Дозовые пределы воздействия ионизирующего излучения на человека

Соматические эффекты облучения разнообразны. Особенности лучевых синдромов определяются дозой облучения, ее распределением в пространстве и времени.

Наиболее часто возникающее при радиационных авариях поражение — острая лучевая болезнь. Она возникает при тотальном однократном внешнем равномерном облучении в дозе 1−10 Гр.

Основные патологические проявления и гибель организма в этом диапазоне доз преимущественно вызваны поражением костного мозга, основное назначение которого — продукция клеток крови: эритроцитов, лимфоцитов, тромбоцитов. Отсутствие или недостаточное количество этих клеток обусловливает основные патологические проявления острой лучевой болезни: инфекционный и геморрагический синдромы, проявляющиеся в возникновении инфекционно воспалительных процессов, кровотечениях и кровоизлияниях различной локализации.

Во всех случаях облучения при дозах, превышающих 1 Гр, развивается так называемая первичная реакция организма. Появляется тошнота, рвота, усиливающиеся после приема жидкости, исчезает аппетит. Иногда ощущается сухость и горечь во рту. Пострадавшие испытывают чувство тяжести в голове, головную боль, общую слабость, сонливость. На участках тела, подвергшихся облучению в дозах 6 -10 Гр, возникает преходящая гиперемия (покраснение), болезненный зуд. Наибольшее диагностическое и прогностическое значение имеет время появления и выраженность тошноты и рвоты. У лиц, наиболее пострадавших, первичная реакция возникала через 0,5 — 3 ч и продолжалась в течение нескольких (3−4) дней. Неблагоприятными в прогностическом отношении признаками, предопределяющими очень тяжелое течение болезни, являются: развитие шокоподобного состояния с падением артериального давления, кратковременная потеря сознания, субфебрильная температура, понос.

В период первичных реакций возникает необходимость в оказании экстренной помощи.

Через 2 — 4 дня симптомы первичной реакции исчезают, и самочувствие больных улучшается или даже нормализуется. Болезнь вступает во вторую стадию, называемую скрытой или латентной, из-за отсутствия клинически видимых признаков болезни.

Ее продолжительность зависит от тяжести поражения (при дозах около 10 Гр она вообще отсутствует).

Спустя 2−4 недели после облучения самочувствие больных резко ухудшается, наступает стадия разгара болезни, с характерными для нее инфекционным и геморрагическими синдромами.

У лечившихся больных она продолжается от одной до трех недель, а затем в случаях с благоприятным исходом наступает четвертая стадия — восстановления. Ее продолжительность 2 — 2,5 месяца [7].

Рассмотренный вариант типичной острой лучевой болезни — не единственный тип острого лучевого поражения. Часто при авариях возникают те или иные типы неравномерного облучения. Последствия для организма неравномерного облучения определяются тем, какой орган или органы подверглись облучению.

Некоторые особенности существуют в действии инкорпорированных радионуклидов, т. е. поступивших в организм. Радиоактивные вещества могут проникать в организм тремя путями: ингаляционным, с вдыхаемым воздухом; через желудочно-кишечный тракт, с пищей и водой; через кожу.

Судьба поступивших в организм радионуклидов зависит от их свойств и химической природы. Существуют три основных типа распределения радионуклидов в организме: скелетный (Са, Sr, Ва, Ra); диффузный, т. е. равномерный (К, Na, H, N, Ро) и избирательный, характерный для йода и некоторых других элементов. Более половины радиойода, попавшего в организм, накапливается в щитовидной железе.

При действии инкорпорированных радиоактивных веществ, распределяющихся равномерно, лучевые поражения протекают легче и имеют более благоприятный исход, чем при однократном общем внешнем облучении в сопоставимых суммарных дозах, так как при инкорпорации радионуклидов процесс облучения обычно растянут во времени, что уменьшает повреждающее действие облучения.

Лучевые поражения радионуклидами, избирательно накапливающимися в той или иной ткани, определяются тем, в какой ткани, органе происходит их накопление. Например, накопление радиойода в щитовидной железе приводит к снижению ее функции, образованию опухолей щитовидной железы как доброкачественных, так и злокачественных.

Радиочувствительность человеческого организма особенно высока во внутриутробном периоде и в детстве.

Облучение в эти периоды с большей вероятностью, чем у взрослых ведет к возникновению лейкозов и злокачественных опухолей.

Облучение в первые недели после зачатия, даже очень небольшими дозами, вызывает грубые физические пороки у будущего ребенка. Облучение хрящевой ткани детей может замедлить и остановить рост костей, приводит к деформациям скелета.

Внутриутробное облучение мозга ведет к рождению детей с тяжелой умственной отсталостью. Облучение мозга ребенка может вызвать изменения в его характере, ослабление памяти, а у очень маленьких детей — глубокое слабоумие.

Одна из весьма характерных особенностей облучения состоит в том, что в весьма отдаленные сроки (через 10 — 20 и более лет после облучения) в организме возникают различные изменения, которые называют отдаленными последствиями облучения.

К ним относятся: сокращение продолжительности жизни; развитие соединительной ткани (фиброзов) в коже, легких, почках и других органах, что приводит к нарушению их функции. Отдаленные последствия — это и нарушение эндокринного равновесия; катаракта, приводящая к слепоте, ослабление иммунитета.

Однако к наиболее тяжелым последствиям облучения, тяжелым и для облученных и для всего общества, следует отнести возникновение злокачественных новообразований у облученных и появление у них потомства с наследственными заболеваниями.

Основным показателем степени потенциальной опасности объектов, при прочих равных условиях, является общее количество радиоактивных веществ, находящихся на каждом из них.

Под ядерно-опасными объектами понимаются объекты, имеющие значительные количества ядерных делящихся материалов. Потенциальная опасность эксплуатации таких объектов заключается в возможности возникновения «критичности» и соответственно самоподдерживающейся цепной реакции. К ним относятся объекты: ядерного топливного цикла (АЭС и другие объекты, имеющие ядерные реакторы, предприятия по переработке ядерного горючего и т. п.), хранилища ядерных боеприпасов и военные объекты, оснащенные ядерным оружием.

К радиационно-опасным объектам относятся предприятия, использующие радиоактивные вещества в небольших количествах и изделия на их основе, не представляющие ядерной опасности.

Главным и наиболее опасным элементом АЭС является ее ядерный реактор. Независимо от принципа устройства и работы различных типов реакторов в них происходит процесс накопления в них продуктов деления с различными периодами полураспада и соответственно активностью, которая может достигать многих миллиардов кюри. Вне активной зоны реактора источниками излучения на АЭС являются главным образом трубопроводы и оборудование контура теплоносителя. Безопасность реактора обеспечивается целым комплексом систем, предназначенных для предупреждения аварий и ограничения их последствий. Различают защитные, локализующие, управляющие и обеспечивающие системы безопасности.

Для обеспечения безопасности населения и окружающей среды в проект АЭС включается ряд независимых друг от друга препятствий на пути ионизирующих излучений от топлива до окружающей среды (барьеров безопасности). Например, на АЭС с водо-водяным энергетическим реактором (ВВЭР) имеется пять таких барьеров: оболочка таблетки ядерного топлива, удерживающая большую часть образующейся активности; герметичные оболочки твэлов, способные противостоять давлению накапливающихся продуктов деления; корпус реактора, изготовленный из стали толщиной несколько десятков миллиметров; бетонная шахта гермопомещения реактора с прослойками из поглощающих материалов; защитный корпус станции. На некоторых атомных станциях дополнительными барьерами служат страховочный корпус и внешний защитный.

В результате ослабления ионизирующих излучений барьерами безопасности облучение населения, проживающего вблизи от АЭС типа ВВЭР, при ее безаварийной работе не превышает 2 мЗв (0,2 бэра) в год (не выше нормального фона) [1,3].

Особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды при авариях на АС с разрушением активной зоны (табл.3.2). При авариях на атомных станциях за пределами санитарно-защитной зоны АС может иметь место только один поражающий фактор (радиоактивное загрязнение окружающей среды). Оно будет иметь определенные особенности, которые необходимо учитывать при выборе способов и средств защиты людей от радиоактивных продуктов выброса при аварии на объектах ядерной энергетики.

Во-первых, при авариях на АС с разрушением реактора процесс деления ядерного топлива после разгерметизации не прекращается, и реактор становится постоянным источником выделения в атмосферу радиоактивных продуктов. Этот процесс продолжается до тех пор, пока реактор не будет изолирован от внешней среды. Во-вторых, загрязнение местности происходит за счет продуктов деления ядерного топлива, большинство из которых имеет относительно большие периоды полураспада, и поэтому оно может продолжаться десятки и сотни лет. В-третьих, при разрушении реактора образуется мощное аэрозольно-газовое облако, состоящее из радиоактивных благородных газов, йода в мелкодисперсном состоянии и частиц различных радионуклидов в «чистом виде», размеры которых очень малы (несколько микрон и менее). Полностью задержать такие мелкодисперсные аэрозоли, а тем более радиоактивные газы, обычными средствам и индивидуальной защиты пока не представляется возможным, что осложняет обеспечение безопасности населения. По той же причине в значительной степени затрудняется дезактивация техники и оборудования, так как радиоактивные элементы диффундируют во все невидимые трещины в конструкциях и деталях.

Важной особенностью радиоактивного загрязнения местности при аварии на АЭС является неоднородность его распределения по площади, «пятнистость», что связано с влиянием на осаждение радиоактивной пыли восходящих и нисходящих воздушных потоков, так как облако движется на высоте в среднем до 300 м, где действуют эти потоки.