Биологические эффекты малых доз

Особенность соматико-стохастических эффектов, проявляющихся через 10 - 20 лет (лейкозы, злокачественные опухоли различных органов и тканей, преждевременное старение), и генетических эффектов заключается в стохастической (вероятностной) природе проявления этих эффектов. Вероятность их появления зависит от дозы облучения и не исключается при малых дозах. При облучении всего тела до 250 мЗв не обнаруживаются какие-либо изменения в состоянии здоровья человека.

Принято, что биологические эффекты при малых дозах облучения определяются коллективной дозой, а выявление эффекта у конкретного облученного индивидуума практически непредсказуемо.

Коллективная доза оценивает ущерб, который проявляется в тех или иных последствиях, наносимый при облучении средней индивидуальной дозой H_ср (или D_ср) группы лиц численностью N и равна S = N*H_ср (или S=N*D_ср) чел.-Зв.

Так, при дозе облучения 1 сЗв (1 бэр) контингента в 100000 человек (коллективная доза 10⁺³ чел·Зв) можно ожидать n эффектов (например, 10 случаев рака), однако, нельзя предсказать, у кого именно они выявятся.

Поскольку обнаружение стохастических эффектов малых доз практически невозможно, исходя из теоретических представлений о процессах возникновения рака и генетических заболеваний, принята концепция беспороговой линейной зависимости доза-эффект. Согласно этой концепции соматико-стохастические и генетические эффекты не имеют порога. Соответствующие коэффициенты связи между дозой облучения и различными стохастическими эффектами устанавливаются на основе известных данных о случаях смерти от раковых заболеваний и генетических дефектов при больших дозах и переносят их в область малых доз. Рассматривают именно раковые заболевания потому, что они могут быть обусловлены воздействием ионизирующего излучения.

Для оценки линейной зависимости доза-эффект устанавливают коэффициенты пропорциональности r по имеющимся данным о смертности в результате злокачественных новообразований, а также генетических дефектов в первых двух поколениях потомства тех лиц, которые получили дозу облучения более 1 Зв (100 бэр). Эти коэффициенты выражают числом n случаев смерти в 1 год от указанных причин, делением на коллективную дозу

S = 10⁴чел·Зв, т.е. r = n/S = n·10^-4 =n*10⁴ 1/чел·Зв в год.

Эти коэффициенты представляют интерес потому, что позволяют сравнить ущерб, связанный с облучением в атомной энергетике, с условиями работы и ущербом в других отраслях промышленности, где облучение отсутствует или с частотой смертельных случаев не связанных вообще с профессиональной деятельностью.

Для такого сравнения применяют понятия об индивидуальном риске смерти R и параметре риска r. По данным статистики, для возрастной группы 40 - 45 лет, не связанной с облучением, значение индивидуального риска смерти R составляет 10^-2 1/(чел·год). Для такой же возрастной группы, но проработавшей в среднем 20 лет в атомной энергетике, средняя индивидуальная доза H_ср (D_ср) составляет 0,7 сЗв·год (0,7 бэр·год).

Среднее значение индивидуального риска составляет R =1,0·10^-4 1/(чел·год). Как видим, это значение в 100 раз меньше риска раковых заболеваний, не связанных с облучением. Другими словами, риск для персонала АЭС составляет не долее 1 % смертности от раковых заболеваний населения, т.е. находится в пределах погрешности определения этого показателя и не может быть обнаружен на общем фоне непрофессиональных заболеваний.

Если известна эквивалентная доза облучения H_ср, то индивидуальная вероятность смерти (или риск смерти) R в соответствии с беспороговой линейной концепцией определяется следующей формулой R = r·H_ср, где r - параметр риска, равный средней индивидуальной вероятности смерти в результате облучения, отнесенной к дозе 1Зв (100бэр).

Аналогично, если известна коллективная доза облучения S, ожидаемое число случаев смерти N в коллективе облученных людей определяется по формуле N = n·S·10^-4.

Реально регистрировались соматико-стохастические и генетические эффекты лишь при воздействии больших доз, более 0,5Зв. Накопленная в течение всей жизни человека доза от естественных источников излучения, как правило, не превышает 0,2Зв, а доза профессионального облучения персонала АЭС за 25 лет работы составляет в среднем 0,25Зв.

Важно, что согласно современным представлениям стохастические эффекты в диапазоне доз, реально встречающихся в обычных условиях, мало зависят от мощности дозы. Это означает, что эффект определяется прежде всего суммарной дозой, вне зависимости от того, получена она за одни сутки или за несколько лет. Таким образом, оценивая соматико-стохастические и генетические эффекты хронического облучения, следует иметь в виду, что эти эффекты накапливаются в течение длительного времени.