Александр Константинов.

Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски



скачать книгу бесплатно

– Серьёзная радиационная авария на атомном предприятии.

Самыми известными в СССР были две – в 1957 году на ФГУП «ПО «Маяк» (город Озёрск Челябинской области) и чернобыльская катастрофа.

– Облучение от неграмотного обращения с так называемыми закрытыми источниками ионизирующего излучения. Таковые применяют геологи, строители (например, для определения уровня цемента в бункере), машиностроители (для контроля качества сварных швов), медики (для лечения раковых опухолей).



Особую опасность представляют «источники-беспризорники». Потеряют источник, а потом кто-то найдет. И не дай бог, захочет посмотреть, что внутри. Раздолбает кувалдой, а внутри красивое сияние: светится цезий-137. И были случаи, когда этой гадостью мазали руки; так и называется: эффект светящихся рук. Сегодня все закрытые источники строго учитывают, а вот раньше – что было, то было.

Ах, да, большая доза облучения возможна и вне аварийной ситуации, в контролируемых условиях – лучевая терапия онкологических больных. В результате направленного облучения опухоль погибает, а пациент может страдать хронической лучевой болезнью лёгкой степени.

В других случаях получить дозу выше 1 Зв невозможно. Даже при испытаниях первых атомных бомб, когда самолет с простейшей защитой кабины от внешнего излучения несколько раз заходил в облако атомного гриба, – исследователи получали по 20 рентген (0,2 Зв) [1].

Но вернемся к лучевой болезни. Наиболее опасной считается острая лучевая болезнь (ОЛБ). Она возникает при однократном облучении большой дозой радиации. Количество облучённых людей, заболевших ОЛБ, не так уж велико. Всего в бывшем СССР – 344 случая. В том числе 42 – персонал ФГУП «ПО «Маяк» и 134 – участники и ликвидаторы чернобыльской аварии. 71 случай закончился гибелью облученных [2, 3].

А что это такое – ОЛБ? Взгляните на таблицу 5.2.

Следует подчеркнуть: дозы облучения приведены здесь для случаев однократного облучения всего тела человека проникающими ионизирующими излучениями (гамма-лучи), а последствия – для случаев, когда лечение не применялось.


Таблица 5.2 Последствия ОЛБ в зависимости от дозы облучения [4–6]


Почему же ОЛБ так опасна? При облучении большими дозами повреждаются многие системы и органы человеческого тела. А наиболее чувствительными являются молодые и растущие клетки – кровь, кроветворные органы и особенно эмбриональная ткань.

Нехватка эритроцитов в крови приводит к развитию анемии (малокровию), человек ощущает сильную слабость.

Недостаток тромбоцитов приводит к безостановочному кровотечению; особенно опасны внутренние кровотечения, приводящие к образованию язв кишечника и перитониту.

Дефицит лейкоцитов снижает сопротивляемость инфекциям: ослабленный человек может умереть от обычной простуды.

Однако от лучевой болезни погибают не всегда.

Обследование работников ФГУП «ПО «Маяк», которые облучились в 1950–1958 гг. и страдали ОЛБ, показало: после лечения у 80 % из них было достигнуто полное трудовое и социальное восстановление. Примечательно, что средний возраст перенесших ОЛБ работников составил на момент обследования 70 лет [7].

От чего же зависит исход ОЛБ? В первую очередь от дозы облучения. Радиационная медицина из всей области больших доз выделяет три особые точки.

Первая из них – один грей. Лучевая болезнь у взрослого человека возникает только выше этого порога. При дозах менее 1 Гр даже лёгкая степень «лучёвки» невозможна, могут проявляться лишь отдельные симптомы переоблучения: временное изменение состава крови, эритема кожи и другие. Поэтому-то лучевую болезнь и относят к пороговым заболеваниям.

Вторая точка – так называемая полулетальная поглощённая доза. Выражение «полулетальная» вовсе не означает, что человек, её получивший, становится ни жив – ни мёртв. На самом деле такая доза вызывает гибель половины облучённых в течение 30 суток (в отсутствие лечения). Вводится это понятие (ЛД50/30) в связи с тем, что люди отличаются индивидуальной чувствительностью к облучению. В условиях острого, то есть кратковременного, продолжительностью не больше суток, облучения всего тела для молодых и здоровых людей ЛД50/30 ? 3,5 Гр.

Третья точкаминимальная абсолютно смертельная доза – вызывает стопроцентную гибель облученных в течение тридцати суток в условиях, когда не применяется лечение. В случае острого гамма-облучения ЛД100/30 = 6 Гр.

Интересен такой радиобиологический парадокс. Шесть грей, или 6 Дж/кг – энергия мизерная: только-только нагреть человеческое тело на 0,001 °C. Это тепловая энергия, заключённая в стакане кипятка. Но эта пустячная энергия смертельно опасна.

Выходит, важно не только количество, но и форма энергии [6]. Ионизирующие излучения – энергия сверхконцентрированная, способная рождать свободные радикалы, повреждающие спираль ДНК.

Простое сравнение. В одном случае бьют молотком по клавиатуре компьютера. В другом – лёгкое нажатие клавиш – и компьютер заражён вирусом. Во втором случае результат может оказаться куда разрушительней.

Итак, первое. На исход ОЛБ сильнее всего влияет доза облучения.

Второе – индивидуальная чувствительность человека. Само понятие полулетальной дозы говорит о том, что разные люди по-разному реагируют на одинаковую дозу облучения.

Третье – возраст и пол. Дети, люди пожилые и ослабленные болезнями более чувствительны к радиации. А женщины более устойчивы, чем мужчины.

Четвёртое – меры лечения, которые будут (или не будут) приняты к облучённому человеку. Тщательный уход, изоляция и введение антибиотиков помогают избежать инфекционных осложнений. Переливание крови, а в крайних случаях пересадка костного мозга, иногда спасают облученных дозами 10 Зв.

Многое зависит от самого человека. Люди с сильным типом нервной системы, перенесшие очень высокие дозы облучения, до 5–6 Гр, в ряде случаев после соответствующего лечения выздоравливали и даже возвращались к труду.

А с другой стороны, некоторые больные даже лёгкой степенью ОЛБ не могли восстановиться, ибо воспринимали болезнь как смертный приговор.

Более распространённой, но менее опасной формой лучевой болезни является хроническая лучевая болезнь (ХЛБ). Она возникает при облучении большими дозами не за один раз, а порциями (дробное облучение) или непрерывно (хроническое облучение).

В отношении лучевой болезни действует правило: два грея сразу хуже, чем три грея в течение года. При дробном и хроническом облучении организм способен выдержать и 10 Гр.

Суть ХЛБ иногда понимают неправильно: как ОЛБ, перешедшую в хроническую форму. Такого не бывает: ОЛБ либо приводит к гибели, либо заканчивается выздоровлением. А ХЛБ – самостоятельное заболевание, которое развивается в результате длительного облучения дозами от 1 Гр и более. И смертельные исходы от ХЛБ не зарегистрированы: после прекращения облучения человек выздоравливает.

Основное число больных ХЛБ в России появилось в первые десять лет развития атомных технологий. Из них 87 % (около 1500 случаев) – на ФГУП «ПО «Маяк» [8, 9]. Почему так много? В те годы наша страна наращивала промышленную наработку плутония для атомных бомб, а уровень технологий был низким. В отделении химического производства плутония не было ни дистанционного управления, ни даже герметичных шкафов. В 1949–1950 гг. содержание альфа-активных аэрозолей на рабочих местах могло в десятки тысяч раз превышать современные допустимые нормы [10].

Но при соблюдении норм радиационной безопасности Советский Союз гонку вооружений проиграл бы. Сегодня известно, что опасность мировой ядерной войны была реальной. Соединённые Штаты планировали уничтожение нашей страны (американцы спустя годы рассекретили свои планы). И не будь у Советского Союза атомной бомбы, радиационная обстановка у нас могла быть гораздо, гораздо хуже. Десятки наших городов могла постичь участь Хиросимы и Нагасаки.

Руководство страны оказалось перед тяжёлым выбором: либо позволить Соединенным Штатам стать монополистом в ядерных вооружениях, либо подвергнуть риску здоровье персонала ядерных объектов, прежде всего ФГУП «ПО «Маяк». Выбрали второй вариант. Работники предприятий ядерно-оружейного комплекса «порциями» получали по сути аварийные дозы, но в контролируемых условиях.

Какими же оказались последствия переоблучения? Из 1500 случаев ХЛБ тяжёлая форма болезни развилась только у 3,9 % облученных [8]. Когда появились открытые публикации по этой теме (1993 год), большинство больных ХЛБ были живы, и часть из них продолжала работать в условиях без профессиональных облучений. Более 120 человек достигли возраста от 71 до 88 лет.

Можно не верить статистике, но вот конкретные факты.

Многие известные учёные, конструкторы, руководители атомной отрасли прожили долгую жизнь. А ведь они работали с ядерными материалами, и многие при этом переоблучались.

Андрей Анатольевич Бочвар (металлургия плутония) прожил 84 года.

Юлий Харитон, один из руководителей советского проекта атомной бомбы, – 91 год.

Ефим Павлович Славский – один из руководителей проекта по созданию советского ядерного оружия, позднее руководитель советской атомной промышленности, – 93 года.

Николай Антонович Доллежаль (конструктор ядерных реакторов) – 101 год.

Дмитрий Шустов (радиохимик). Принимал участие в испытании первой серийной (а всего третьей по счету) атомной бомбы в 1951 году. В день испытаний ему пришлось на самолете войти в «ножку» ядерного гриба и сделать в ней несколько кругов. Но самое интересное, что в 1996 году, когда Дмитрий Шустов давал интервью [11], ему шёл 95-й год. На вопрос корреспондента, как ему удалось выжить и сохранить здоровье, долгожитель отшутился: «Я часто мыл руки, и не только перед едой».



Аркадий Бриш (конструктор ядерных боеприпасов, разработчик и испытатель первого советского заряда для атомной бомбы) в 2014 году, в 97-летнем возрасте, прочитал лекцию на Выставке достижений народного хозяйства.

Эти сведения вовсе не доказывают безвредность больших доз радиации. Какая уж там безвредность! Просто иллюстрация: даже серьёзное облучение – угроза не фатальная.

После Чернобыля напуганные журналистами люди стали искать у себя признаки лучевой болезни. При этом неискушённый человек доверял «ужастикам», а не разъяснениям специалистов.

Важно понять, что облучение человека большими дозами скрыть невозможно. Да, радиация поражает невидимым клинком. Но любое переоблучение сегодня – это аварийная ситуация, которую легко обнаружить. А утаить диагноз лучевой болезни совершенно немыслимо.

Но большие дозы – это не только лучевая болезнь. Ведь радиация бьёт по иммунной системе человека, а это может вызвать самые разные недуги.

Наибольшие опасения вызывают онкологические заболевания. О них – в следующей главе.


Литература

1. Огородников Б.И. Ловушка для радиоактивных аэрозолей («Фильтры Петрянова»). – Энергия, 1998, № 8. – С. 34–39.

2. Дощенко В.Н. До Чернобыля был Челябинск. – Энергия, 1994, № 6. – С. 40–41.

3. Большов Л.А. Ядерные технологии и проблемы экологии. Сборник докладов Второй научно-технической экологической конференции Минатома России «Экология ядерной отрасли» (Москва, 6 июня 2001 г.). – М., 2001. – С. 24–35.

4. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков Ю.П. Радиационная гигиена: Учебник. – М.: Медицина, 1999. – 384 с.

5. Радиация: Дозы, эффекты, риск / Перевод с английского. – М.: Мир, 1988. – 79 с.

6. Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационная безопасность. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 224 с.

7. Окладникова Н.Д., Пестерникова В.С., Сумина М.В., Дощенко В.Н. Последствия и исходы острой лучевой болезни (40–45 лет наблюдения). – Медицинская радиология и радиационная безопасность, 2000, № 2. – С 16–22.

8. Безопасная опасность / Велихов Е.П., Глазовский Н.Ф., Клюев Н.Н. – Вокруг света, 2003, № 7. – С. 18–29.

9. Булдаков Л.А., Калистратова В.С. Радиоактивное излучение и здоровье. – М.: Информ-Атом, 2003. – 165 с.

10. Ядерная индустрия России / Под ред. А.М. Петросьянца и др. – М.: Энергоатомиздат, 1999. – 1040 с

11. Огородников Б.И. Икар, сохранивший крылья. – Энергия, 1997, № 37. – С. 41–50.

Миф шестой: если облучённый не погиб от лучевой болезни, то обязательно умрёт от рака

Как вы думаете, на сколько лет раньше умирают выжившие после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, в сравнении с необлучёнными японцами? В среднем эти люди – в Японии их называют хибакуси – живут на 5–6 лет дольше. Это не оговорка. Да, хибакуси – люди больные. Но забота государства, специальные методики оздоровления с лихвой компенсируют вредное действие облучения.



Умирают от рака вовсе не все облучённые. И даже не большинство, лишь небольшая часть. Спустя пятьдесят лет после Хиросимы и Нагасаки из 86000 хибакуси в живых оставалась половина! А всего от рака, вызванного радиацией, умерло менее пятисот хибакуси [1].

Но опасения по поводу онкологических заболеваний обоснованы. Рост раковых заболеваний доказывают, в том числе, и результаты наблюдений американских врачей – именно за хибакуси. Особенно за теми, кто получил дозу более 0,5–1 Зв, но не умер от лучевой болезни. В 1950-х годах было замечено, что люди из этой большой группы населения (специалисты используют выражение когорта) стали чаще болеть и умирать. Сначала от лейкозов (рак крови, иначе – лейкемия, или белокровие), а позднее от других форм онкологических заболеваний.

Причём зависимость оказалась чёткой: чем ближе находились люди к эпицентру взрыва, тем чаще в этой группе болели раком. Американцы рассчитали примерные дозы, которые получили хибакуси, и прикинули, как эти дозы влияют на смертность от рака. Для этого построили график. По оси абсцисс отложили дозу, а по оси ординат – число смертельных злокачественных опухолей, пересчитанных на 100 тысяч облученных. Причём в расчёт брали только число дополнительных, избыточных случаев, – тех, что наблюдались сверх обычного (так называемого спонтанного) уровня онкологической смертности. Результаты исследований показаны на рис. 6.1, это называется зависимостью «Доза-эффект».


Рис. 6.1 Зависимость «Доза – эффект»


Что же мы видим?

Первое. Частота избыточных случаев смертельного рака в области больших и средних доз, от 0,2 Зв и выше, выражается прямой линией.

Второе. Если нашу линию мысленно продолжить в область малых доз, она попадёт прямо в нулевую точку; такая зависимость называется линейной (хотя правильней было бы – прямой пропорцией).

Третье. Риск смерти от рака, вызванного радиацией, составляет 0,1 (или 10 %) на 1 Зв (для малых доз сегодня принята цифра в два раза ниже – 5 %, но пока не будем заморачиваться). Что это означает? Например, если дозой 1 Зв облучаются 100 человек, рак ожидается у 10 из них. Много это или мало? Смотря с чем сравнивать. Например, курение повышает такой риск куда сильнее: не на 10 процентов, а в два-три раза.

Всё это стало ясно уже в 1950-е годы. Но наука – радиобиология, радиационная медицина, – на месте не стоит, и к настоящему времени узнали много нового. Что же именно?

Во-первых, оказалось, что риск смерти от радиационного рака зависит не только от величины дозы, но и от возраста (максимальный – у детей) и пола.

Во-вторых, канцерогенная опасность радиации зависит от того, облучается всё тело или же отдельные органы и ткани. Как вы считаете, что хуже: получить 1 Зв на весь организм или, к примеру, только на ноги? Понятно, что полное облучение опаснее. Но в реальных условиях облучение часто бывает неравномерным. Например, внешнее бета-облучение воздействует главным образом на кожу. А при попадании радионуклидов внутрь организма воздействию могут подвергаться отдельные органы и ткани.

Что интересно, такие важные органы, как головной мозг, почки, тонкий кишечник, способны выдержать высокие дозы облучения. А вот мужские семенники (гонады), костный мозг, лёгкие очень уязвимы к облучению. Иными словами, эти органы обладают высокой радиочувствительностью. Как же оценить и сравнить между собой возможный риск онкологических заболеваний при облучении разных органов и тканей?

Для этой цели используют понятие: эффективная эквивалентная доза, или просто – эффективная доза (измеряют её по-прежнему в зивертах). Такая доза учитывает радиочувствительность разных органов и тканей, а также – всего тела человека.

Радиочувствительность выражается взвешивающим коэффициентом для данного органа или ткани (таблица 6.1).


Таблица 6.1 Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы [2]


Эффективная доза представляет собой произведение эквивалентной дозы в органе или ткани на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:


Эквивалентная доза ? коэффициент = эффективная доза


Например, в случае эквивалентной дозы на лёгкие (скажем, за счёт вдыхания радиоактивного радона), равной 100 мЗв, эффективная доза будет равна:

100 ? 0,12 = 12 мЗв.

Это означает, что риск смерти от радиационного рака при облучении лёгких примерно в восемь раз меньше, чем при облучении той же дозой всего тела.

Если же облучению подвергается весь организм, а не отдельный орган (или несколько органов), значение эффективной дозы совпадёт со значением эквивалентной дозы: ведь сумма всех приведенных в таблице 6.1 взвешивающих коэффициентов равна единице.

В-третьих, важно оценить последствия облучения не только для конкретного человека. Одно дело, когда облучаются десять человек, и совсем другое, – десятки тысяч (Хиросима, Нагасаки) или миллионы (Чернобыль). Масштабы облучения учитывает так называемая коллективная доза. Она представляет собой сумму индивидуальных доз в группе облучённых людей и выражается в человеко-зивертах (чел. – Зв).

Чтобы не запутаться в разных видах доз, взгляните на рис. 6.2 [3].


Рис. 6.2 Дозовые величины, используемые в радиационной гигиене [3]


Сравним два разных случая облучения:

– 10 тысяч человек облучаются дозой 1 Зв каждый;

– 20 тысяч человек облучаются дозой 0,5 Зв каждый.

Для конкретного облученного вероятность смерти от рака тем выше, чем больше полученная им индивидуальная доза. Ясно, что в первой группе находиться опаснее.

А теперь рассчитаем коллективную дозу для каждой из этих групп. Поскольку внутри каждой группы индивидуальные дозы одинаковы, коллективная доза будет представлять произведение индивидуальной дозы на количество облученных. В наших группах коллективные дозы оказались одинаковы и равны

10 000 чел. – Зв:

10 000 чел. ? 1 Зв = 10000 чел. – Зв;

20 000 чел. ? 0,5 Зв = 10000 чел. – Зв.

Это означает, что число дополнительных смертей от рака на протяжении всей жизни в обеих группах будет одинаково (около тысячи). Но такие серьёзные дозы даже у хибакуси встречались нечасто, средняя доза была 200 мЗв.

На самом деле подобные расчёты куда сложнее. Их результаты зависят ещё и от возраста облучённых (особый разговор – о детях), и от формы онкологических заболеваний (лейкозы отличны от других раков) и т. п. Желающие разобраться детальнее могут обратиться к учебнику по радиационной гигиене [4].

В-четвёртых, в отличие от лучевой болезни, для случаев радиационной онкологии нельзя предсказать, кто именно из облучённых пострадает от рака.

Да, именно так. Это для ОЛБ всё просто: при дозе больше 1 Зв человек неизбежно заболеет, и чем больше доза, тем болезнь тяжелее. А для раковых заболеваний с ростом дозы увеличивается не тяжесть, а частота заболеваний. Рак может возникнуть, а может и не возникнуть. Рассуждение же типа: доза 2 Зв даёт рак, а 0,5 Зв – «маленький рачок» – ошибочное.

Частота (а для отдельного человека – вероятность) – вот ключ к пониманию опасности рака, вызываемого радиацией. И даже не частота, а повышение частоты за счёт облучения. Ведь развитие рака может вызываться самыми разными причинами: курением, стрессами, неправильным питанием и тому подобное. И оценить вину радиации можно лишь косвенно, по статистике: насколько чаще болеют облучённые в сравнении с необлучёнными.

Здесь уместно сделать отступление. В медицине и радиационной гигиене используют такие термины, как риск смерти, канцерогенный эффект, относительный онкологический риск и другие. Проблема в том, что учёные и люди неискушённые понимают эти термины по-разному.

Обычного человека такие слова просто пугают. «Ага, – рассуждает он, – где радиация, там риск умереть от рака; значит, радиация смертельно опасна».

А учёные вкладывают в эти слова другой смысл. Они используют специальные термины, чтобы оценить опасность количественно, в цифрах. Скажем, вероятность, равная 10–6 (одна миллионная) – это мизерная вероятность какого-то потенциально опасного события. Фактически это означает безопасность. А вот вероятность, равная 0,1 (одна десятая, или 10 %), – приличная величина. Один человек может её и не почувствовать, но в группе из ста человек угроза коснётся десяти из них. Для учёного вероятность 10–6 отличается от 0,1, как небо от земли. А для неспециалиста риск смерти, равный 10–6 и 0,1, – звучит одинаково жутковато. Таким образом, понимать риск как синоним реальной опасности неправильно.

Вероятностный характер радиационных раков – их главная особенность. Это означает, что отдалённые эффекты от облучения подчиняются законам теории вероятности, статистики. Подчеркнём: частота онкологических заболеваний может быть рассчитана только для больших групп людей – в зависимости от коллективной дозы. А точно предсказать, кто именно заболеет – невозможно. Нельзя рассуждать так: «Иванов получил дозу 0,5 Зв, ничего страшного, а Петров получил два зиверта, вот он точно умрёт от рака». Подобный прогноз работает для лучевой болезни: Иванов ей не заболеет, а Петров заболеет обязательно. В отношении же онкологических заболеваний действует правило пропорционального риска: у Петрова вероятность заболеть раком выше, чем у Иванова, в четыре раза. Но вероятность не означает неизбежность.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4