разрушения значительного числа молекул, приводит к гибели этих клеток. Причем многие излучения проникают очень глубоко и могут вызвать ионизацию, а, следовательно, и поражение клеток в глубоко расположенных частях человеческого тела.

Кроме того, ионизирующее излучение вызывает расщепление воды, содержание которой в нормальных тканях составляет 70 – 80 %. Образующиеся ион водорода и гидроксильная группа обладают высокой химической активностью. Гидроксильные группы, соединяясь, образуют вещества перекисного характера, обладающие ярко выраженными окислительными свойствами и высокой токсичностью по отношению к ткани. Вступая в соединения с молекулами органических веществ, и прежде всего с белками, они образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани.

Изменения, происходящие при ионизации, нарушают нормальное течение биохимических процессов и нормальную жизнедеятельность организма. В зависимости от дозы облучения и продолжительности воздействия эти изменения могут быть необратимыми, что приведет к отмиранию отдельных органов и даже гибели всего организма.

При облучении нейтронами в организме могут образоваться радиоактивные вещества из элементов, содержащихся в нем в нормальных условиях (Ca45 (кальций), Na24 (натрий), Р32 (фосфор) и др.); возникает так называемая наведенная активность, т.е. радиоактивность, созданная в веществе в результате воздействия на него потоков нейтронов. В тканях тела имеется значительное количество азота и поэтому вклад реакции


7N14 (азот) + 0n1  6C14 (углерод) + 1Н1 (протон отдачи)


весьма существенен. Протоны выбрасываются с большой скоростью и вызывают сильную ионизацию. Атомы 6С14 углерода также обладают значительной энергией для разрыва химических связей. Одна такая ядерная реакция может способствовать изменениям генной наследственности.

Биологическое воздействие проявляется с запозданием на несколько дней и даже месяцев после облучения организма.


^ 4.2. Лучевые поражения.


В результате воздействия на человеческий организм дозы ионизирующего излучения свыше предельно допустимого уровня облучения развивается лучевая болезнь. Она может проявляться в острой и хронических формах, в виде общих и местных поражений.

Острое лучевое заболевание возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени. Такие поражения являются следствием внешнего облучения или попадания радионуклидов внутрь организма при аварии, а также при нарушении нормальных условий работы в производственных цехах или лабораториях.

Хронические поражения развиваются из-за длительного влияния малых доз (но выше пределов доз) радиоактивных веществ с большим периодом полураспада, попавших в организм, или малых доз внешнего облучения.

Различают три степени хронической лучевой болезни: легкую, среднюю и тяжелую.

Легкая степень хронической лучевой болезни характеризуется появлением слабости, повышенной утомляемости, вялости, головными болями, сонливостью, изменением состава крови. Как правило, при легкой форме устранение облучения способствует прекращению развития болезни и полному выздоровлению. Для этого достаточно бывает перевода на работу, не связанную с радиацией.

Для второй степени хронической лучевой болезни характерно волнообразное течение. Происходит чередование улучшения и ухудшения состояния больного. Резко снижается трудоспособность. Болезнь сопровождается мучительными головными болями, расстройством нервной системы, нарушением нормального пищеварения, частыми рвотами, прогрессирующим малокровием и резким нарушением состава крови.

Своевременно выявленная хроническая лучевая болезнь второй степени может быть приостановлена, но полное восстановление здоровья больного происходит медленно и не во всех случаях.

Страдающие хронической болезнью третьей степени – тяжелобольные. Признаки поражения человеческого организма те же, что и при второй степени, но гораздо более выраженные.

При работе без защитных средств облучение кожных покровов может вызвать хронические воспалительные явления, сухость кожи, выпадение волос, ломкость ногтей и т.п. При воздействии излучения на глаза может образоваться катаракта.

Ниже приводится таблица 1, в которой сравниваются величины фонового облучения с допустимыми и опасными дозами.


Таблица 1.

Соотношение фонового облучения с допустимыми и опасными уровнями облучения человека.




4.5 зв

Тяжелая степень лучевой болезни (погибает 50% облученных)

1 зв

Нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни

0.75 зв

Незначительное кратковременное изменение состава крови

0.3 зв

Облучение при рентгеноскопии желудка (разовое)

0.2 зв

Допустимое, с разрешения СЭС, аварийное облучение персонала (разовое)

50 мзв

Допустимое облучение персонала в нормальных условиях за год

30 мзв

Облучение во время рентгенографии зуба

5 мзв

Допустимое облучение населения в нормальных условиях за год

1 мзв

Фоновое облучение за год

0.01 мзв

Просмотр одного хоккейного матча по ТВ или перелет на 2400 км в самолете



^ 4.3. Действие радиации на человека.


Радиация по своей природе вредна для жизни. Даже малые дозы облучения могут вызвать рак или привести к генетическим повреждениям. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и быть причиной скорой гибели организма.

Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания проявляются спустя много лет после облучения – как правило, не ранее чем через одно – два десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, проявляются лишь в следующем или более поздних поколениях.

В то время как идентификация быстро проявляющихся (острых) последствий от действия больших доз облучения не составляет труда, обнаружить отдаленные последствия от малых доз облучения почти всегда очень трудно. Частично это объясняется тем, что для их проявления должно пройти много времени. Но, даже обнаружив такие эффекты, требуется доказать, что они связаны с действием радиации, поскольку рак и повреждения генетического аппарата могут быть вызваны не только радиацией, но и множеством других причин.

Чтобы вызвать острое поражение организма, дозы облучения должны превышать определенный уровень, но нет оснований считать, что это правило действует для таких последствий, как рак или повреждение генетического аппарата. По крайней мере, теоретически для этого достаточно самой малой дозы. Однако никакая доза облучения не приводит к этим последствиям во всех случаях. Даже при относительно больших дозах облучения далеко не все люди обречены на эти болезни.


а) Острое поражение.

Большое количество сведений, приводимых в докладе НКДАР ООН (Научный комитет по действию атомной радиации), было получено при анализе результатов применения лучевой терапии для лечения рака. Многолетний опыт позволил медикам получить обширную информацию о реакции тканей человека на облучение. Эта реакция для разных органов и тканей оказалась неодинаковой. Величена же дозы, определяющая тяжесть поражения организма, зависит от того, как получает ее организм – сразу же или в несколько приемов. Большинство органов успевает в той или иной степени залечить радиационные повреждения и поэтому лучше переносит серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием.

Во всяком случае, очень большие дозы облучения порядка 100 Гр (10000 Бэр для -облучения) вызывают столь серьезные поражения центральной нервной системы, что смерть, как правило наступает в течении нескольких часов или дней. При дозах облучения от 10 до 50 Гр при облучении всего тела поражение центральной нервной системы может не привести к летальному исходу, однако облученный человек, вероятно, умрет через одну – две недели от кровоизлияний в желудочно – кишечном тракте. При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждения желудочно – кишечного тракта или организм с ними справится, и тем не менее смерть может наступить через один – два месяца с момента облучения из-за разрушения клеток красного костного мозга – главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3  5 Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных.

Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать уже при дозах 0.5  1 Гр. К счастью, они обладают замечательной способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а только его часть, то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток.

Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению. Однократное облучение семенников при дозе всего в 0.1 Гр приводит к временной стерильности у мужчин, а дозы свыше 2 Гр могут привести к постоянной стерильности: лишь через много лет семенники вновь будут продуцировать полноценную сперму. Семенники являются единственным исключением из общего правила: суммарная доза облучения, полученная в несколько приемов, для них боле опасна, чем та же доза, полученная за один прием. Яичники гораздо менее чувствительны к действию радиации, по крайней мере, у взрослых женщин. Однако однократная доза в 3 Гр приводит к их стерильности, хотя еще большие дозы при дробном облучении не сказываются на способности к деторождению.

Наиболее уязвимая для радиации часть глаза – хрусталик. Помутнение хрусталика может образоваться при дозах облучения 2 Гр и менее. Более тяжелая форма поражения глаза – прогрессирующая катаракта – наблюдается при дозах около 5 Гр. Показано, что даже профессиональное облучение, связанное с рядом работ, вредно для глаз: дозы от 0.5 до 2 Гр, полученные в течение 10  20 лет, приводят к увеличению плотности и помутнению хрусталика.

Большинство тканей взрослого человека относительно мало чувствительны к действию радиации. Почки выдерживают без особого для себя вреда суммарную дозу около 23 Гр, полученную в течение пяти недель, печень – по меньшей мере 40 Гр за месяц, мочевой пузырь – 55 Гр за четыре недели, а зрелая хрящевая ткань – до 70 Гр. Легкие – чрезвычайно сложный орган – гораздо более уязвимы, а в кровеносных сосудах существенные изменения могут происходить уже при относительно небольших дозах.

Облучение в терапевтических дозах, как и всякое другое облучение, может вызвать заболевание раком в будущем или привести к неблагоприятным генетическим последствиям. Однако, облучение в терапевтических целях применяют именно для лечения рака, когда человек смертельно болен, а поскольку пациенты в среднем довольно пожилые люди, вероятность того, что они будут иметь детей, также относительно мала. Однако, далеко не так просто оценить, насколько велик этот риск при гораздо меньших дозах облучения, которые люди получают в свой повседневной жизни и на работе.


б) Рак.

Рак – наиболее серьезное из всех последствий облучения человека малыми дозами. Действительно, обширные исследования, охватившие около 100000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, показали, что рак является единственной причиной повышенной смертности в этой группе населения.

Оценки НКДАР ООН риска заболевания раком в значительной мере опираются на результаты обследования людей, переживших атомную бомбардировку. Комитет использует и другие материалы, в том числе сведения о частоте заболевания раком среди жителей островов в Тихом океане, где произошло выпадение радиоактивных осадков после ядерных испытаний в 1954 году, среди рабочих урановых рудников и среди лиц, прошедших курс лучевой терапии. Но материалы по Хиросиме и Нагасаки – это единственный источник сведений, отражающий результаты тщательного обследования в течение 30 лет многочисленной группы людей всех возрастов, которые подверглись более или менее равномерному облучению всего тела.

Несмотря на все эти исследования, оценка вероятности заболевания людей раком в результате облучения не вполне надежна. Имеются полезные сведения, полученные при экспериментах на животных, однако они не могут в полной мере заменить сведений о действии радиации на человека. Для того, чтобы оценка риска заболевания человека раком была достаточно надежна, полученные в результате обследования сведения должны удовлетворять ряду условий. Во-первых, должна быть известна величена поглощенной дозы. Излучение должно равномерно попадать на все тело, либо, по крайней мере, на ту его часть, которая изучается в настоящий момент. Во-вторых, облученное население должно регулярно проходить обследования в течение десятилетий, чтобы успели проявиться все виды раковых заболеваний. В-третьих, диагностика должна быть достаточно качественной. Очень важно также иметь “контрольную” группу людей, сопоставимую во всех отношениях (кроме самого факта облучения) с группой лиц, за которой ведется наблюдение, чтобы выяснить чистоту заболевания раком без облучения. Обе эти группы должны быть достаточно многочисленны, чтобы полученные данные были статистически достоверны. Ни один из имеющихся материалов полностью не удовлетворяет всем этим требованиям.

Существенная неопределенность состоит в том, что почти все данные о частоте заболевания раком в результате облучения получены при обследовании людей, получивших относительно большие дозы облучения – 1 Гр и более. Имеется немного сведений о последствиях облучения при дозах, связанных с некоторыми профессиями, и совсем отсутствуют данные о действии доз облучения, получаемых населением Земли в повседневной жизни. Поэтому, остается такой способ оценки риска населения при малых дозах облучения, как экстраполяция оценок риска при больших дозах (уже не вполне надежных) в область малых дох облучения.

НКДАР ООН, также как и другие учреждения, занимающиеся исследованиями в этой области, в своих оценках опирается на два основных допущения. Согласно первому – не существует никакой пороговой дозы, за которой отсутствует риск заболевания раком, т.е. любая сколь угодно малая доза увеличивает вероятность заболевания раком человека, получившего эту дозу, и всякая дополнительная доза облучения еще более увеличивает эту вероятность. Второе допущение заключается в том, что вероятность или риск заболевания возрастает прямо пропорционально дозе облучения: при удвоении дозы риск удваивается, при получении трехкратной дозы – утраивается и т.д. НКДАР ООН полагает, что при таком допущении возможна переоценка риска в области малых доз, но вряд ли возможна его недооценка.

Согласно имеющимся данным, первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате облучения, стоят лейкозы (рак крови). Они вызывают гибель людей в среднем через 10 лет с момента облучения – гораздо раньше, чем другие виды раковых заболеваний. По оценкам НКДАР ООН, от каждой дозы облучения в 1 Гр в среднем два человека из тысячи умрут от лейкоза. Другими словами, если кто-либо получит дозу 1 Гр при облучении всего тела, при котором страдают клетки красного костного мозга, то существует один шанс из 500, что этот человек умрет от лейкоза.

Самыми распространенными видами рака, вызванными действием радиации, оказались рак молочной железы и рак щитовидной железы. По оценкам НКДАР ООН, примерно у десяти человек из тысячи облученных отмечается рак щитовидной железы, а у десяти женщин из тысячи – рак молочной железы.

Однако, обе разновидности рака в принципе излечимы, а смертность от рака щитовидной железы, особенно низка. Поэтому лишь пять женщин из тысячи, вероятно умрут от рака молочной железы на каждый грэй облучения и лишь один человек из тысячи облученных, вероятно, умрет от рака щитовидной железы.

Рак легких, напротив, приводит к смертельному исходу. Он тоже принадлежит к распространенным разновидностям раковых заболеваний среди облученных групп населения.

Рак других органов и тканей, как оказалось, встречается среди облученных групп населения реже. Согласно оценкам НКДАР ООН, вероятность умереть от рака желудка, печени или толстой кишки составляет примерно 1/1000 на каждый грэй средней индивидуальной дозы облучения, а риск возникновения рака костных тканей, пищевода, тонкой кишки, мочевого пузыря, поджелудочной железы, прямой кишки и лимфатических тканей еще меньше и составляет примерно от 0.2 до 0.5 на каждую тысячу и на каждый грэй средней индивидуальной дозы облучения.

Среди детей, облученных в период внутриутробного развития в Хиросиме и Нагасаки, также пока не обнаружено повышенной