А.А. Абрамов, Г.А. Бадун - Методическое руководство к курсу Основы радиохимии и радиоэкологии (1133870), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Эта авария в очередной раз подтвердила, чтоядерная энергетика требует очень продуманного подхода и учета самых разныхдаже маловероятных факторов, влияющих на безопасность работы ввидутяжелых последствий в случае наступления чрезвычайных ситуаций.Загрязнение окружающей среды радионуклидами происходит и припроизводственной деятельности, не имеющей отношения к использованиюрадиоактивных материалов.
Например, с добычей угля, нефти, газа,минеральных удобрений, строительных материалов извлекаются также иестественные радионуклиды, которые присутствуют в них в небольшихколичествах. Однако масштабность этих производств дает значительныеколичествадобываемыхрадионуклидов.Например,концентрациярадионуклидов уранового ряда в фосфорсодержащих удобрения меняется впределах от 70 до 2400 Бк/кг. Мировое производство фосфорных удобренийсоставляет сейчас около 2 108 т/год. Это означает, что ежегодно для подкормкирастений используется от десятков до сотен ТБк радионуклидов, входящих всемейство238U.
Эти радионуклиды включаются в пищевые цепочки и могутпоступать в организм человека.Вторым мощным «источником» природных радионуклидов являетсяработа тепловых электростанций. Сжигаемый уголь содержит естественныерадионуклиды 40К 235U и 238U в равновесии с их продуктами распада. Известно,что 1 тонна угля содержит в среднем 3,6 г урана. Добыча и потребление угля наЗемле насчитывает миллиарды тон в год (в 2005 г потребление угля составило877,57 109 тонн).
Это означает, что ежегодно в распоряжение человека вместе суглем поступает уран с радиоактивностью 0,34 ПБк.Дажеэкологическичистыенапервыйвзглядэлектростанции «извлекают» из Земли попутно 0,4 ГБк222геотермальныеRa при выработке 1МВт электроэнергии. Таким образом, атомная энергетика при ее нормальномфункционированииявляетсянамногоболеебезопаснымспособомпроизводства электроэнергии, так как тепловые электростанции не тольковыбрасывают громадные количества углекислого газа в атмосферу, создаваяпредпосылки к потеплению Земли за счет парникового эффекта, но изагрязняют окружающую средурадионуклидами, добытыми вместе сгорючими ископаемыми.4.4.
Облучение человека и риск неблагоприятных последствийКак уже неоднократно подчеркивалось, любой человек ежедневно подвергаетсядействию ионизирующих излучений. В предыдущих главах этой книгирассмотрены основные источники этого излучения. Рассмотрим среднегодовыеуровни доз, которые получает от них население. Безусловно, уровеньоблучения зависит от того, на какой территории живет человек, в какомжилище и даже от стиля его жизни. Уже сообщалось, что полеты на самолетахприводят к увеличению годовой дозы облучения человека, и для лиц, регулярносовершающихсущественнодлительныевыше.Аперелеты,посещениесуммарнаястоматологагодоваячастодозабудетсопровождаетсяполучением рентгеновских снимков от простых дентальных до трехмерныхизображений с использованием компьютерных томографов.
И это тожеувеличивает дозу облучения человека.В таблице 4.11 приведены основные пределы и средние величины дозоблучения. Учитывая широкие пределы изменчивости, можно принять впервом приближении, что вклады от внешнего космического излучения,внешнего излучения окружающей среды и внутреннего облучения организмаприблизительно одинаковы и в сумме дают около 1 мЗв в год. Больший вклад88вносит внутренне облучение за счет ингаляции изотопов радона и продуктов ихраспада, причем эта величина сильно меняется в зависимости от условийпроживания.Таблица 4.11Оценка эквивалентной годовой дозы, получаемой человеком, мЗв.ИсточникСреднемировая ТипичныйдозадиапазонКосмическое излучение0,380,3-1Гамма-излучение Земли0,480,3-0,6Ингаляции (222Rn, 220Rn ипродукты их распада)1,30.2-10Внутреннее облучение0,240,2-0,8Все природныеисточники2,41-12,4Медицинское облучение0,40-1,6Глобальные выпадения0,005Профессиональноеоблучение0,0005Загрязнение территорий0,002Все искусственныеисточники0,40-1,6Всего2,81-1489Вклад радиоактивных загрязнений территорий от глобальных выпаденийрадионуклидов–последствийиспытанийядерногооружия,атакжедеятельности АЭС - несравненно ниже и не превышает 0,3 % от естественныхисточниковрадиации.Конечно,локальныезагрязнения,связанныестехногенными авариями, являются неприятными исключениями, однакопрактически не влияют на среднюю величину дозы на Земле.Профессиональная деятельность разрешает персоналу категории Аполучать в год до 50 мЗв облучения.
Однако, безусловно, эти предельныевеличины в большинстве случаев не достигаются, а количество работающих срадиоактивностью людей не так невелико, и их вклад в коллективную дозуоблучения всего населения невелик.Уровень облучения населения за счет медицинских процедур сильноразнится и зависит от уровня экономического развития страны.
И здесьнаблюдается любопытная корреляция: чем выше уровень медицинскогообслуживания, тем больше доза получаемого облучения, и тем большепродолжительность жизни населения. Это означает, что контролируемые малыедозы облучения при медицинских обследованиях позволяют выявить многиезаболевания на ранней стадии, и значит, повышает вероятность успешноголечения.Как уже описывалось в разделе 3.3, малые дозы облучения не вызываютдетерминированных отрицательных эффектов, а только повышают вероятностьотдаленныхпоследствий(стохастическиеэффекты).Учитываятообстоятельство, что онкологические заболевания, вызванные облучением,наступают не сразу, практически невозможно достоверно установить причинуэтого заболевания. За весь период наблюдений (уже около 100 лет) необнаружено достоверных доказательств радиогенных причин онкологическихзаболеваний, если доза равномерного облучения всего тела менее 200 мЗв в год.А в этой статистике учтены результаты обследования жертв атомнойбомбардировки в Хиросиме и Нагасаки!90На рис.
4.4 представлена сводная зависимость риска преждевременнойсмерти (детерминированные и стохастические эффекты) от действия γизлучения при равномерном облучении всего тела.PДС312D, ГрРис. 4.4. Зависимость вероятности возникновения смертельныхрадиогеннных эффектов от поглощенной дозы при равномерномоблучении всего тела (сплошная линия). Пунктирные линии односятся: Д–детерминированные эффекты; С – стохастические эффекты. В областиниже 0,2 Гр линии проведены в соответствии с гипотезами 1 – линейнойбеспороговой; 2 – стимулирующего действия малых доз; 3 –сверхсильного влияния малых доз.Примечание. Для стохастических эффектов необходимо использоватьэквивалентные дозы облучения (единица измерения Зв), однако для γ–облучениявсего тела поглощенная и эффективные дозы численно равны, так каквзвешивающие коэффициенты равны единице (см.уравнение 3.2 и таблицу 3.1).91При больших дозах облучения причиной преждевременной смертиявляются детерминированные эффекты, развивающиеся в короткие сроки послеоблучения (лучевая болезнь).
Вероятность гибели близка к единице при дозеоблучения выше 10 Гр. Доза облучения в 1 Гр вызывает острую лучевуюболезнь, но вероятность выздоровления уже близка к единице. В области выше0,2 Гр наблюдается линейная корреляция между дозой облучения ивероятностьюнаступленияонкологическихзаболеванийссуммарнымкоэффициентом 0,05 Гр-1.В области доз менее 0,2 Гр нет достоверных данных о виде зависимости«доза-эффект». Поэтому Международная комиссия по радиационной защите в1977 году предложила продлить линейную зависимость вплоть до самых малыхдоз, то есть была принята за основу линейная беспороговая гипотеза развитиястохастических эффектов излучения (LNT – Linear Non-Threshold).Безусловно,этагипотезаудобнадляразработкинормативныхдокументов, регламентирующих дозы облучения населения.
Но необходимоподчеркнуть, что в области малых доз облучения реакция организма навоздействие может быть совсем иной. Известен общебиологический принципреагирования живого организма на раздражающий фактор: слабая стимуляцияоказывает активизирующее действие, средняя – нормализующее, сильная –ингибирующее, сверхсильная – подавляющее и повреждающее. То есть малыедозы облучения могут быть не вредны, а скорее, наоборот, могут повышатьзащитно-приспособительныесилыорганизма.Впользусуществованиястимулирующего и защитного эффектов малых доз облучения (гермезиса)свидетельствует пониженная заболеваемость лейкемией и среднее увеличениепродолжительности жизни жертв атомной бомбардировки в Японии. Хотя исуществует и другая точка зрения. Именно сверхмалые дозы облучения, как илюбые слабые воздействия, могут оказывать более сильное удельное действиеввиду того, что организм не замечает его и не включает защитные механизмы.Однако последняя гипотеза не имеет достоверных доказательств.92Особо надо выделить действие корпускулярного ионизирующщегоизлучения, прежде всего α-излучения.
Малый пробег в тканях организма ивысокая ионизирующая способность α-частиц приводит к тому, что припопадании внутрь организма α-излучающие радионуклиды могут создаватьлокальные высокие дозы облучения, например изотопы радона и продуктовраспада в легких, если концентрация радона в воздухе высока. Обнаруженакорреляция между содержанием радона в воздухе и вероятностью заболеванияраком легких при концентрации выше 100 Бк/м3 (рис.4.5).Рис. 4.5.
Корреляция между содержанием радона в бытовых помещениях исмертностью от рака легких.Поэтому при проектировании новых зданий жилищного и общественногоназначения должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая эквивалентнаяравновесная объемная активность дочерних продуктов радона и торона ввоздухе помещений не превышала 100 Бк/м3. В эксплуатируемых жилых иобщественных зданиях при значениях объемной активности более 200 Бк/м3должны проводиться защитные мероприятия, направленные на снижениепоступления радона в воздух помещений и улучшение вентиляции помещений.93Необходимо отметить, что курение также сильно увеличивает риск заболеванияи смертность от рака легких. Исследования, проведенные Агентством по охранеокружающей среды США, показали, что вероятность заболевания ракомлегких, вызванное действием радона и продуктов его распада, для курящихлюдей в три раза выше.Сопоставим риски, связанные с различным воздействием ионизирующихизлучений. В таблице 4.12 приведены оценки риска смерти от рака за 70 летпри радиационном воздействии.
Если рассматривать совокупность всех рисков,которымподвергаетсячеловек(вероятностьсмертисоставляетоколо0,01 год-1), то радиационное облучение занимает достаточно скромное место.Даже у лиц, получивших значимые дозы - ликвидаторов последствий аварии наЧернобыльской АЭС, этот риск сравним с риском погибнуть в аварии натранспорте и на порядок меньше, чем риск, которому себя подвергает себякурящий человек.Таблица 4.12Оценки риска смерти от рака за 70 лет при радиационном воздействии.ДозаоблученияДополнительныйриск смертиза 70 лет0,1 Гр0,00150,1 мГр0,000001Профессиональное облучение в течение 30лет50 мЗв/год0,02Естественный радиационный фон в течении70 лет без радона1 мЗв/год0,001Радон с суммой продуктов распада2 мЗв/год0,002Вид воздействияОднократное облучениеОднократный рентген грудной клетки945.
ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ И ИОНИЗИРУЮЩИХИЗЛУЧЕНИЙ В МЕДИЦИНЕИонизирующее излучение и радионуклиды стали использовать на благочеловечества с момента их открытия. Как только Вильгельм Рентгенобнаружил, что коротковолновое электромагнитное излучение обладаетвысокой проникающей способностью, и при прохождении излучения черезткани кисти на фотопластинке формируется изображение костного скелета, этоявление сразу стало применяться для медицинских целей. Открытый Марией иПьером Кюри новый радиоактивный элемент радий также достаточно быстронашел медицинское применение для лечения злокачественных опухолей.В настоящее время создано целое направление – ядерная медицина,которая использует радионуклиды и ионизирующие излучения как длядиагностики заболеваний, так и для терапии.Диагностика с использованием радионуклидов бывает двух видов:- функциональная диагностика in vivo, которая включает однофотоннуюэмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ) и позитрон-эмиссионнуютомографию (ПЭТ);- диагностика in vitro – радиоиммунологический анализ.5.1 Что такое радиофармпрепаратДля диагностики in vivo и терапии используют радиофармпрепараты.Радиофармпрепарат - это химическое вещество, имеющее в своем составерадиоактивную метку, способное включаться в естественный метаболизм приего введении в организм и приготовленное в соответствии с правилами,установленными для медицинских препаратов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
