Популярно о радиации

 

ИСТОРИЯ ПЕРВЫХ ОТКРЫТИЙ

ЧТО ТАКОЕ РАДИАЦИЯ ИЛИ ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ РАДИАЦИИ

       Детерминистские (нестохастичсские) эффекты

       Стохастические (вероятностные) эффекты

ИСТОЧНИКИ ОБЛУЧЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

       Естественные источники

       Источники, созданные человеком

       Источники излучения в медицине

       Ядерные взрывы

       Атомная энергетика

       Другие источники излучения

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ

---

Радиация является неотъемлемой частью жизни. Солнце всегда несло нам свет и тепло, необходимое для существования. Человек непрерывно пополнял окружающий его мир новыми источниками световой, тепловой радиации. В последнее столетие их дополнили радиоволны для связи, микроволны для приготовления пищи, радары для навигации, лазерное излучение для медицины, промышленности, науки и т. д.

Но в этой брошюре речь пойдет не о них, а о другом специфическом естественном и искусственном источнике радиации, который почти 100 лет будоражит человеческие умы и которому постепенно одному отдали этот собирательный термин — радиация.

ИСТОРИЯ ПЕРВЫХ ОТКРЫТИЙ

8 ноября 1895 года 50-летний немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген, руководитель физического института и кафедры физики Вюрцбургского университета завершил, как обычно, поздно вечером свои эксперименты в лаборатории. Погасив свет в комнате, он вдруг заметил в темноте свечение, исходившее от кристаллов платино-синеродистого бария, которые лежали на столе. Подойдя ближе, он обнаружил, что забыл выключить находившуюся рядом под высоким напряжением обернутую в черную бумагу круксову трубку. Когда он отключил ток, свечение прекратилось и вновь возникло при включении. Лучи трубки не должны были проникать сквозь черную бумагу и Рентгена осенила гениальная догадка о том, что при прохождении тока через трубку в ней возникает какое-то проникающее излучение, которое воздействует на кристаллы платино-синеродистого бария, вызывая их свечение.

В эту ночь Рентген не вернулся домой. Последующие 2 месяца были также поглощены напряженными опытами. Венцом этих самозабвенных исследований стала рукопись в 17 страниц тезисов «Новый род лучей», которую К. Рентген представил председателю Вюрцбургского физико-медицинского общества вместе с первым рентгеновским снимком своей руки.

6 января 1896 г. известие об открытии Рентгеном всепроникающих лучей было передано Лондонским телеграфом по всему миру и все культурное человечество восприняло эту весть как величайшую сенсацию. Невидимыми проникающими лучами стало возможно просветить живого человека и получить при этом фотографию его скелета и внутренних органов. К Рентген назвал это излучение Х-лучами, но в дальнейшем весь мир постепенно переименовал их в рентгеновские лучи.

10 декабря 1901 года Рентгену была присуждена первая Нобелевская премия по физике за выдающийся вклад в науку.

Весьма своеобразной была реакция обывателей и прессы того времени на сенсационное открытие. Некоторые нью-йоркские газеты, например, писали, что новые лучи могут фотографировать души умерших. Член законодательного собрания в Нью-Джерси Рид 19 февраля 1896 года внес законопроект, запрещающий из морально-этических соображений использование рентгеновских лучей в театральных биноклях. Различные фирмы стали усиленно рекомендовать нижнее белье, не пропускающее рентгеновские лучи, а также шляпы, предотвращающие от чтения чужих мыслей.

Лондонская «Пэлл-Мэлл газетт» в передовице писала: «...Нам надоели рентгеновские лучи. Самое лучшее, что нужно сделать цивилизованным странам, — это объединиться и сжечь все рентгеновские лучи, казнить всех изобретателей, утопить оборудование всего мира в океане. Пусть рыбы разглядывают свои кости, если им угодно, но не мы». Блеснул тупостью и венский полицмейстер, издавший следующее постановление: «Ввиду того, что, по нашему сведению, не поступало официальных сведений о свойствах новых лучей, строго воспрещается производить какие бы то ни было опыты впредь до выяснения вопроса и особого распоряжения полиции».

Через несколько месяцев после открытия Рентгена, и в определенной мере благодаря ему, были открыты радиоактивные вещества. 20 января 1986 года на заседании Парижской академии наук всемирно известный математик Пуанкаре зачитал полученное им от Рентгена письмо об открытом необычном излучении и высказал некоторые соображения по поводу этого открытия. В частности, он предположил, что реальным источником Х-лучей является фосфоресцирующая поверхность стеклянной вакуумной трубки, куда, по словам Рентгена, падали катодные лучи. Проверить это предположение попросили профессора физики Анри Беккереля, который в течение многих лет изучал явления фосфоресценции. К тому же у него была самая крупная в Париже коллекция фосфоров. Были в ней, в частности, кристаллы уранилсульфата калия, которые ярко светились в темноте после выдержки на свету. С них Беккерель и начал свои эксперименты.

Он выдерживал на свету тонкие кристаллы минералов и затем накладывал их поверх фотопластинки, завернутой в черную бумагу. Между препаратом и защитной бумагой он помещал металлические кольца, считая, что возбуждаемые солнечным светом Х-лучи легко пройдут сквозь бумагу, но будут задержаны металлом. В этом случае на пластинке должны были появиться кольцевые тени. Опыты оказались успешными: после проявления на фотопластинке возникало четкое очертание кольца. Готовилось сенсационное сообщение о связи Х-лучей с фосфоресценцией. Все складывалось к тому, что Х-лучи индуцируются в кристаллах солнечным светом, а на установке Рентгена, по-видимому, катодными лучами.

Как и Рентген, Беккерель решил прежде всего изучить проникающую способность невидимого излучения. Эта работа требовала многих опытов.

Менялись металлические кольца, время выдержки кристаллов на солнце. Но в феврале настали ненастные дни и приготовленные для опытов препараты и пластинки остались в ящике профессорского стола. Первого марта, когда вновь засияло солнце, пунктуальный А. Беккерель прежде всего поставил фоновый опыт — часть подготовленных пластинок пошла в проявитель. На них он обнаружил значительна более четкие силуэты урановых препаратов и металлических колец, чем в прежних экспериментах. Стало ясно, что это проникающее невиданное излучение никак не связано с фосфоресценцией, что его источником является урановая руда.

Вскоре Беккерель и другие физики установили, интенсивность излучения пропорциональна числу атомов урана, содержащихся в препарате, и не зависит от того, в какое химическое соединение он входит. Больше урана — сильнее излучение. Правда, вскоре возникло исключение: урановая смоляная руда излучала сильнее, чем чистый уран. Это обстоятельство привело к другим выдающимся открытиям Пьера и Марии Кюри, обнаружившим в урановой руде более интенсивно излучающие химические элементы — радий и полоний, которые оказались продуктами распада урана.

Излучение, исходящее от этих химических элементов, оказалось в основном подобным рентгеновскому — оно было невидимым, неосязаемым и проникающим, хотя и в различной степени. Но главное, что их объединило — это особое свойство ионизировать атомы и молекулы на всем пути проникновения (пробега) излучения, за что оно и получило общее название ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ..

Название открытого и изученного супругами Кюри химического элемента радия («излучающего») было использовано в дальнейшем в качестве объединительного термина для всех открываемых нуклидов, испускающих ионизирующее излучение. Такие нуклиды стали называться радиоактивными, сокращенно — радионуклидами, а вещества их содержащие — РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ..

Вслед за радием и полонием на рубеже XIX и XX веков были выявлены новые естественные радиоактивные химические элементы — актиний, торий, радон и некоторые другие. Первый из них оказался родоначальником большого семейства радиоактивных элементов, в которое входят все три кита современной атомной энергетики — уран, плутоний и торий.

Первая половина XX века, названного ядерным веком, охарактеризовалась разработкой условий получения искусственных радионуклидов, а главное, разработкой условий полезного применения радиоактивных веществ и ионизирующего излучения.

Открытие рентгеновских лучей и радиоактивных веществ вызвало невиданный энтузиазм и уверенность в возможном весьма полезном и благотворном их использовании в медицине, энергетике, сельском хозяйстве, науке и в других отраслях повседневной и разносторонней жизни человека. Воодушевление первых рентгенологов и радиологов было безграничным. И, действительно, рентгеновские лучи предопределили настоящую революцию в медицине. Врач впервые без хирургического вмешательства смог увидеть состояние внутренних органов и тканей больного и объективно контролировать и оценивать эффективность проводимого лечения. Быстро началось и терапевтическое использование радиоактивных веществ и рентгеновского излучения при различных заболеваниях.

Однако с первых же дней применения рентгеновских лучей и радиоактивных веществ стали очевидными и их коварные свойства — возможное вредное воздействие на организм. Уже через год после открытия Х-лучей в научной и клинической литературе появились описания многих десятков случаев, когда у пациентов и особенно исследователей появлялись лучевые поражения кожи в виде эпиляций (выпадения волос), эритем и даже некроза — омертвения тканей. Первые исследователи радиоактивных веществ и рентгеновского излучения часто становились и жертвами новой, ранее неизвестной, лучевой болезни. От нее умер К. Рентген и М. Кюри и многие десятки других исследователей.

Первыми о накожном действии радия заявили Вальков и Гизов. Пьер Кюри тотчас проверил это на собственном предплечье, и, к его великой радости, участок кожи, соприкасавшийся с радием, оказался пораженным. 3 июня 1901 года Анри Беккерель на протяжении 6 часов носил в кармане жилета ампулу с радием и тоже получил ожог. Сперва (эритема), а потом и долго незаживающая язва. Обуреваемый восторгом и яростью, он прибежал в Марии Кюри, восклицая: «Радий я люблю, но сердит на него».

Эти наблюдения, а также специально проведенные эксперименты на животных дали основание Пьеру Кюри совместно с известными учеными-медиками Бушаром и Бальтазаром заявить о возможном лечебном действии радия на некоторые кожные заболевания, что послужило началом кюритерапии. Терапевтическое использование радия и рентгеновского излучения при кожных заболеваниях принимало широкие масштабы. Однако в 1902 году был зарегистрирован первый случай возникновения лучевого рака кожи, а общее число зарегистрированных профессиональных поражений кожи достигло к этому времени 172 случаев.

Эти жертвы, однако, не умерили исследовательский пыл ученых в изучении радиации и возможностей ее использования, хотя в связи с ними и стали вводиться первые меры предосторожности — слабый прообраз современной системы радиационной безопасности.

Гораздо большее и справедливое опасение у ученых стали вызывать уже в то время возможности злонамеренного использования радиоактивных веществ и других источников ионизирующего излучения. В 1903 году на вручении Нобелевской премии супругам Кюри за выдающиеся исследования в области радиоактивности Пьер Кюри сказал: «Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества?

Пример открытий Нобеля знаменателен. Мощные взрывчатые вещества позволили осуществить замечательные работы, но одновременно — в руках преступных властителей — они представляют ужасное средство уничтожения, которое влечет народы к войне. Я отношусь к числу тех, кто вместе с Нобелем думает, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла...».

ЧТО ЖЕ ТАКОЕ РАДИАЦИЯ ИЛИ ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ? Вверх

Как уже говорилось, радиация — это очень общее понятие. Под этим термином подразумевается лучеиспускание или излучение какого-либо тела.

Ионизирующая радиация является одним из многих видов излучений и естественных факторов окружающей среды. Она существовала на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовала в космосе еще до возникновения самой Земли. Все живое на Земле возникло и развивалось в условиях воздействия ионизирующей радиации, которая стала постоянным спутником человека. Радиоактивные материалы вошли в состав земли с самого ее зарождения. Даже человек радиоактивен, так как в любой живой ткани присутствуют радиоактивные вещества природного происхождения. За 100 лет изучения радиации ученые накопили большой материал и опыт в этой области. И как это не покажется на первый взгляд странным читателю, но действие радиации на человека изучено лучше, чем действие многих других факторов физической или химической природы.

Постараемся вместе разобраться в некоторых общих вопросах этой проблемы.

Ионизирующая радиация — это особый вид энергии, которая образуется в результате различных превращений в атомах. Отличают эту радиацию от других видов энергии (механической, тепловой, электрической и др.) две особенности. Во-первых, ионизирующее излучение проникает в тело человека и в любые другие ткани на разную глубину в зависимости от вида и энергии этого излучения, а также плотности вещества или тканей, на которые оно воздействует. Отсюда и термин «проникающее излучение» как синоним термина «радиация». Во-вторых, все виды этой радиации не просто проходят сквозь ткани, а взаимодействуют с веществом, молекулами тканей, вызывая появление в них на короткое время электрически заряженных частиц — ионов. Отсюда и термин «ионизирующее излучение». В отличие от него видимый свет и ультрафиолетовые лучи не являются ни проникающими, ни тем более ионизирующими.

По своей природе ионизирующее излучение делят на 2 вида:

1) коротковолновое электромагнитное излучение — рентгеновские лучи и гамма-излучение;

2) корпускулярное излучение, представляющее собой потоки частиц — альфа-частиц, бета-частиц (электронов), протонов, нейтронов, тяжелых ионов и других.

Наиболее важными для человека видами излучений, с которыми он сталкивается в условиях повседневной жизни, в профессиональной деятельности и в случаях возникновения радиационных аварий, являются рентгеновское и гамма-излучение, нейтроны, альфа- и бета-лучи.

Рентгеновские и гамма-лучи не отличаются по своей природе или свойствам. Они различны только по происхождению: рентгеновские лучи возникают при работе определенных электрических устройств, таких, например, как рентгеновская трубка; гамма-лучи возникают при ядерных реакциях и испускаются радионуклидами при их распаде. Оба вида излучения обладают большой проникающей способностью, легко проходят через тело человека. Для почти полного поглощения таких излучений необходимая толщина бетона составляет около 1 м. Для защиты от этих излучений обычно используется свинец.

Альфа-лучи — это потоки ядер атомов гелия, лишенные орбитальных электронов. Они состоят из 2-х протонов и 2-х нейтронов, плотно «упакованных», имеют положительный заряд (+2) и относительно большую массу. Альфа-лучи образуются при распаде тяжелых природных элементов — урана, радия, тория и других. Проникающая способность альфа-излучения невелика — несколько сантиметров в воздухе или несколько микрон в живой ткани. Оно полностью поглащается листом бумаги. Потенциальная опасность альфа-излучений связана с возможность поступления излучателей внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, продуктами питания. В местах своей аккумуляции в организме они создают высокую плотность ионизации атомов и молекул.

Электроны (бета-частицы) —мельчайшие отрицательно заряженные частицы (заряд равен -1), которые содержатся во всех «нормальных» атомах. Электроны вылетают при распаде определенных радионуклидов. Их поток называют бета-излучением. Потоки электронов могут быть также получены искусственным путем в лабораториях и созданы в электрических установках. Они обладают некоторой проникающей способностью — десятки сантиметров в воздухе и 1-2 см в воде и теле человека. Для поглощения бета-излучения обычно достаточен лист алюминия в несколько миллиметров толщиной.

Нейтроны — это единственные частицы без электрического заряда, благодаря чему обладают очень большой проникающей способностью. Это одна из тех фундаментальных частиц, из которых построены ядра всех атомов. Нейтроны испускаются при распаде ядер, когда образуются два более легких элемента, например, при расщеплении ядер урана. Они могут получаться и искусственно в больших специальных ускорителях. Поток нейтронов представляет собой очень важный вид излучения с точки зрения радиационной гигиены, т. к. он возникает при взрыве ядерной бомбы и при работе ядерных реакторов. Защита от нейтронов в производственных условиях осуществляется с помощью «нейтронопоглощающих» материалов — воды, бора, графита, кадмия.

Все радионуклиды делятся на две основные группы. Радионуклиды, испускающие потоки альфа-частиц, называются альфа-излучателями, а испускающие электроны — бета-излучающими радионуклидами. К числу последних относятся некоторые изотопы стронция, цезия, бария и других элементов. Очень часто, но не всегда, альфа- и бета-распад сопровождается выделением гамма-кванта. Существуют и радионуклиды, которые не испускают альфа- и бета-частиц, но испускают гамма-кванты. На практике их обычно называют «чистыми» гамма-излучателями.

Количество распадающихся атомов вещества за единицу времени характеризует его радиоактивность. Один распад в секунду в современных единицах называется беккерель. На практике обычно используются значительно большие величины радиоактивности, чем беккерель, такие, например, как мегабеккерель (МБк), который составляет 1 млн. беккерелей. Прежде долго использовались другие единицы радиоактивности, такие как кюри, которое адекватно 37 млрд. беккерелей.

Со временем количество распадающихся атомов каждого радионуклида уменьшается. Время, в течение которого происходит потеря половины активности радионуклида в процессе его распада, называется периодом полураспада. Каждый радионуклид имеет присущий ему и неизменный период полураспада: для йода-131 он составляет 8,1 дня, для стронция-89 — 51 день, а для стронция-90 — 28,4 года. Период полураспада плутония-239 составляет 24000 лет, а урана-238 — 4470 млн. лет. Есть и такие радионуклиды, период полураспада которых измеряется минутами, секундами и даже долями секунды.

Если после первого периода полураспада активность радионуклида сокращается вдвое, то после второго — уже в четыре раза от исходной величины, после третьего — в восемь раз и т. д. По мере уменьшения количества радионуклида пропорционально уменьшается и испускаемое им излучение.

Ионизирующее излучение не может быть обнаружено органами чувств человека, но его можно обнаружить и измерить техническими средствами. Для регистрации и измерения ионизирующего излучения применяются специальные детекторы-дозиметры на основе фотографических пленок, термолюминесцентных материалов, счетчиков Гейгера-Мюллера и сцинтилляционных счетчиков.

Главной количественной характеристикой ионизирующего излучения, которая определяет уровень его воздействия на биологические объекты и возможные последствия этого воздействия, является ДОЗА радиации — количество поглощенной энергии от этого излучения. Именно поглощенная доза ионизирующего излучения является первым показателем степени опасности радиационного воздействия. Поэтому при измерениях радиации от любого источника обычно стремятся измерить или рассчитать с помощью измерений поглощенную дозу в теле человека или в его органе. Часто это бывает очень сложно сделать. Например, когда радионуклид накапливается в организме и прямое измерение дозы невозможно. В этом случае основой для расчета поглощенной дозы является активность радионуклида в организме и данные о динамике процесса его поступления в организм, поведения в организме и выведения из организма. радиации — количество поглощенной энергии от этого излучения. Именно поглощенная доза ионизирующего излучения является первым показателем степени опасности радиационного воздействия. Поэтому при измерениях радиации от любого источника обычно стремятся измерить или рассчитать с помощью измерений поглощенную дозу в теле человека или в его органе.

Часто это бывает очень сложно сделать. Например, когда радионуклид накапливается в организме и прямое измерение дозы невозможно. В этом случае основой для расчета поглощенной дозы является активность радионуклида в организме и данные о динамике процесса его поступления в организм, поведения в организме и выведения из организма.

До недавнего времени поглощенная доза обычно измерялась в радах. В настоящее время, с введением в России международных единиц, единицей измерения поглощенной дозы стал грей (обозначение Гр), который в 100 раз больше рада. Один грей равен одному джоулю поглощенной энергии на килограмм. На практике чаще используются мелкие доли грея, такие, как микрогрей (мкГр), который составляет одну миллионную долю грея, миллигрей (мГр) — тысячная доля грея, а также распространенный в России сантигрей (сГр) — сотая доля грея, равная 1 раду.

Однако одинаковые поглощенные дозы разных излучений не всегда вызывают одинаковые биологические эффекты. Например, 1 Гр, полученный тканью от альфа-излучения, является более повреждающим в биологическом отношении, чем 1 Гр от бета-излучения, т. к. альфа-частица производит большую ионизацию на пути своего пробега, чем бета-частица. Для учета этих различий сравнительно недавно была введена усовершенствованная система измерения и оценки ионизирующего излучения — эквивалентная доза, которая равна поглощенной дозе, умноженной на коэффициент, который учитывает особенности распределения энергии данного вида излучения в ткани, влияющий на возникновение вредных биологических эффектов. Эквивалентная доза выражается в единицах, которые назвали зиверт (Зв). Также как и у грея, на практике чаще используются измерения в его малых долях: миллизиверт (мЗв) — тысячная доля зиверта; сантизиверт (с3в) — сотая доля зиверта, равная одному бэру в старой системе единиц., которая равна поглощенной дозе, умноженной на коэффициент, который учитывает особенности распределения энергии данного вида излучения в ткани, влияющий на возникновение вредных биологических эффектов. Эквивалентная доза выражается в единицах, которые назвали зиверт (Зв). Также как и у грея, на практике чаще используются измерения в его малых долях: миллизиверт (мЗв) — тысячная доля зиверта; сантизиверт (с3в) — сотая доля зиверта, равная одному бэру в старой системе единиц.

Для гамма-излучения и бета-частиц коэффициент качества установлен равным единице, поэтому дозы от этих видов излучения при выражении в зивертах и греях численно равны. Для альфа-излучения такой коэффициент равен 20, так что поглощенная доза в 1 Гр от этого излучения соответствует эквивалентной дозе в 20 Зв.

Таким образом, эквивалентная доза как бы приводит к общему знаменателю оценки воздействия различных видов ионизирующих излучений на какой-либо орган или ткань. Считается, например, что 1 Зв альфа-излучения на печень создает такой же риск биологических последствий облучения, как и 1 Зв бета-излучения. Эквивалентная доза наиболее часто используется в системе радиационной защиты.

На практике оказалось, что и показателя эквивалентной дозы недостаточно для полной оценки риска облучения организма, т. к. отдельные органы и ткани человека обладают разной радиочувствительностью, точнее, разной степенью риска возникновения нежелательных последствий от одинакового облучения. Если считать коэффициент риска однотипного облучения всего тела человека равным 1. 0, то коэффициенты риска облучения его отдельных органов и тканей отражены в таблице 1.

Коэффициенты сравнительного риска облучения различных органов и тканей человека

Для полной оценки риска для здоровья неравномерного облучения человека, независимо от вида и энергии излучения, а также продолжительности облучения, недавно введена самая совершенная система оценки риска — эффективная эквивалентная доза. Она представляет в виде единого показателя сумму средневзвешенных эквивалентных доз в отдельных органах и тканях при любых типах их распределений.

Таким образом, эффективная эквивалентная доза приводит к общему знаменателю оценки риска для всего организма радиационного воздействия различных видов ионизирующих излучений в любых условиях.

Для оценки риска облучения группы людей используется коллективная доза, а для населения каких-либо территорий — популяционная доза. Величины, используемые для выражения этих доз, называются коллективной или популяционной эффективной дозой. Она получается усреднением (с учетом всех групп населения) произведений средней эффективной дозы для группы, получающей облучение от рассматриваемого источника, на число людей в этой группе или популяции. Она обычно выражается в человеко-зивертах (чел.-Зв). Например, в условном районе, где проживает 200 тысяч человек, средняя эффективная доза на одного жителя в год составляет 5 мЗв. Популяционная эффективная доза составит здесь 1000 чел. Зв в год.

В целом последовательность введения значений доз и их иерархия выглядят в настоящее время следующим образом:

ПОГЛОЩЕННАЯ ДОЗА — энергия ионизирующего излучения, поглощенная единицей массы ткани.

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА — поглощенная доза, учитывающая степень вредности воздействия различных ионизирующих излучений.

ЭФФЕКТИВНАЯ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА — эквивалентная доза, учитывающая радиочувствительность различных органов и тканей (коэффициенты риска).

КОЛЛЕКТИВНАЯ ЭФФЕКТИВНАЯ ДОЗА — эффективная эквивалентная доза от источника излучения для группы лиц.

Кроме величины дозы, являющейся главной характеристикой возможного вреда от радиации, в ряде случаев — чаще всего это относится к аварийным ситуациям, — бывает необходимо знать и контролировать уровень загрязнения радиоактивными веществами почвы, воды, продуктов питания. Конечно, радиоактивная загрязненность чего-либо, выражаемая числом радиоактивных распадов, непосредственно не характеризует дозу радиации, которую получает человек. Чтобы судить о дозе внутреннего облучения, которую, например, может получить человек, проживающий на загрязненной радиоактивными веществами территории, нужно знать не только загрязненность местности, но и сколько данного радиоактивного вещества переходит в траву, зерновые, овощи и фрукты, что, в свою очередь, зависит от типа почвы, растений, климата и многих других факторов. Затем нужно знать, сколько радионуклида из кормов перейдет в организм животного — в молоко и мясо. Надо также знать параметры потребления продуктов питания, обмен (метаболизм) данного радионуклида, другие химические и физические его свойства — характеристику излучения радионуклида, его период полураспада, функцию выведения из организма и т. д. Все вышесказанное свидетельствует о том что, измеренная кем-либо мощность дозы на местности или уровень радиоактивного загрязнения территории сами по себе не являются критериями, полностью определяющими дозу облучения человека и вред от радиации. Оценка доз не простое дело и считать ее под силу лишь специалисту, а оценивать ущерб от нее — тем более.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ РАДИАЦИИ Вверх

О том, что облучение рентгеновскими или гамма-лучами может вызвать тяжелые последствия для здоровья, стало известно вскоре после их открытия. Ученые, работавшие в первые годы с источниками ионизирующего излучения, традиционно имели лучевые поражения. Но основные сведения о вредном действии ионизирующих излучений были получены в специальных исследованиях на животных и в массовых наблюдениях за людьми, работавшими в первые десятилетия с источниками ионизирующего излучения: рентгенологами, радиологами, шахтерами урановых рудников, работницами, наносившими на циферблаты часов и приборов светящуюся массу, содержащую радиоактивные вещества. У них отмечалась повышенная заболеваемость злокачественными опухолями разной локализации и лейкозами, что приводило к сокращению продолжительности их жизни. Много сведений дали длительные наблюдения за пациентами, получавшими облучение в больших дозах в связи с лечением незлокачественных заболеваний, что часто осуществлялось в 20-40 годы.

Наконец, тщательные наблюдения за японцами, выжившими после варварской атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, явились серьезным вкладом в общую сумму знаний о радиационных поражениях и отдаленных эффектах воздействия ионизирующих излучений. Однако перечисленные выше наблюдения относятся к случаям облучения человека (однократного или хронического) в больших дозах — 1 Гр и более.

Значительно меньше было достоверных сведений о действии средних и, в особенности, малых доз облучения, которыми люди подвергаются в обычной жизни и на работе. И только радиационно-эпидемиологический анализ последних десятилетий позволил заполнить и эту белую страницу недавних неопределенностей.

Какие же основные закономерности удалось выяснить за почти столетнее существование радиобиологии, изучающей действие ионизирующих излучений на живые объекты?

При воздействии ионизирующего излучения на биологический объект происходит гибель клеток. Количество гибнущих клеток возрастает с увеличением дозы. В связи с этим подавляющее большинство ученых радиобиологов считает, что радиация является единственным естественным фактором, который формально нежелателен в любых количествах. Малые дозы радиации, хотя и не вызывают никаких заметных органных и тем более организменных изменений, но они могут иногда подтолкнуть те процессы изменений в организме, которые в конечном итоге ведут к злокачественному перерождению ткани. Вероятность этих процессов возрастает с дозой, а потому желательна ее минимизация.

Правда есть и ученые, которые считают, что такие небольшие раздражители, как малые дозы радиации даже нужны и полезны для организма. Они, как это известно из сельскохозяйственной практики, стимулируют деятельность организма, усиливают обменные процессы, стимулируют быстрый рост, созревание, зрелость. И более раннюю смерть — подчеркивают их оппоненты. Поэтому для человека этот прекрасный фильм «ЖИЗНЬ» пройдет быстрее. А этого он, как правило, не хочет.

В настоящее время имеется несколько классификаций вредных эффектов действия ионизирующих излучений на живой организм. Прежде всего эффекты делят на пороговые, детерминистские (нестохастические) и беспороговые вероятностные (стохастические). Для возникновения детерминистских нестохастических эффектов необходимо превышение определенной дозы, после чего лишь могут возникнуть такие проявления, как лучевая болезнь, лучевое поражение кожи, лучевая катаракта. Тяжесть развития этих эффектов зависит от степени превышения пороговой дозы облучения.

К числу беспороговых верятностных стохастических эффектов радиации относятся злокачественные нообразования и наследственные изменения. Здесь от дозы зависит только вероятность их возникновения, но не тяжесть заболевания.

Детерминистские (нестохастические) эффекты Вверх 

При больших дозах радиации не только разрушаются клетки, но и серьезно повреждаются ткани органов, которые могут стать причиной гибели организма. Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обычно проявляются в течение нескольких часов или дней, их идентификация не представляет особых трудностей.

Чтобы вызвать лучевое поражение организма, дозы облучения должны превышать определенный уровень, своеобразный порог.

НКДАР ООН представил подробную рубрикацию зависимостей доза-эффект для всего организма и его отдельных органов. Остановимся лишь на отдельных наиболее значимых из них.

Прежде всего следует отметить, что тяжесть поражения организма зависит от того, получает ли организм одну и ту же дозу сразу — в течение нескольких минут или часов (острое облучение) или в несколько приемов (дробное, пролонгированное облучение) или в течение месяцев или лет (хроническое облучение). Большинство органов успевает в той или иной степени залечить радиационные повреждения и поэтому организм лучше переносит серию мелких доз и, тем более, хроническое облучение, нежели суммарную дозу облучения, полученную за один прием. Если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет.

Очень большие дозы облучения порядка 100 Гр, которые имели место при ядерных взрывах в Хиросиме и Нагасаки, вызывают настолько сильное поражение центральной нервной системы, что смерть наступает в течение нескольких часов или дней.

При дозах в десятки грей поражение центральной нервной системы может оказаться не на столько серьезным, чтобы сразу привести к летальному исходу, но человек все равно умрет через одну-две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте.

При дозах от 5 до 10 грей может не произойти серьезных повреждений желучно-кишечного тракта, и тем не менее смерть наступает в течение месяца с момента облучения, главным образом, из-за разрушения клеток красного костного мозга — основного компонента кроветворной системы организма.

От дозы 3-5 Гр возникает тяжелая лучевая болезнь с резким нарушением кроветворной функции костного мозга и других органов, при которой в течение одного-двух месяцев погибает без специального лечения половина облученных.

При дозах 1-2 грея возникает легкая или средней тяжести лучевая болезнь, при которой все облученные могут быть спасены и даже со временем полностью вылечены.

При дозах в десятые доли грея общего облучения лучевая болезнь, как правило, не возникает, а происходящие функциональные изменения в системе кроветворения имеют временный проходящий характер. При меньших дозах они вообще не регистрируются.

Гораздо лучше и в гораздо большей степени переносит организм локальные облучения, хотя при этом важно, какой орган или система оказались в поле облучения и какая на них воздействовала доза. Органы и ткани человеческого организма обладают разной радиочувствительностью и способностью переносить большие дозы радиации.

Наиболее чувствительны к радиации репродуктивные органы, особенно семенники у мужчин. Однократное облучение семенников при дозе всего лишь в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а дозы свыше двух грей могут вызвать постоянную стерильность. Семенники являются единственным исключением из правил различных эффектов от равных доз острого и пролонгированного облучения. Во всех органах, кроме семенников, при дробном облучении возникают гораздо меньшие эффекты, чем при остром. В семенниках же в какой-то мере даже наоборот — дробные дозы формируют больший эффект.

Яичники женщины гораздо менее чувствительны к действию радиации, но однократная доза 3 Гр и в них вызывает стерильность, хотя дробные дозы они могут перенести, сохраняя функцию к деторождению, гораздо большие.

Высокой радиочувствительностью обладает хрусталик глаза. Даже накопленная за 10-20 лет весьма вероятная профессиональная доза свыше 0,5 Гр приводит к увеличению плотности и помутнению хрусталика.

Но самым радиочувствительным оказался плод, находящийся в утробе матери между восьмой и пятнадцатой неделями беременности. В этот период в нем формируется кора головного мозга и существует большой риск того, что в результате облучения матери (например, при некоторых видах рентгеновского обследования) родится умственно отсталый ребенок.

Дети гораздо более чувствительны к действию радиации, чем взрослые. Это относится как ко всему организму, так и, особенно, к отдельным органам. Так, сравнительно небольшие дозы, применяемые в лучевой терапии, могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей, что приводит к развитиям аномалий скелета. Чем меньше ребенок, тем больше подавляется рост костей. Такое же облучение мозга может вызвать потерю памяти, развитие слабоумия. У взрослых эти эффекты не возникают.

Многие органы взрослого человека переносят без существенных изменений весьма большие лучевые нагрузки:
легкие до 10 Гр

почки до 20 Гр

печень до 40 Гр

мочевой пузырь до 55 Гр

зрелая хрящевая ткань до 70 Гр.

Но к счастью, человеку с представленными выше дозами приходится сталкиваться только в чрезвычайных радиационных ситуациях или при лучевой терапии, когда, как правило, с целью сохранения жизни и здоровья пациента, у него направленным излучением выжигают опухоль или другие нежелательные образования.

Гораздо большее значение для большинства населения имеют малые дозы.

Стохастические (вероятностные) эффекты Вверх

Наиболее опасным отдаленным эффектом облучения является рак. Рак, индуцируемый радиацией, не имеет каких-либо отличий от обычного спонтанного рака. Рак развивается у незначительного числа людей, подвергшихся облучению спустя 10-20 лет, но формально каждый облученный имеет дополнительный шанс заболеть раком, что в определенной степени зависит от полученной дозы.

Ситуация здесь аналогична курению, когда те, кто курят, подвергаются риску заболеть раком легких. Те, кто много курят, рискуют больше, но безусловно, не все, а меньшинство курящих людей заболевают раком.

НКДАР ООН на основании весьма тщательных радиационно-эпидемио-логических исследований больших разнообразных контингентов облученных лиц (профессионалов, пациентов, населения Японии, пережившего атомные бомбардировки и т. д.) установил степень риска отдаленных последствий возникновения рака в облученных контингентах в зависимости от дозы. Определено, что в любом по численности контингенте (в десятки, сотни тысяч или миллионы человек), подвергшемся облучению коллективной эффективной дозой 10 тыс. чел.-Зв (1 млн. чел. бэр) за все время жизни людей возникнет дополнительно к спонтанному уровню раковых заболеваний еще 359 случаев злокачественных опухолей (из них 126 смертельных и 233 несмертельных, то есть излечимых заболеваний), 77 случаев смертельных генетических повреждений и, примерно, 15 случаев смерти от повреждения эмбриона и плода во время беременности.

Много это или мало по сравнению с естественной частотой таких заболеваний? Судите сами. Если облучен 1 млн. человек средней дозой на человека по 1 сЗв, то общая доза на этот контингент составит 10 тыс. чел.-Зв. Спонтанный уровень рака в настоящее время составляет 0,3% в год, т. е. 3000 случаев на 1 млн. человек. За 70 лет жизни из 1 млн. человек 210 тыс. умрут от рака. В результате облучения указанной выше дозой к ним добавится еще 359 случаев, которые будут постепенно возникать в течение 20—30 лет по 10—15 случаев в год. Очевидно, что статистика не уловит этого изменения менее, чем в 1 %, т. к. ежегодная флюктуация обычно составляет несколько процентов.

Все то же можно сказать и про оценку радиационного генетического риска. Естественная частота рождений детей с серьезными врожденными нарушениями или болезнями составляет 4% от всех родившихся, т. е. у 4 детей из 100 родившихся могут быть серьезные врожденные уродства или болезни. При среднем годовом показателе рождаемости 10%, т. е. 10 рождений на 1000 человек населения в год, за 70 лет в группе населения численностью в 1 млн. человек могут родиться 28000 детей с врожденными уродствами и болезнями. При облучении такой группы в дозе 10 тыс. чел. — 3 в (1 млн. чел.бэр) радиационный риск врожденных нарушении за 70 лет выразится в 77 случаях. Вполне понятно, что эти 77 случаев на фоне 28 тысяч с колебаниями в пределах даже 1 %, т. е. 300 случаев уродств, практически невозможно обнаружить доступными в настоящее время средствами и методами.

Заключая раздел о биологических вредных эффектах радиации, следует подчеркнуть, что клинически выраженные нестохастические эффекты обнаруживаются лишь при сравнительно больших дозах облучения — более 0,5 Гр. Стохастические же эффекты, отдаленные по времени своего проявления от момента облучения многими годами (от 5 до 30—40 лет), возникают крайне редко и по своему клиническому выражению и течению не отличаются от таких же заболеваний, возникающих без дополнительного облучения. Эти свойства стохастических эффектов являются причиной того, что в каждом конкретном случае лучевую природу эффекта установить чрезвычайно трудно. Лишь длительные наблюдения в течение многих десятилетий за очень большими группами людей, получавших не очень малые дозы ионизирующего излучения, могут позволить установить некоторое превышение показателей заболеваемости или смертности, обусловленные воздействием ионизирующего излучения.

ИСТОЧНИКИ ОБЛУЧЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА Вверх 

Все источники радиации можно разделить на две большие группы — естественные и искусственные или природные и антропогенные, то есть созданные человеком.

Естественные источники  Вверх

Оказалось, что человек всегда был подвержен действию естественной природной радиации.

На Землю из Вселенной падает поток космического излучения, содержащий ионизирующую компоненту. Это излучение значительно ослабляется атмосферой, но часть его достигает поверхности Земли и человека. Даже Солнце, помимо света и тепла, несет нам ионизирующее излучение, интенсивность которого может резко увеличиваться во время солнечных вспышек. Нет такого места на Земле, куда бы не падал этот невидимый космический душ. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. На полюсах Земли взаимодействие космического излучения больше, чем в экваториальных областях, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы, из которых в основном и состоят космические лучи.

Однако наиболее резко интенсивность космического излучения увеличивается при подъеме в горы или удалении от земли. Люди живущие на уровне моря, получают в среднем за счет космических лучей эффективную эквивалентную дозу в 0,3 миллизиверта в год, а живущие на высоте 2000 метров над уровнем моря в 3-4 раза больше. На высоте 4000 метров над уровнем моря (максимальная высота, на которой расположены поселения человека) интенсивность космического излучения уже в 7 раз больше, чем у моря, а при полете на современном самолете на высоте 8-10 км от земли интенсивность потока космического излучения возрастает уже в десятки раз. При полете из Петербурга во Владивосток пассажир обычного турбореактивного самолета получает дозу около 50 мкЗв. Всего за счет использования воздушного транспорта жители России получают в год коллективную эквивалентную дозу около 100 чел.-Зв. Долго считалось, что основным источником естественного облучения человека является т. к. в горных, да и в других породах, содержатся многие естественные радионуклиды. Это прежде всего калий-40, который является обязательной добавкой к стабильному калию в любом объекте, уран, торий, радий и многие другие.

Уровни земной радиации — радиационного фона неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Согласно современным исследованиям 95% населения земного шара живет в местах, где мощность дозы облучения составляет в среднем от 0,3 до 0,6 миллизиверта в год, 3% населения получают в среднем 1 миллизиверт в год и 1,5% населения около 1,5 миллизиверта в год. Есть и такие места, где уровень земной радиации еще выше. Например, недалеко от городка Посус-ди-Калдас в Бразилии есть небольшая необитаемая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз больше среднего в обычных местах. Многие сотни жителей небольших поселков в Бразилии и Индии подвергаются ежегодно фоновому облучению в десятки мЗв в год из-за высокого содержания тория в песках, на которых расположены поселки, а в Иране из-за' повышенного содержания радия в почве. В среднем фоновое облучение всего населения от земли ненамного больше космического.

Человек, являющийся частью окружающего его мир а с рождения начинен естественными радиоактивными веществами. В мышечной ткани, где главным кирпичиком является калий, вместе со стабильным калием содержится радиоактивный изотоп калий-40. Калий систематически поступает с пищей и до 18-20 лет содержание радиоактивного и стабильного калия в организме возрастает. В зрелом возрасте, наоборот, содержание калия и связанное с ним облучение человека постепенно уменьшаются.

Существенный вклад в дозу внутреннего облучения человека вносят также поступающие с пищей радионуклиды уранового и ториевого ряда. В целом, за счет поступления естественных радионуклидов в организм с продуктами питания и обусловленного ими внутреннего облучения, человек получает дозу облучения, соразмерную с фоновой.

Сравнительно недавно ученые установили, что представленные выше все три источника естественной радиации, вместе взятые, оказались по дозе облучения человека меньше одного — четвертого источника природного происхождения. Им оказался невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его распада. Давно было известно, что «земля дышит радоном», он выделяется из земли и растворяется в гигантских объемах околоземного воздуха и незначительно влияет в этих условиях на облучение человека. Но если над радоновыделяющей поверхностью земли оказывается дом, газ через щели в подвальных перекрытиях и другие отверстия дома проникает в его внутренние помещения и может накапливаться там в весьма больших количествах.

Скорость проникновения исходящего из земли радона в помещении фактически определяется толщиной и целостностью межэтажных перекрытий. Вдыхая резко обогащенный радоном и продуктами его распада воздух в помещении, человек облучает органы дыхания, особенно легкие. Поданным Научного комитета по действию атомной радиации при ООН (НКДАР ООН) радон и продукты его распада ответственны за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации.

Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они плохо проветриваются В эти условиях в помещениях могут возникать довольно высокие уровни радиации, особенно если дом стоит на грунте с относительно высоким содержанием радионуклидов и при его строительстве не была предусмотрена достаточная изоляция от грунтового поступления радона. В последнее время все чаще регистрируют очень высокие концентрации радона к отдельных домах. В Швеции и Финляндии были обнаружены дома с концентрацией радона, в 5000 раз превышающей среднюю его концентрацию в наружном воздухе. Рекордные концентрации радона и продуктов его распада в жилищах были выявлены учеными Петербургского института радиационной гигиены в Казахстане в Джезказганской области в шахтерском поселке Акчатау. В отдельных домах содержание радона достигало 10 и более килобеккерелей на м куб. воздуха, что приводило к облучению проживающих там людей в десятки миллизиверт в год.

Концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов, как правило, ниже, чем на первом этаже. Исследования, проведенные в Норвегии. показали, что концентрация радона в деревянных домах может быть даже выше, чем в каменных. Это объясняется тем, что деревянные дома, как правило, имеют меньше этажей, чем кирпичные, и, следовательно, комнаты, в которых проводились измерения, находились ближе к земле — основному источнику радона.

В настоящее время уже разработаны и применяются на практике не только требования по защите от радона при строительстве новых домов, но и по резкому ограничению его поступления в помещения в эксплуатируемых жилищах. Весьма эффективно удается снизить содержание радона в жилищах при установке вентиляционных систем в подвалах, при заделке щелей в полу и т. д. В Швеции, например, наполовину за счет государства таким образом перестроено™ продолжаются.

Существенным фактором в облучении человека в жилище является и строительный материал, из которого построен дом и отделаны помещения. Самые распространенные строительные материалы — дерево, кирпич, бетон сравнительно мало радиоактивны и мало выделяют радона. Гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза, используемые в качестве строительных материалов в России. Но особенно высокая радоноактивность оказалась у глиноземов, широко применявшихся в строительстве в Прибалтийским регионе, у кальций-силикатного шлака от переработанных фосфорных руд и у фосфогипса.

Средняя удельная радиоактивность строительных материалов
по данным НКДАР ООН (Бк/кг)

Среди других промышленных отходов с высокой радиоактивностью, применяющихся в строительстве, следует назвать доменный шлак — отходы черной металлургии, и зольную пыль, образующуюся при сжигании угля. Высокую удельную радиоактивность может иметь и красный кирпич, если в нем использованы отходы производства алюминия.

В прошлом известны даже случаи применения в строительстве отходов урановых рудников, когда пустая порода из отвалов обогатительных фабрик, производящих урановый концентрат, употреблялась в качестве строительного материала и для засыпки строительных площадок под дома.

Сейчас производство строительных материалов государственное строительство в России поставлено под радиационно-гигиенический контроль, но еще недавно здесь был полный беспредел. Поэтому жители, у которых возникают сомнения, могут узнать с помощью районной или областной санитарно-эпидемиологической станции радиационную характеристику своего жилища, где люди проводят большую часть своей жизни и получают большую часть своей дозы облучения.

Еще один, как правило менее важный, источник излучения представляют собой вода и природный газ. Концентрация радона в обычно используемой воде мала, но вода из некоторых источников, особенно из глубоких колодцев или артезианских скважин, содержит очень много радона. Такое высокое содержание радона было обнаружено, например, в воде артезианских колодцев в Финляндии, в том числе в системе водоснабжения в Хельсинки.

По оценкам НКДАР ООН, среди всего населения Земли менее 1 % жителей потребляет воду с удельной радиоактивностью более 1 млн. Бк/м куб. и менее 10% пьют воду с концентрацией радона, превышающую 100000 Бк/м куб.

Однако основная опасность, как правило, исходит не от питья даже высокоактивной воды, т. к. в этом случае радон быстро выводится из организма. Гораздо существеннее и опаснее вдыхание высоких концентраций радона, что чаще всего, по данным финских ученых, происходит в ванной комнате. При обследовании домов в Финляндии оказалось, что средняя концентрация радона в ванной комнате в три раза выше, чем на кухне и в 40 раз выше, чем в жилых комнатах. При включении душа содержание радона и продуктов его распада в ванной комнате возрастает во много раз и возвращается к исходным величинам только через 1-2 часа после его отключения.

Концентрация радона в жилищах и особенно на кухне может заметно возрасти, если кухонные плиты, отопительные и другие нагревательные устройства, в которых сжигается газ, не снабжены вытяжкой. При наличии вытяжки пользование газом практически не отражается на содержание радона в помещениях.

В целом в настоящее время мировым сообществом радон признан не только основным природным источником облучения человека, но и, как правило, основным источником его облучения вообще. Эффективная эквивалентная доза облучения человека от радона и его дочерних продуктов составляет около 1 мЗв в год, но в отдельных случаях она может быть во много раз больше.

Существенным источником облучения может быть также сжигание угля в топках тепловых станций. Хотя уголь, как правило, содержит меньше радионуклидов, чем земная кора, но при его сжигании большая часть минеральных компонентов спекается в шлак или золу, куда в основном и попадают радиоактивные вещества, но легкая зольная пыль уносится тягой в трубу электростанций и приводит к дополнительному облучению людей. Согласно современным оценкам производство каждого гигаватта электроэнергии обходится населению, живущему вблизи от таких станции, в 2 чел.-Зв ожидаемой коллективной эффективной эквивалентной дозы.

В некоторых местах широко используются в сельском хозяйстве фосфорные удобрения с относительно высоким содержанием радионуклидов. Ученые обнаружили, что в случаях их применения в жидком виде регистрируются высокие значения их перехода в продукты питания. Но гораздо большее увеличение поступления радиоактивных веществ с молоком отмечено при скармливании скоту различных веществ, содержащих фосфаты.

Источники, созданные человеком Вверх

За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и поиска полезных ископаемых, для производства светящихся циферблатов часов и обнаружения пожаров. Естественно, что создаваемые новые источники ионизирующего излучения способствуют увеличению доз облучения как отдельных людей, так и популяции.

В большинстве случаев облучение от искусственных источников невелико и сопровождается очень большой пользой для населения общества, а в медицине, как правило, большой пользой для непосредственно облучаемых. Вариабельность значений доз от искусственных источников излучения гораздо больше, чем от естественных. Формально искусственные источники излучения легче контролировать и регулировать, чем естественные. Но в ряде случаев человек может потерять над ними реальный контроль и тогда мы говорим о радиационной аварии или аварийной ситуации.

Источники излучения в медицине Вверх

Первым источником искусственного радиационного воздействия на человека с первого дня и на протяжении столетия была и остается рентгеновская установка. Рентгеновский аппарат является одним из самых распространенных медицинских приборов в диагностике, хотя применяется также и в лучевой терапии.

В последние десятилетия получили широкое распространение в диагностической и лечебной медицине и искусственные радионуклиды. Лучевая терапия стала одним из основных способов борьбы с раком.

В мировой практике в системе анализа интегральных доз облучения населения, характеризующих уровень его радиационной безопасности, в медицине принято учитывать в медицине только профилактическое и диагностическое облучение пациентов и населения. Терапевтические дозы при оценках облучения всего населения не учитываются.

Но даже только диагностические источники в медицине вносят больший вклад в дозу облучения населения любой страны, чем все остальные искусственные источники ионизирующего излучения, вместе взятые.

В принципе диагностическое облучение в медицине направлено на исцеление больного. Однако Всемирная организация здравоохранения отмечает, что диагностические дозы оказываются неоправданно высокими и их можно было бы существенно уменьшить без потери необходимого количества и качества диагностической информации. Это важно и потому, что медицинское облучение имеет худшую особенность — оно сопровождается воздействием больших мощностей доз и, как правило, на ослабленного человека.

Наиболее часто рентгеновским исследованием подвергаются грудная клетка и конечности, а за рубежом — зубы. На каждый из этих органов в Европе приходится около одной четверти общего числа рентгеновских исследований.

Наибольшему облучению подвергается пациент при рентгеноскопических исследованиях желудка с бариевой кашей, нижних отделов кишечника с бариевой клизмой и мочевыделительной системы (внутренняя урограмма). Обычно при этих исследованиях пациент получает дозы в сотни раз выше, чем при снимках грудной клетки и тем более зубов.

Существенным может быть и облучение костного мозга при многократных повторяющихся рентгеновских снимков позвоночного столба, которые еще недавно широко практиковались по отношению к детям с явлениями сколиоза. Практика показала необоснованность столь частых облучений и значимость суммарных доз радиационного воздействия.

Со времени открытия рентгеновских лучей самым значительным достижением в разработке методов рентгенодиагностики стала компьютерная томография. Веерообразный пучок рентгеновского излучения, вращающийся вокруг пациента, регистрируется несколькими детекторами и с помощью ЭВМ эти измерения преобразуются в послойное изображение тела пациента. Дозы при этом весьма информативном исследовании также значительные, но польза на много превосходит гипотетический ущерб. К сожалению, в отечественной практике эти исследования еще большая редкость.

Общее число рентгеновских исследований на 1000 человек населения в развитых странах составляет от 300 до 900 в год, не считая рентгеновских обследований зубов и профилактической флюорографии. Количество профилактических флюорографических исследований грудной клетки и грудной железы за рубежом в последние годы резко сократилось. По данным НКДДР ООН применяемая годовая коллективная эффективная эквивалентная доза от рентгеновских обследований в развитых странах составляла сравнительно недавно 1000 чел.-Зв на 1 млн. жителей.

Международная и отечественная медицина свидетельствуют, что во многих клиниках рентгеновские исследований часто назначаются необоснованно и они нередко являются ритуальными процедурами.

Особенно недопустимым является назначение врачами необоснованных рентгеноскопических исследований молодых людей, где позы облучения являются весьма значительными и связанный с ними риск отдаленных последствий достаточно велик. Кроме того, при выполнении рентгеновских исследований рентгенологи часто не используют все имеющиеся у них возможности по минимизации дозы за счет технических условий и приспособлений.

Общепризнанно, что рентгенодиагностика является той областью радиационного воздействия на человека, где наиболее легко при минимальных экономических затратах значительно снизить без каких-либо потерь индивидуальные, коллективные и популяционные дозы облучения пациентов и населения.

В другой бурно развивающейся радиационной сфере диагностики с применением гамма-излучающих радиофармацевтических препаратов, вводимых в организм, в последнее время наметились весьма благотворные изменения в области радиационной безопасности пациента. На смену устаревшим сравнительно радиотоксичным радионуклидам: йоду-131, селену-75, ртути-197, золоту-198 и другим пришли новые, менее токсичные прежде всего, на основе короткоживущего радионуклида технеция-99м. С их помощью можно не только получать детальное изображение интересующих органов и тканей, но и получать количественные данные их функциональной характеристики. Дозы при этом оказываются зачастую меньше, чем при рентгеновских исследованиях. Однако пока эти исследования получили должное распространения только в развитых странах и, как правило, не влияют на суммарную дозу облучения населения какой-либо страны.

Еще более перспективным видом радиодиагностического исследования без облучения пациента является современный радиоиммунологический метод анализа крови пациента «ин витро». К сожалению, это дорогостоящая система, дающая разностороннюю количественную характеристику обменных процессов в организме, пока имеет ограниченную распространенность в России.

Ядерные взрывы Вверх

За последние 45 лет люди всей Земли подвергались облучению от радиоактивных осадков, образовавшихся в результате испытаний ядерного оружия, которые проводили США, Англия, Франция, Китай и Советский Союз. Максимум этих наиболее грязных испытаний и связанных с ними глобальных выпадений радиоактивных осадков приходится на пятидесятые и начало шестидесятых годов.

В 1963 года США и СССР подписали договор о прекращении испытаний ядерного оружия в атмосфере, под водой и в космосе, т. к. именно они приводили к наибольшему росту радиоактивной загрязненности планеты. С тех пор только Франция и Китай продолжали атмосферные испытания ядерного оружия, но все более реже и, также как и СССР и США, с 1980 года стали переходить к подземным взрывам, при которых, как правило, не происходит образования и выпадения радиоактивных осадков.

При атмосферных испытаниях ядерного оружия только часть продуктов деления, образующихся при взрыве, выпадает вблизи полигона. Другая часть, поступая в нижние слои атмосферы, перемещается ветром на большие расстояния, обеспечивая интенсивное выпадение радиоактивных осадков на многие тысячи километров примерно в течение месяца. Однако большая часть образовавшихся при взрыве продуктов деления проникает в атмосферу на высоты в десятки километров, где они остаются многие месяцы и оттуда медленно рассеиваются по всей поверхности земли. Большую часть радиоактивных осадков от взрыва первоначально составляют короткоживушие радионуклиды, которые быстро распадаются и исчезают. Последние имеют большое практическое значение лишь в формировании доз облучения населения, живущего вблизи ядерного полигона, а в дальнейшем углерод-14, стронций-90, цирконий-95 и цезий-137 становятся основными дозообразующими факторами от глобальных выпадений радионуклидов.

К человеку они поступают в основном из почвы с пищей прямо или через поедающих растительность животных.

В настоящее время концентрации радионуклидов, образовавшихся при испытаниях ядерного оружия, в воздухе, дождевой воде и пище резко сократились по сравнению с максимальными значениями в начале 60-х годов и находятся на самых низких уровнях, зарегистрированных с начала атомных испытаний. И хотя на землю за время проводившихся ядерных испытаний выпало 3 тонны одного только плутония, сейчас средняя доза, получаемая жителями планеты от продуктов ядерного деления, составляет единичные микрозиверты в год, шестидесятые годы они были на два порядка величин больше.

Как в России, так и в США в результате испытании атомного оружия, помимо глобального загрязнения, в пятидесятые и шестидесятые годы произошли существенные облучения жителей сравнительно близко расположенных к полигону мест, которые не были предварительно выселены.

Взрыв первого советского ядерного устройства на полигоне вблизи от Семипалатинска был проведен 29 августа 1949 года. Из-за отсутствия опыта не была учтена возможность распространения радиоактивного облака на сравнительно большие расстояния, в места значительного проживания людей — южные районы Алтайского края. Население о взрывах не информировалось и какие-либо меры его защиты не осуществлялись. В результате жители некоторых населенных пунктов в этих районах подверглись острому облучению в сотни миллизиверт. Ситуация практически повторилась 12 августа 1953 года при взрыве первого советского термоядерного устройства.

Всего только на Семипалатинском полигоне было проведено 87 воздушных и 26 наземных ядерных взрывов.

В результате проводившихся испытаний ядерного оружия на Новоземельском полигоне произошло существенное загрязнение цезием-137 значительных районов Крайнего Севера. Радиационная ситуация усугубилась там в связи с особенностями жизни и питания местного населения, а также метаболизма (поведения) цезия-137. Выпавший на Севере цезий-137 активно сорбировался из почвы основным кормовым растением оленей — ягелем. В результате у оленей произошли значительные накопления его в организме. У жителей Севера так же нарастала радиоактивность и дозы облучения из-за большого потребления оленины. Аборигены Севера оказались самыми облучаемыми людьми от глобальных выпадений радиоактивных осадков.

Атомная энергетика Вверх

Источником излучения, вокруг которого ведутся интенсивные споры, являются атомные электростанции (АЭС), хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных веществ в окружающую среду очень невелики.

Электроэнергию вырабатывают ядерные реакторы, которые названы так потому, что их работа основана на реакции деления ядер топлива под воздействием нейтронов. В качестве ядерного топлива используются изотопы урана, который размещают в специальных пенала ТВЭЛах (тепловыделяющих элементах). Под действием потока нейтронов определенной энергии (тепловых нейтронов) в погруженных в каналы реактора ТВЭЛах происходит преобразование урана-238 в уран-239, плутоний-239 и другие трансурановые элементы с выделением тепла. Тепло снимается с топлива с помощью теплоносителя, Которым обычно является вода или газ. Например, в водо-водяном реакторе теплоноситель проходит через теплообменники для образования пара, который приводит в действие турбогенераторы, вырабатывающие электричество. В некоторых типах реакторов предусмотрено закипание воды в активной зоне и поступление к турбинам водяного пара.

Интенсивно излучающая активная зона реактора всегда защищена массивными бетонными блоками и специальными сооружениями.

Имеется определенная особенность в радиационном изменении топлива в ТВЭЛах. До его использования в реакторе оно малоактивно и не требует особых мер защиты, но после эксплуатации в реакторе и образования в нем продуктов распада урана оно становится высокоактивным и при транспортировке такие ТВЭЛы требуют особых мер защиты.

К началу 1993 года в 29 странах мира работало 424 ядерных реактора, вырабатывающих электроэнергию. Из них 109 эксплуатировалось в США, 56 — во Франции, 44 — в Японии, 37 — в Англии и 28 — в России. Общее количество произведенной всеми АЭС мира электроэнергии составило в 1992 году 330 ГВт или примерно 15% всего мирового производства.

Наибольший вклад в энергетику страны от производства ее на АЭС был у Литвы — 80%, у Франции — 73%, в Бельгии — 60%, в Словакии — 50% и почти столько же в Венгрии. 43% — в Швеции, 40% — в Швейцарии. Примерно 1/3 вырабатываемой электроэнергии производится на АЭС в Испании, Словакии, Финляндии, Болгарии, Германии, примерно 1/4 — в Японии, Англии, США, на Украине. Россия занимает в списке долевых производителей электроэнергии на АЭС, преодолевших 5% барьер, предпоследнее 21-е место, опережая только Южную Африку. На долю России сейчас приходится менее 7% действующих АЭС и менее 6% производимой ими электроэнергии.

Ранее существовавший темп практического удвоения мощности атомных электростанций в течение 5 лет после чернобыльской аварии резко замедлился. Согласно последним скорректированным оценкам МАГАТЭ мощность атомных электростанций может достигнуть к 2000 году только 450 ГВт. Причина тому, прежде всего, противодействие со стороны общественности, настроенной в некоторых странах против атомной энергетики.

Однако десятки государств мира планируют дальнейшее развитие атомной энергетики.

Наибольший реальный прирост энергетической мощи АЭС предусматривается в ближайшие годы в Японии и Франции, в странах, которые трудно заподозрить в том, что они плохо берегут свой народ и окружающую среду. Наоборот, руководствуясь взвешенным принципом бережного отношения к людям и природе и учитывая, конечно, сравнительную дешевизну атомной энергии, эти страны отдают предпочтение в развитии энергетики ее производству на АЭС. Продолжают уверенно наращивать свою атомно-энер-гетическую мощь США и Великобритания.

 

Нам очень дорого обошелся и обходится постчернобыльский паралич в развитии атомной энергетики. На резко замедленной затянувшейся стадии строительства находятся 18 реакторов, способных почти удвоить энергетическую мощность наших АЭС. Уж вложенные большие деньги в строительство не дают пока никакой отдачи.

По данным НКДАР ООН на каждый гигаватт-год вырабатываемой на АЭС электроэнергии у населения формируется коллективная эффективная эквивалентная доза в 4 чел.-Зв. Это вдвое больше, чем на угольных станциях, но на последних к ним добавляется мощный неблагоприятный химический фактор, во много раз превосходящий по ущербу для населения и окружающей среды радиационную добавку.

Облучение населения от АЭС, как правило, связано с расстоянием мест его проживания от станции. Сравнительно большему облучению и риску подвергаются жители вблизи от АЭС, на них приходится значительная часть вышеуказанной дозы от выбросов. Однако, за последнее время в системе обеспечения радиационной безопасности АЭС произошли коренные изменения. Резко снижена вероятность возникновения радиационных аварий, ужесточена система радиационного контроля и введены новые ограничения на выбросы радиоактивных веществ в окружающую среду. В настоящее время даже в странах, где имеется значительное количество эксплуатируемых АЭС, доза облучения населения от них составляет не более 0,01 % суммарной дозы от всех источников излучения.

Во многих государствах, таких как — Великобритания, Франция, Япония, Германия, Финляндия, отношение к атомной энергетике спокойное. Даже жители, непосредственно проживающие возле АЭС, относятся к ней как к обычному промышленному объекту. Но возникло такое отношение не само собой, оно постоянно формировалось учеными на основе объективных фактов и достоверных сопоставлений. Поэтому в этих странах атомная энергетика развивается быстрыми темпами и вносит все больший долевой вклад в производимую электроэнергию.

Но есть страны, которые не имеют и не планируют создание атомных электростанций. Такой, например, является Норвегия, имеющая гигантский запас гидроэнергетических источников. Есть и государства, которые имеют достаточно большое количество ядерных реакторов, но сдержанно относятся к наращиванию их дальнейшего количества. Такой является Швеция, где на сравнительно небольшой территории уже функционируют 12 реакторов, вырабатывающих более 43% всей производимой электроэнергии.

Производству атомной электроэнергии предшествует добыча урановой. руды и подготовив ядерного топлива. Все эти процессы, включая возможную последующую регенерацию отработанных ТВЭЛов и захоронение радиоактивных отходов, входят в единый ядерный топливный цикл.

Добыча урановой руды осуществляется как открытым, так и шахтовым способом. Добытую руду везут на обогатительную фабрику, обычно расположенную неподалеку. И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. На обогатительных фабриках основную проблему создают громадные количества радиоактивных отходов — пустая порода, «хвосты». Их накапливается миллионы тонн, они сохраняют некоторую радиоактивность и их трудно где-либо использовать. Для ограничения облучения от них отвалы пустой руды асфальтируют, покрывают полихлоридом, изолируют самыми различными способами.

Урановый концентрат, поступающий с обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработке и очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В результате такой переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные отходы, однако дозы от них намного меньше, чем на других стадиях ядерного топливного цикла.

После отработки на АЭС в некоторых странах ядерное топливо отправляется на переработку для извлечения остатков урана и плутония с целью повторного их использования. Такие заводы есть во Франции и Великобритании. Отходы этих заводов сбрасываются в море, а в Маркуле (Франция) — в реку Рону. Высокая степень очистки отходов и жесткий контроль обеспечивают сравнительно высокий уровень безопасности населения и природы вокруг этих предприятий.

Последней стадией ядерного топливного цикла является захоронение радиоактивных топливных отходов. В некоторых странах осуществляется отверждение жидких отходов, с целью их последующего захоронения в геологически стабильных районах на суше, на дне океана или в расположенных под ними пластах. Например, такое захоронение под дном Балтийского моря на большой глубине с автоматизированной системой закладки радиоактивных отходов и, в случае необходимости, их извлечения, осуществляется в Швеции. Предполагается, что захороненные таким образом радиоактивные отходы не будут источником облучения населения в обозримом будущем. По оценкам НКДАР ООН заметное количество радиоактивных веществ при подобных сястемах захоронения достигнет биосферы лишь спустя миллион лет.

Вклад в коллективную эквивалентную дозу, получаемую населением планеты, от подготовительных и заключительных стадий ядерного топливного цикла, составляет на каждый гигаватт-год вырабатываемой на АЭС электроэнергии:

при добыче урановой руды — примерно 0,5 чел.-Зв;

при обогащении руды — 0,04 чел.-Зв;

при производстве ядерного топлива — 0,002 чел.-Зв;

при регенерации ядерного горючего

(в случаях его проведения) — 1 чел.-Зв.

Есть основание полагать, что в ближайшие несколько тысяч лет вклад современных радиоактивных захоронений в общую дозу облучения населения будет пренебрежимо малым — 0,1 % от ожидаемой коллективной дозы.

Общая годовая коллективная эффективная доза облучения населения земли от всего ядерного цикла накануне чернобыльской аварии составляла 500 чел.-Зв и была в тысячи раз меньше доз облучения от радона. По разносторонним оценкам специалистов даже при самом бурном развитии атомной энергетики ее вклад в популяционную дозу к концу следующего столетия не достигнет 1 % от естественного фона.

Другие источники излучения Вверх

Еще недавно едва ли не самым распространенным источником облучения людей являлись часы со светящимся циферблатом. Они формировали годовую дозу облучения, в 4 раза превышающую дозу от АЭС. Ранее при производстве таких часов использовался радий, что приводило к облучению всего организма, хотя на расстоянии 1 м от циферблата излучение ослабевает в 10 000 раз по сравнению с дозой в 1 см от источника. Сейчас, как правило, радий на часах и приборах стали заменять тритием или прометием-147, при которых облучение незначительно. Но объем старых часов и приборов с радиевым покрытием шкал еще остается значительным и в определенных условиях (например, в ремонтных мастерских) может создать высокие уровни облучения работающих с ними.

Широко используются во многих странах и в России детекторы дыма, содержащие америций-241. Число таких приборов в мире составляет сотни миллионов. В обычных условиях они, правда, не приводят к заметному облучению, если они исправны.

В некоторых странах при изготовлении особо тонких оптических линз применяется торий, который может привести к существенному облучению хрусталика глаза и в перспективе ухудшить зрение. Для придания блеска искусственным зубам за рубежом широко используют уран, который может служить источником облучения тканей полости рта. В последние годы в Великобритании запрещено использование урана для этих целей, а США и Германия, где он используется в зубном фарфоре в наибольшей степени, ввели ограничения на его концентрации.

Большинство специалистов в области радиационной гигиены считают применение урана с чисто эстетической целью неоправданным или требующим тщательного согласования с пациентом.

Самым массовым искусственным источником рентгеновского облучения людей являются цветные телевизоры. Однако при регламентированном производстве, правильной настройке и эксплуатации современных моделей дозы облучения от них ничтожно малы. То же можно сказать и о рентгеновских аппаратах для контроля багажа пассажиров в аэропортах, где конструктивно и методически предусмотрены все необходимые меры защиты персонала и пассажиров.

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ Вверх

 

Среди всего населения самому большому облучению подвергаются, как правило, люди, работающие с источниками ионизирующего излучения — профессионалы. Их индивидуальное облучение существенно разнится, но зачастую достигает десятков миллизиверт в год. Коллективная доза рабочих урановых рудников и обогатительных фабрик, косвенно обеспечивающих производство электроэнергии на АЭС, составляет в среднем 1 чел.-Зв на каждый гигаватт-год электроэнергии. Примерно 90% этой дозы приходится на долю шахтеров. 10 чел.-Зв на гигаватт-год электроэнергии получают работники АЭС. Наиболее велики индивидуальные дозы облучения при ремонтных работах на АЭС. В этот период персонал зачастую получает 2/3 установленного для них предела за год.

Самым массовым персоналом радиационного профиля являются медицинские рентгенологи и радиологи. Их облучение, как правило, зависит от числа выполняемых радиологических процедур, но иногда и от их вида. Например, весьма благотворное изменение для пациентов в радионуклидной диагностике с переходом на более короткоживущие изотопы существенно ухудшило условия радиационной безопасности персонала, так как ему вынужденно приходится контактировать с гораздо большими количествами радиоактивных веществ, хотя и быстро распадающимися в дальнейшем в организме пациента. А вот рентгенолог, выполняющий рентгеноскопическое исследование, подвергает при этом наибольшему облучению и пациента и себя. Поэтому разумное ограничение этих исследований может существенно уменьшить облучение и пациентов, и персонала, и население в целом.

Вклад облучения, получаемого медицинскими рентгенологами и радиологами, занимающимися диагностическими исследованиями, в коллективную эквивалентную дозу населения в странах с хорошим уровнем медицинского обслуживания составляет около 1 чел.-Зв на миллион жителей.

В промышленно развитых странах облучение персонала обычных промышленных предприятий дает вклад в коллективную дозу. в 0,5 чел.-Зв на миллион жителей.

Общепризнанно, что наибольшему предельно допустимому профессиональному облучению подвергаются гамма-дефектоскописты, работающие с переносными дефектоскопами в полевых условиях, на стапелях и других стройках. При несоблюдении обязательной для всего персонала системы индивидуальной дозиметрии здесь наиболее легко могут быть превышены установленные профессиональные пределы облучения.

Некоторые работники в процессе своей деятельности подвергаются воздействию сравнительно высоких доз естественной радиации. Самую большую группу таких работников составляют экипажи современных самолетов, летающие на больших высотах, где воздействие космического излучения становится весьма значительным. Они, как правило, получают дополнительно 1-2 мЗв в год, то есть, как бы удвоенную дозу от всей естественной радиации.

Еще большие дозы получают шахтеры неурановых шахт, добывающих полиметаллы, железную руду, каменный уголь и т. д. На практике оказалось, что дозы их облучения от радона и продуктов его распада могут быть даже выше, чем у шахтеров урановых рудников, где осуществляется разносторонняя противорадиационная защита. В ряде случаев индивидуальные дозы шахтеров плохо вентилируемых неурановых шахт достигают сотен миллизиверт в год, что в несколько раз выше допустимых пределов для профессионалов, работающих с источниками ионизирующего излучения. Примерно аналогичная ситуация, правда реже, регистрируется и у работников, отпускающих радоновые ванны в лечебницах.

Для всех профессионалов, работающих с источниками ионизирующего излучения, во всех странах установлены пределы облучения — нормы радиационной безопасности, которые за последние годы постоянно снижаются, обеспечивая тем самым все более благоприятные условия труда работающим. С 1993 года в развитых странах происходит переход с пределов профессионального облучения 50 мЗв в год на 20 мЗв. Такое улучшение условий радиационной безопасности персонала, как правило, требует значительных экономических расходов. Оно намечено и в России, но вероятно будет полностью осуществлено лишь спустя два-три года.

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ Вверх

 

С начала производства ядерного оружия и производств электроэнергии на АЭС в мире произошло несколько крупных и целая серия мелких радиационных аварий.

Авиация

Во второй половине этого века произошло 14 аварий с самолетами, на борту которых имелось ядерное оружие. Две из них получили наибольшую известность: в январе 1966 года разбился самолет с ядерным оружием в районе Паломарес, Испания, а в январе 1968 года в районе Туле, Гренландия.

В районе Паломареса горело ядерное топливо двух термоядерных бомб и произошло загрязнение района площадью 2 км плутонием и ураном. В результате удаления и захоронения верхнего слоя почвы территория была дезактивирована. В Гренландии площадь загрязнения плутонием была гораздо меньше и быстро дезактивирована за счет удаления снежного покрова. Пострадавшего населения от этих аварий не было.

Флот

За последние десятилетия произошло несколько аварий с американскими и советскими атомными подводными лодками. Некоторые из них затонули при заглушенных и незаглушенных атомных реакторах, имея у себя на борту ядерное оружие.

Наибольшую реакцию в мире вызвала гибель атомной подводной лодки «Комсомолец» с ядерными ракетами и торпедами на борту в Норвежском море недалеко от острова Медвежий. Лодка лежит на грунте на глубине 1,5 км, имея повреждение в корпусе от происшедшего при ее гибели взрыва. Перед тем, как подводная лодка затонула, экипаж успел заглушить реактор.

С момента аварии «Комсомольца» прошло 3 года, но многократные обследования окружающего лодку акватория и самой лодки показали, что утечки радиоактивных веществ из реактора и боезарядов пока не происходит. Рассматривается вопрос о возможности подъема подводной лодки.

Радиационное военное производство

Уиндскейл (Англия). В октябре 1957 года на атомном реакторе военного назначения в Уиндскейле из-за эксплуатационных ошибок произошла авария с воспламенением топлива в реакторе. Пожар длился около 3 суток, произошли выбросы радиоактивных веществ в атмосферу. Выброс йода-131 составил 740 ТБк, цезия-137 — 44 ТБк, рутения-106 — 12 ТБк и ксенона-133 — 1,2 ТБк.

После аварии реактор в Уиндскейле не использовался.

В результате аварии произошло широко распространившееся загрязнение пастбищных земель. Наибольшая часть выброшенной активности в виде радиоактивного облака направилась к Лондону. В дальнейшем радиоактивное облако прошло над Бельгией и повернуло на север в сторону Норвегии.

В период аварии в Англии проводились широкие измерения в окружающей среде. Было показано, что основной путь поступления радиоактивных веществ в организм заключается в поступлении йода через -потребляемое молоко. Максимальные дозы, полученные лицами, проживающими вблизи реактора, оценивались величиной порядка 10 мГр на щитовидную железу взрослых и 100 мГр на щитовидную железу детей. Дозы на щитовидную железы у взрослых в Лидсе и Лондоне оценивались на основании данных прямых измерений активности щитовидной железы и составили 1 мГр и 0,4 мГр соответственно, причем дети младшего возраста получили дозы, превышающие приведенные величины вдвое.

При этой аварии коллективная эффективная доза от всех радионуклидов при всех путях поступления составила 1300 чел.3в, из которой около 600 чел.3в были связаны с изотопами йода и облучением щитовидной железы (25 % за счет ингаляционного пути и 75% за счет перорального поступления). Внешнее облучение за счет выпавших радионуклидов, составило около 550 чел.3в, остальные 150 чел.3в связаны с потреблением пищевых продуктов, загрязненных другими радионуклидами помимо йода.

Кыштым (Урал). Первая наиболее значительная радиационная авария с самым интенсивным загрязнением большой территории долгоживущими радиоактивными веществами произошла 29 сентября 1957 года в районе Кыштыма на Южном Урале. Здесь в бетонном хранилище, содержащем высокоактивные отходы, произошел химический взрыв. Он привел к выбросу в атмосферу примерно 100 ПБк радиоактивных веществ. В результате на площади более 15 тыс квадратных километров на территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей возник район с загрязненностью свыше 4 кБк/м кв. только по стронцию-90. Основной вклад в общую радиоактивность принадлежал высокотоксичным бета-излучающим радионуклидам: церию-144 и цирконию-95. Кроме того содержались изотопы плутония, рутений-106, цезий-137 и другие радионуклиды. Доля стронция-90 в радиоактивной смеси составляла около 5,5%. Численность населения загрязненного района составила около 270 тысяч человек.

В течение 7-10 дней после аварии из населенных пунктов с большим загрязнением (20 МБк/м кв по стронцию-90) было выселено 600 человек, в течение последующих двух лет было постепенно эвакуировано еще около 10 тысяч человек.

Первая группа, эвакуированная в первые десять дней, подверглась облучению в 170 мЗв внешнего облучения и 1,5 Зв на желудочио-кишечный тракт. Средняя эффективная эквивалентная доза составила 520 мЗв. Коллективная доза, полученная 10 тыс. эвакуированных, впоследствии составила 1000 чел.3в.

Помимо эвакуации, в целях снижения доз облучения населения, была проведена дезактивация сельскохозяйственных земель, позволившая снизить дозу внешнего облучения в 10 раз. Были введены большие ограничения на потребление местных пищевых продуктов, ограничено использование загрязненных земель, реорганизовано сельское и лесное хозяйство.

Для оставшегося проживать в загрязненных районах населения эффективная эквивалентная доза с момента аварии оценивается примерно в 12 мЗв, а эквивалентная доза на костный мозг — в 25 мЗв. Заметных изменений в заболеваемости населения, проживающего в загрязненных районах, которые можно было бы связать с радиоактивным воздействием, за 35 лет специальных медицинских наблюдений не выявлено.

Атомная энергетика

Три-Майл-Аленд (США). Первая крупная радиационная авария на АЭС произошла в марте 1979 года в США на АЭС в Три-Майл-Аленде. В результате значительных повреждений в активной зоне реактора произошел большой выход радиоактивных веществ, но с ограниченным поступлением их в атмосферу. Всего в атмосферу проникло около 370 ПБк инертных газов, главным образом, ксенона-133 и 550 ГБк йода-131.

Коллективная доза на все население в результате этого выброса оценивается величиной 20 чел.3в в радиусе 80 км от реактора. Еще 20 чел.3в получило население за счет ксенона-133 за пределами 80 километровой зоны.

Индивидуальные дозы составили в среднем 15 мкГр в радиусе 80 км от реактора, а максимальная поглощенная доза оценивалась величиной 850 мкГр внешнего гамма-облучения.

Чернобыль. В ночь на 26 апреля 1986 года в результате безграмотных технических испытаний реактора, с отключением систем безопасности, возникло неконтролируемое состояние нестабильности реактора, приведшее к взрыву, пожару и гибели 2 человек.

Из разрушенного реактора и от разбросанных взрывом его радиоактивных обломков исходило интенсивное излучение. 500 человек — работников станции, пожарных и других участников неотложных мероприятий — вскоре пришлось госпитализировать. Около 150 из них лечились от лучевой болезни и ожогов, но 29 из них все же умерли. Местные лучевые повреждения зарегистрированы у более чем 1 тысячи ликвидаторов.

Почти две недели из аварийного реактора выбрасывались радиоактивные вещества, которые разносились ветром на многие сотни и тысячи километров. Их осаждению на почву способствовали дожди, вызывая «пятнистость» радиоактивного загрязнения. Порой в одном и том же поселке уровни загрязнения различались в десятки раз. Обширные территории Украины, Белоруссии и России надолго оказались загрязнены радиоактивными веществами. Наибольшему загрязнению в России подверглись западные районы Брянской области.

Общий выброс радиоактивных веществ составил 1-2 ЭБк, причем основными выброшенными радионуклидами были йод-131 (300 ПБк), цезий-134 (20 ПБк) и цезий-137 (40 ПБк).

Выброшенные из реактора радионуклиды, особенно короткоживущие, создали вблизи реактора настолько большие уровни внешнего излучения, что это представило угрозу для здоровья людей. Жители города энергетиков — Припяти, как и все проживавшие в пределах 30 км от реактора, были эвакуированы. Всего было эвакуировано 135 тысяч местных жителей. Позже к этой зоне эвакуации присоединили местности, где суммарная доза облучения людей к первому году после аварии могла бы превысить 0,1 Зв (10 бэр). У подавляющего большинства эвакуированных дозы внешнего облучения не превысили этой величины, хотя у некоторых жителей 30 км зоны они могли доходить до 0,5 Зв (50 бэр). Более высокие дозы внешнего облучения, которые могли бы привести к лучевой болезни (1 Зв или 100 бэр и более), удалось предотвратить.

По расчетам коллективная эффективная эквивалентная доза на население северного полушария от чернобыльской аварии составила за первый год приблизительно 600 тысяч чел.3в, большая ее часть приходится на территории бывшего СССР.

В первые два месяца после аварии наибольшую угрозу здоровью населения, оказавшегося в районах интенсивного радиоактивного загрязнения, представляли выпадения радиоактивного йода. В организм людей радиоактивный йод попадал с вдыхаемым воздухом, с молоком и молочными продуктами. Попав внутрь, он накапливался в щитовидной железе, приводя к повышенному ее облучению, в дозах, способных повлиять на функцию этого органа, т.е. более 3 Гр (300 рад). Такие дозы на щитовидную железу получили тысячи людей, среди них много детей.

К сожалению, лишь в отдельных загрязненных районах была проведена в первый месяц «йодная профилактика» — введение стабильного йода для предотвращения накопления радиойода.

С некоторым запозданием в загрязненных районах были предприняты меры по ограничению поступления радиоактивного йода с продуктами питания. С этой целью производился сбор и специальная переработка молока от коров местных жителей, ограничивался выпас скота на открытой местности, а также осуществлялись другие защитные мероприятия по минимизации доз облучения населения.

Спустя два месяца после аварии, когда распались радионуклиды йода, а в дальнейшем и цезия-134, основным источником оставшегося радиоактивного загрязнения стал цезий-137. Именно им со второго года после аварии определялось внешнее и внутреннее облучение населения загрязненных районов.

Со второго года после аварии постоянно снижались допустимые пределы чернобыльского облучения для населения.

В настоящее время даже на территории Брянской области нет мест постоянного проживания, гае годовая доза облучения населения превышает 5 мЗв.

В загрязненных районах России никаких изменений в заболеваемости населения, которые можно было бы связать с действием чернобыльской радиации, не выявлено.

 

По материалам книги Е.В. Иванова, П.В. Рамзаева, Г.В. Архангельской «Жителю Ленинградской области о радиации и радиационной обстановке». Тип. ЛАЭС, 1997 г.