bjd

3.3. Стохастические эффекты воздействия радиации

Наиболее серьезным из всех последствий облучения при малых дозах являются раковые заболевания. Обширные исследования 100 000 человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 г., показали, что рак является единственной причиной смерти в этой группе населения. Любая, сколь угодно малая доза, увеличивает вероятность заболевания раком для человека, получившего эту дозу, всякая дополнительная доза увеличивает эту вероятность. Риск заболевания раком возрастает прямо пропорционально дозе облучения: при удвоении дозы риск удваивается, при получении трехкратной дозы утраивается и т. д.

Первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате облучения, стоят лейкозы. Они вызывают гибель людей в среднем через 10 лет с момента облучения – гораздо раньше, чем другие виды раковых заболеваний. Смертность от лейкозов среди тех, кто пережил атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, стала резко снижаться после 1970 г. От каждой дозы облучения в 1 Гр в среднем два человека из тысячи умрут от лейкозов.

Самыми распространенными видами рака, вызванными действиями радиации, оказались рак молочной железы и рак щитовидной железы. Примерно у 10 человек из 1 000 – рак молочной железы (в расчете на 1 Гр поглощенной дозы).

Вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС наблюдается рост числа случаев рака щитовидной железы среди населения, прежде всего, на территориях Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей. Однако обе разновидности рака в принципе излечимы, а смертность от рака щитовидной железы особенно низкая.

Рак легких, напротив – беспощадный, и человек, заболевший раком легких, умирает. По расчетам примерно пять человек из тысячи умрут от рака легких на каждый грей дозы излучения.

Рак других органов и тканей встречается реже. Вероятность умереть от рака желудка, печени или толстой кишки составляет примерно 1/1 000 на каждый грей поглощенной дозы. Риск возникновения рака костных тканей, пищевода, тонкой кишки, мочевого пузыря, поджелудочной железы, прямой кишки и лимфатических

81

тканей составляет 0,2…0,5 на каждую тысячу и на каждый грей поглощенной энергии.

Изучение генетических последствий облучения связано с ещё большими трудностями, чем при раковых заболеваниях. Во-пер- вых, малоизвестно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, выявление наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений.

Хроническое облучение при мощности 1 Гр на поколение (для человека 30 лет) приведет к появлению около 2 000 серьезных случаев генетических заболеваний на каждый миллион живых новорожденных, родители которых в детстве подверглись такому облучению.

Генетические последствия облучения можно выражать через такие параметры, как сокращение продолжительности жизни и период трудоспособности. Приближенные оценки данного подхода показывают, что хроническое облучение 1 Гр на поколение сокращает период трудоспособности на 50 000 лет, а продолжительность жизни – также на 50 000 лет на каждый миллион живых новорожденных среди детей первого облучения.

4. Ограничения облучения населения ионизирующим излучением

4.1. Источники радиации ипринципыобеспечения радиационной безопасности

Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи. В этом случае говорят о внешнем облучении. Если радиоактивные вещества попали внутрь человека с воздухом, пищей, водой, через открытую рану или другим путем, такой способ облучения называют внутренним.

Внутреннее и внешнее облучение человека может происходить от ионизирующего излучения, имеющего природное или искусственное происхождение. В этом случае говорят о природных и искусственных источниках ионизирующего излучения. Источник ио-

82

низирующего излучения – устройство или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Кприродным источникам относятся космическое излучение

иприродные радионуклиды, содержащиеся в окружающей среде и поступающие в организм человека с воздухом, водой и пищей. Облучению от природных источников радиации подвергаются все жители Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Мощность дозы радиации в тех местах земного шара, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах соответственно ниже. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, герметизация помещений и даже полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет природных источников радиации.

Земные источники радиации в сумме обеспечивают более 5/6 годовой эффективной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения, которое составляет чуть меньше половины внешнего облучения от природных источников.

За счет космического излучения человек в среднем получает эффективную дозу около 0,39 мЗв в год (среднемировое значение).

Внешнее гамма-излучение природных радионуклидов (калия

инуклидов семейства урана и тория), содержащихся как на поверхности Земли, так и в материалах жилищ и рабочих помещений, дает эффективную дозу около 0,46 мЗв в год.

Доза внутреннего облучения от природных радионуклидов составляет около 1,0 мЗв в год, из них 0,83 мЗв – за счет вдыхания радона и 0,17 мЗв – за счет радиоактивного калия и других радионуклидов.

Всреднем человек от природных источников радиации получает эффективную дозу – 2,0 мЗв в год, для России этот показатель выше – 2,9 мЗв в год.

Внешнее и внутреннее облучение человека от всех природных источников составляет естественный радиационный фон.

Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радио-

83

нуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека.

Мощность дозы фотонных ионизирующих излучений, создаваемая всеми природными источниками над поверхностью земли, называют радиационным фоном на данной местности. Радиационный фон в среднем равен 0,1…0,14 мкЗв/ч.

Искусственные источники излучения разделяются на медицинские (диагностические и радиотерапевтические процедуры) и техногенные (искусственные и специально сконцентрированные человеком природные радионуклиды, генераторы ионизирующего излучения и др.).

В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от искусственных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Получают все более широкое распространение диагностические методы, основанные на использовании радионуклидов. Как ни парадоксально, но одним из основных способов борьбы с раком является лучевая терапия, и облучение в медицине направлено на исцеление больного.

К техногенным источникам излучения следует отнести ядерные взрывы, производство энергии с помощью ядерных реакций, научные исследования в различных целях, поиск полезных ископаемых и т. д.

Максимум испытаний ядерного оружия осуществлялся в 1954–1958 гг. и 1961–1962 гг. Именно в эти годы выпало наибольшее количество радиоактивных нуклидов. На эти годы приходится максимальное содержание стронция-90 и цезия-137 в продуктах питания населения Земли, особенно в Северном полушарии. Годовые дозы облучения четко коррелируют с испытаниями ядерного оружия в атмосфере: их максимум приходится на те же периоды. В настоящее время испытания в атмосфере не проводятся, поэтому годовые дозы облучения становятся меньше. Суммарная ожидаемая коллективная эффективная доза от всех ядерных взрывов атмосфере, произведенных к настоящему времени, составляет 30 000 000 чел.-Зв. К 1980 г. человечество получило лишь 12 % этой дозы, остальную часть оно будет получать миллионы лет.

84

Профессиональные дозы почти повсеместно являются самыми большими из всех видов доз.

Оценки показывают, что доза, которую получают рабочие урановых рудников и обогатительных фабрик, составляет среднем 1 чел.-Зв на каждый гигаватт-год электроэнергии. Коллективная эффективная доза от заводов, на которых получают ядерное топливо, также составляет 1 чел.-Зв на гигаватт-год. Наиболее велики дозы облучения при ремонтных работах – текущих или незапланированных, на которых приходится 70 % коллективной дозы.

Дозы, которые получают люди, занятые научно-исследова- тельской работой в области ядерной физики, очень сильно различаются для разных предприятий и стран.

Источниками облучения являются многие общеупотребительные предметы, содержащие радиоактивные вещества. Ими могут быть часы со светящимся циферблатом, рентгеновские аппараты, цветные телевизоры и др.

Население дополнительно к облучению от естественного радиационного фона может подвергаться ионизирующему облучению в двух ситуациях: при нормальной эксплуатации ионизирующих источников излучения и в условиях радиационной аварии.

Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации необходимо руководствоваться следующими основными принципами:

–непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения (принцип нормирования);

–запрещение всех видов деятельности по использованию ионизирующего излучения, при которых полученная для человека

иобщества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительно к естественному радиационному фону облучением (принцип обоснования);

–поддержание на возможно низком и достижимом уровне (с учетом экономических и социальных факторов) индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения (принцип оптимизации).

85

4.2.Основные регламентируемые величины

иконтролируемые параметры облучения населения

4.2.1.Основные контролируемые параметры

Радиационный контроль является важнейшей частью обеспечения радиационной безопасности, начиная со стадии проектирования радиационно-опасных объектов. Цель его – определение степени соблюдения принципов радиационной безопасности и требований нормативов, включая превышение основных пределов доз и допустимых уровней при нормальной работе, получение необходимой информации для оптимизации защиты и принятия решений о вмешательстве в случае радиационных аварий, загрязнения местности и зданий радионуклидами, а также на территориях и зданиях

сповышенным радиационным фоном.

ВРоссии создана единая государственная система контроля и учета индивидуальных доз облучения, получаемых гражданами при воздействии различных источников ионизирующего излучения и проведении рентгено-радиологических процедур, а также обусловленных естественным радиационным и техногенно изменённым радиационным фоном. Система предусматривает организацию контроля и учета на федеральном, региональном и ведомственном уровнях.

Радиационному контролю подлежат:

–радиационные характеристики источников выбросов в атмосферу, жидких и твердых отходов;

–радиационные факторы, создаваемые технологическим процессом на рабочих местах и в окружающей среде;

–радиационные факторы на загрязненных территориях и в зданиях с повышенным радиационным фоном;

–уровни облучения персонала и населения;

–источники медицинского облучения;

–природные источники.

Основными контролируемыми параметрами являются:

–годовая эффективная доза, годовая эквивалентная доза;

–поступление радионуклидов в организм и их содержание в организме для оценки их поступления;

–объемная или удельная активность радионуклидов в воздухе, воде, продуктах питания, строительных материалах и др.;

86

–радиоактивное загрязнение кожных покровов, одежды, обуви, рабочих поверхностей:

–мощность дозы внешнего облучения;

–плотности потока частиц и фотонов.

Поступление радионуклидов – численное значение величины активности радионуклидов, проникших внутрь организма при вдыхании, заглатывании или через кожу.

Предел годового поступления (ПГП) – поступление данного радионуклида в течение года в организм условного человека, которое приводит к облучению в ожидаемой дозе, равной соответствующему пределу годовой эффективной (или эквивалентной) дозы.

Предел годовой эффективной (или эквивалентной) дозы – ве-

личина эффективной (или эквивалентной) дозы техногенного облучения, которая не должна превышать суммарной за год; пределы дозы устанавливаются на уровнях, которые должны быть признаны в качестве предельно допустимых в условиях нормальной работы

(табл. 4.1).

Примечание. Для группы Б дозы не должны превышать 1/4 значений для лиц группы А.

87

4.2.2. Основные пределы доз

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

•персонал;

•все население, включая лиц из персонала вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливается три класса нормативов:

– основные пределы доз (табл. 4.1);

– допустимые уровни монофакторного (для одного радионуклида или одного внешнего излучения) воздействия, являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА) и удельные активности (ДУА);

– контрольные уровни (дозы и уровни). Контрольные уровни устанавливаются администрацией учреждения по согласованию с органами Госсанэпиднадзора.

Основные пределы доз облучения лиц не включают в себя дозы от природных, медицинских источников ионизирующего излучения и дозу, полученную вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

Годовая эффективная доза облучения равна сумме эффективной дозы внешнего облучения, накопленной за календарный год, и ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за тот же период.

Интервал времени для определения ожидаемой эффективной дозы устанавливается равным 50 лет для лиц из персонала и 70 лет для населения.

Для каждой категории облучаемых лиц допустимое годовое поступление радионуклида рассчитываться путем деления годового предела дозы на соответствующий дозовый коэффициент.

Числовые значения дозовых коэффициентов приведены в «Нормах радиационной безопасности» (НРБ-99) (прил. П-2).

Для студентов и учащихся в возрасте до 21 года, проходящих обучение с использованием источников ионизирующего излучения, годовые накопления дозы не должны превышать значений, установленных для лиц из населения.

88

4.3. Ограничение облучения техногенными источниками

Различают техногенные источники, находящиеся под контролем или в процессе нормальной эксплуатации, и источники, находящиеся вне контроля (утерянные в окружающей среде в результате радиационной аварии и др.).

Годовая доза облучения у населения от всех техногенных источников в условиях их нормальной эксплуатации не должна превышать основные пределы доз (табл. 4.1).

Указанные пределы дозы относятся к средней дозе у «критической группы» населения, рассматриваемой как сумма дозы внешнего излучения за текущий год и ожидаемой дозы внутреннего облучения за 70 лет вследствие поступления радионуклидов в организм за текущий год (70-летний период обусловлен Федеральным законом «О радиационной безопасности населения»).

Для ограничения облучения населения отдельными техногенными источниками при их нормальной эксплуатации федеральным органом Госсанэпиднадзора устанавливаются квоты (доли) предела годовой дозы для разных видов источников так, чтобы сумма квот не превышала пределов доз, указанных в табл. 4.1.

Облучение населения техногенными источниками при их нормальной эксплуатации ограничивается путем обеспечения сохранности источников ионизирующего излучения, контроля технологических процессов и ограничения выброса (сброса) радионуклидов в окружающую среду, другими мероприятиями на стадии проектирования, эксплуатации и прекращения использования источников ионизирующего излучения. При загрязнении территорий радиоактивными веществами, критерии вмешательства даны в следующей главе.

На основании значений ПГП через органы пищеварения и квот предела дозы может быть рассчитана для конкретных условий допустимая удельная активность основных пищевых продуктов с учетом распределения по компонентам рациона и в питьевой воде,

атакже с учетом поступления радионуклида через органы дыхания

ивнешнего облучения. Полный перечень радионуклидов приводится в «Нормах радиационной безопасности» (прил. П-2).

89

4.4. Ограничение облучения населения природными источниками

Допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников ионизирующего излучения, для населения не устанавливается. Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников.

Доза космического излучения не ограничивает возможность проживания в данной местности, но она должна учитываться при подсчете дозы, обусловленной всеми источниками ионизирующего излучения.

При проектировании новых зданий жилищного и общественного назначения должно быть предусмотрено, чтобы мощность дозы гамма-излучения не превышала мощности дозы на открытой местности (радиационный фон местности) более чем на 0,2 мкЗв/ч.

Облучение населения в жилых помещениях происходит за счет поступления радона в воздух. Среднегодовая равновесная эквивалентная объемная активность изотопов радона не должна превышать 200 Бк/м3. При значениях среднегодовой эквивалентной объемной активности более 200 Бк/м3 должны проводиться защитные мероприятия по снижению поступления радона в воздух помещений и улучшению вентиляции помещений.

Удельная эффективная активность Аэфф естественных радионуклидов в строительных материалах, добываемых на их месторождениях (щебень, гравий, песок, бутовый и пилонный камень, цементное и кирпичное сырье и пр.) или являющихся побочным продуктом промышленности, а также отходы промышленного производства, используемые для изготовления строительных материалов (золы, шлаки и пр.), не должна превышать:

–для материалов, используемых во вновь строящихся жилых

иобщественных зданиях (I класс), Аэфф ≤ 370 Бк/кг;

–для материалов, используемых в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений

(II класс), Аэфф ≤ 740 Бк/кг;

– для материалов, используемых в дорожном строительстве вне населенных пунктов (III класс), Аэфф ≤ 1,5 кБк/кг.

90