Дополнительные определения

Загрязнение радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем уровни, установленные настоящими Нормами и Правилами.

Дезактивация - удаление или снижение радиоактивного загрязнения с какой-либо поверхности или из какой-либо среды.

Отходы радиоактивные - не предназначенные для дальнейшего использования вещества в любом агрегатном состоянии, в которых содержание радионуклидов превышает уровни, установленные настоящими Нормами и Правилами.

Объект радиационный - организация, где осуществляется обращение с техногенными источниками ионизирующего излучения.

Санитарно-защитная зона - территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения населения.

Зона наблюдения - территория вокруг радиационного объекта за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль.

Радиация не является каким-либо новым фактором воздействия на живые организмы, подобно многим химическим веществам, созданным человеком и ранее не существовавшим в природе. Мы живем в условиях радиации, организм к ней адаптировался, а по убеждению ряда ученых, именно радиация является источником генных мутаций, лежащих в основе развития всего живого (процесса эволюции).

Действие ионизирующего излучения (радиации) интересовало мировую науку с момента открытия и первых же шагов в применении радиоактивного излучения. Это не случайно, так как с самого начала исследователи столкнулись с его отрицательными эффектами. Так, в 1895 г. помощник Рентгена В. Груббе получил радиационный ожог рук при работе с рентгеновскими лучами. Французский ученый Беккерель, открывший радиоактивность, получил сильный ожог кожи, когда положил пробирку с радием в карман. Мария Кюри умерла, по всей видимости, от одного из злокачественных заболеваний крови, так как слишком часто подвергалась воздействию радиоактивного облучения. Крупнейшие специалисты, обеспокоенные такими эффектами, создали в конце 20-х годов прошлого века Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ), которая разрабатывала и разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами. Используя рекомендации МКРЗ, национальные эксперты комиссии в странах с развитой ядерной энергетикой разрабатывают национальные нормативы. Таковыми в России, например, являются, действующие на сегодняшний момент, НРБ-99 и ОСПОРБ-99.

В рамках ООН с 1955 г. действует международная организация – Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР). Эта организация занимается исследованиями воздействия проникающей радиации на человека и окружающую среду и отчитывается перед Генеральным секретарем ООН. Результаты ее работы доступны в основном специалистам.

Ионизирующее излучение, действуя на живой организм, вызывает в нем цепочку обратимых и необратимых изменений, которые приводят к тем или иным биологическим последствиям. Первичным этапом, инициирующим многообразные процессы, происходящие в биологическом объекте, является ионизация (от атома отрывается электрон). В процессе ионизации происходит разрушение молекул вещества, образуются «свободные радикалы» и сильные окислители с высокой химической активностью. Получающиеся в процессе радиолиз воды (в биологической ткани 60-70% по массе составляет вода), свободные радикалы и окислители, обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции с молекулами белка и других структурных элементов биологической ткани, что приводит к изменению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму. Это приводит к нарушению жизнедеятельности организма в целом.

Специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты заключается в том, что производимый им эффект обусловлен не столько количеством поглощенной энергии в облучаемом объекте, сколько той формой, в которой эта энергия передается (индуцированные свободными радикалами химические реакции вовлекают в этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением). Никакой другой вид энергии (тепловой, электрический и др.), поглощенный биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение.

Биологическое действие ионизирующего излучения условно можно подразделить на:

1. первичные физико-химические процессы, возникающие в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата;

2. нарушения функций целого организма как следствие первичных процессов.

Например, смертельная доза ионизирующего излучения для человека, равная 600 рад (600бэр), соответствует поглощенной энергии излучения 6·10⁴эрг/г. Если эту энергию подвести в виде тепла, то она нагрела ба тело едва ли на 0,001ºС. Это тепловая энергия, заключенная в стакане горячего чая. Именно ионизация и возбуждение атомов и молекул обусловливают специфику действия ионизирующего излучения.

В настоящее время среди ученых нет единой точки зрения по вопросу о биологических последствиях малых доз облучения. Некоторые считают, что зависимость доза-эффект имеет линейный вид, другие полагают, что вредные эффекты облучения выявляются, начиная с какого-то определенного порога. Третьи - что небольшие дозы даже полезны. По-видимому, существуют как положительные, так и отрицательные радиационные эффекты малых доз. Науке еще только предстоит выяснить, какие – полезные или вредные для человека эффекты будут преобладать в каждой ситуации и определить границу доз, за которой отрицательные эффекты доминируют.

Классификация возможных последствий облучения людей показана на схеме (рис.2).

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

К нестохастическим соматическим эффектам относят поражения, вероятность возникновения и степень тяжести которых растут по мере увеличения дозы облучения и для возникновения которых существует дозовый порог. К таким эффектам относят, например, локальное незлокачественное повреждение кожи (лучевой ожог), катаракта глаз (помутнение хрусталика), повреждение половых клеток (кратковременная или полная стерилизация) и др. Время появления максимального эффекта также зависит от дозы: после более высоких доз он наступает раньше.

Рисунок 2 Возможные последствия облучения

Стохастическими эффектами считаются такие, для которых от дозы зависит только вероятность возникновения, а не тяжесть и отсутствует порог. Основными стохастическими эффектами являются канцерогенные и генетические. Поскольку эти соматико-стохастические и генетические эффекты облучения имеют вероятностную природу и длительный латентный (скрытый) период, измеряемый десятками лет после облучения, они трудно обнаруживаемы.

К соматико-стохастическим эффектам относятся злокачественные новообразования и опухоли, индуцированные излучением. Вероятность их появления зависит от дозы облучения и не исключается при малых дозах, так как условно полагают, что соматико-стохастические эффекты не имеют дозового порога.

Генетические эффекты – врожденные уродства – возникают в результате мутаций и других нарушений в половых клеточных структурах, ведающих наследственностью. Генетические эффекты так же, как соматико-стохастические, не исключаются при малых дозах и так же условно не имеют порога.

Выход обоих эффектов мало зависит от мощности дозы, а определяется суммарной накопленной дозой независимо от того, получена она за 1 сут или за 50 лет. Соматико-стохастичекие и генетические эффекты должны учитываться при оценке ущерба в результате действий малых доз на большие группы людей, насчитывающих сотни тысяч человек.

Нестохастические эффекты проявляются при достаточно высоком или аварийном облучении всего тела или отдельных органов. Последствия получения таких доз облучения изучены достаточно хорошо в ходе медицинских экспериментов над животными, а также по результатам облучения людей в Хиросиме и при испытаниях ядерного оружия (табл. 8).

Таблица 8

Последствия облучения организма большими дозами

Характе-ризация дозы и последствия облучения	Доза от естественного фона в год	Предельно допустимая доза профессионального облучения	Уровень удвоения генных мутаций	Доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах	Лейкомоген-ный уровень (кратковременная стерилизация)	Доза возникновения первичной лучевой реакции
Доза, Гр	(0,07-0,2)·10-2	2 (5)·10-2	0,1	0,25	1,0	1,5
Характе-ризация дозы и последствия облучения	Эритема (ожог кожи)	Доза 50% выживания	Эпиляция (постоянная стерилизация)	Минимальная абсолютная смертельная доза	Катаракта, постоянная эпиляция	Некроз кожи
Доза, Гр	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	15-20

Показанные в таблицах дозы и эффекты применимы к среднему индивидууму в популяции здоровых людей, а не к какому-либо конкретному индивидууму, реакция которого может отличаться от средней. Например, у ~1% населения может проявиться очень высокая радиочувствительность вследствие врожденных генетических расстройств. Такой же процента населения обладает пониженной чувствительностью к облучению.

На сегодняшний день допустимая доза профессионального облучения всего тела и критических органов, равна 20 мЗв/год. Она рассчитана на 50 лет трудовой деятельности. МКРЗ рекомендует это значение в качестве норматива профессионального облучения. Имеются данные многочисленных и длительных наблюдений за персоналом и населением, подвергшимся воздействию повышенных доз (облучение в медицинских целях, проведение ремонтных работ на ядерных установках и т.д.). Из этих данных следует, что длительное профессиональное облучение дозами до 50 мЗв в год взрослого практически здорового человека не вызывает никаких неблагоприятных соматических изменений, реально регистрируемых с помощью современных методов исследования. Согласно этим биологическим и клиническим исследованиям, нестохастические эффекты при длительном хроническом облучении полностью исключаются, если эквивалентная доза излучения не превышает 500 мЗв в год на любой орган, за исключением хрусталика глаза, для которого годовая доза должна бы быть не более 150 мЗв.

Воздействие излучение подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее – а результате облучения внешними источниками излучения. Внутреннее – за счет поглощения радионуклидов организмом.

Повышенная опасность радионуклидов, попавших внутрь организма, обусловлена несколькими причинами. Одна из них – способность некоторых нуклидов избирательно накапливаться в отдельных органах тела, называемых критическими (например, до 30% йода накапливается в щитовидной железе, которая составляет 0,003% массы тела), и, таким образом, отдавать свою энергию относительно небольшому объему ткани. Другая причина – значительная продолжительность облучения до момента выведения нуклида из органа или уменьшения активности вследствие радиоактивного распада нуклида.

Радиоактивные вещества проникают в организм в основном через: органы дыхания, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) и через кожу или ее повреждения. Этими путями нуклиды вначале попадают в кровь, а затем током крови разносятся по всему телу или преимущественно в критические органы. В некоторых случаях критическим органом становятся ЖКТ, а также легкие.

Благодаря работе выделительной системы радионуклиды, попавшие в организм, покидают его с течением времени. Однако биологические периоды полувыведения нуклидов из критических органов и тканей различаются значительно – от суток (³H(12,4лет), ¹⁴C(5730лет), ²⁴Na (15ч)) до (практически) бесконечности (полное усвоение: ⁹⁰Sr (28,6 лет), ²³⁹Pu (2,41∙10⁴лет)). Существуют также свои коэффициенты усвоения различных радионуклидов органами и тканями. По характеру распределения нуклиды в организме отчетливо разделяются на три группы: концентрирующиеся в костях (⁹⁰Sr, ²²⁶Ra, ²³⁹Pu, ²⁴¹Am(432года) и др.), в печени (¹⁴⁴Ce, ²³⁹Pu, ²⁴¹Am и др.), вот всем теле (³H, ⁶⁰Co, ¹⁰⁶Ru, ¹³⁷Cs и др.).