Занимательная радиация
Шрифт:
9. Булдаков Л. А., Калистратова В. С. Радиоактивное излучение и здоровье. – М.: Информ-Атом, 2003. – 165 с.
10. Ядерная индустрия России / Под ред. А. М. Петросьянца и др. – М.: Энергоатомиздат, 1999. – 1040 с
11. Огородников Б. И. Икар, сохранивший крылья. – Энергия, 1997, №37. – С. 41—50.
Миф шестой:
если облучённый
не погиб от лучевой болезни, то обязательно умрёт от рака
Как вы думаете, на сколько лет раньше умирают выжившие после атомной бомбардировке Хиросимы и Нагасаки, в сравнении с необлучёнными японцами? В среднем эти люди – в Японии их называют хибакуси –
Нам важно понять: вовсе не все облучённые умирают от рака. И даже не большинство – но лишь небольшая часть. Спустя пятьдесят лет после Хиросимы и Нагасаки из 86000 хибакуси в живых оставалась половина! А всего от рака, вызванного радиацией, умерло менее пятисот человек [1].
Но опасения по поводу онкологических заболеваний основаны на реальных фактах. И в первую очередь – на результатах наблюдений американских медиков именно за хибакуси. Особенно – за теми, кто получил дозу более 0,5—1 Зв, но не умер от лучевой болезни. Так вот, в 1950-х годах была замечена одна особенность, касающаяся их здоровья. Выяснилось, что люди из этой большой группы населения (медики используют выражения популяция или когорта) стали чаще болеть и умирать – сначала от лейкозов (рак крови, иначе – лейкемия, или белокровие), а позднее – от других форм онкологических заболеваний.
Причём зависимость оказалась чёткая: чем ближе находились люди к эпицентру взрыва, тем чаще в этой группе болели раком. Медики рассчитали примерные дозы, которые получили хибакуси, и прикинули, как эти дозы влияют на смертность от рака. Для этого построили график. По оси абсцисс отложили дозу, а по оси ординат – число смертельных злокачественных опухолей, пересчитанных на 100 тысяч облученных. Причём в расчёт брали только число дополнительных, избыточных случаев. Те, что наблюдались сверх обычного (так называемого спонтанного) уровня онкологической смертности. Результаты исследований показаны на рис. 6.1 (такую зависимость медики называют «Доза-эффект»).
Рис. 6.1. Зависимость «доза – эффект»
Что же мы видим?
Первое. Частота избыточных случаев смертельного рака в области больших и средних доз (точнее – от 0,2 Зв и выше) выражается прямой линией.
Второе. Если нашу линию мысленно продолжить в область малых доз, она попадёт прямо в нулевую точку; такая зависимость называется линейной (хотя правильней было бы – прямой пропорцией).
Третье. Риск смерти от рака, вызванного радиацией, составляет 0,1 (или 10%) на 1 Зв (для малых доз сегодня принята цифра в два раза ниже – 5%, но пока не будем заморачиваться). Что это означает? Например, если дозой 1 Зв облучаются 100 человек, рак ожидается у 10 из них. Много это или мало? Смотря с чем сравнивать. Например, курение повышает такой риск куда сильнее: не на 10 процентов, а в 2—3 раза.
Всё это выяснили уже в 50-е годы прошлого века. Но наука – радиобиология, радиационная медицина и т. д. – на месте не стоит, и к настоящему времени мы узнали много нового. Что же именно?
Во-первых. Оказалось, риск смерти от радиационного рака зависит не только от величины дозы, но и от возраста (максимальный – у детей) и пола.
Во-вторых. Канцерогенная опасность радиации зависит от того, облучается всё тело или же отдельные органы и ткани. Как вы считаете, что хуже: получить 1 Зв на весь организм или, к примеру, только на ноги? Понятно, что полное облучение опаснее. Но в реальных условиях облучение часто бывает неравномерным. Например, внешнее бета-облучение воздействует главным образом на кожные покровы. А при попадании радионуклидов внутрь организма воздействию могут подвергаться отдельные органы и ткани.
Что интересно, такие важные органы, как головной мозг, почки, тонкий кишечник, способны выдержать высокие дозы облучения. А вот мужские семенники (гонады), костный мозг, лёгкие очень уязвимы к облучению; как выражаются медики, эти органы обладают высокой радиочувствительностью. Как же оценить и сравнить между собой возможный риск онкологических заболеваний при облучении разных органов и тканей?
Для этой цели используют понятие эффективной эквивалентной дозы, или просто – эффективной дозы (единица измерения – по-прежнему зиверт). Такая доза учитывает радиочувствительность разных органов и тканей, а также всего тела человека.
Радиочувствительность выражается взвешивающим коэффициентом для данного органа или ткани (таблица 6.1).
Эффективная доза представляет собой произведение эквивалентной дозы в органе или ткани на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:
Эквивалентная доза x Коэффициент = Эффективная доза
Например, при получении эквивалентной дозы на лёгкие (скажем, за счёт вдыхания радиоактивного радона), равной 100 мЗв, эффективная доза будет равна:
100 x 0,12 = 12 мЗв.
Это означает, что риск смерти от радиационного рака при облучении лёгких примерно в восемь раз меньше, чем при облучении той же дозой всего тела.
Если же облучению подвергается весь организм, а не отдельный орган (органы), то значение эффективной дозы будет совпадать со значением эквивалентной дозы: ведь сумма всех приведенных в таблице 6.1 взвешивающих коэффициентов равна единице.
В-третьих. Важно оценить последствия облучения не только для конкретного человека. Одно дело, когда облучаются десять человек – и совсем другое, если десятки тысяч (Хиросима, Нагасаки) или миллионы (Чернобыль). Масштабы облучения учитывает так называемая коллективная доза. Она представляет собой сумму индивидуальных доз в группе облучённых людей и выражается в человеко-зивертах (чел.-Зв).
Чтобы не запутаться в разных видах доз, взгляните на рис. 6.2 [3].
Сравним два разных случая облучения:
– 10 тысяч человек облучаются дозой 1 Зв каждый;
– 20 тысяч человек облучаются дозой 0,5 Зв каждый.
Для конкретного облученного вероятность смерти от рака будет тем выше, чем больше полученная им индивидуальная доза: в первой группе находиться опаснее.
А теперь рассчитаем коллективную дозу для каждой из этих групп. Поскольку внутри каждой группы индивидуальные дозы одинаковы, коллективная доза будет представлять произведение индивидуальной дозы на количество облученных. В наших группах коллективные дозы оказались одинаковы и равны 10 000 чел.-Зв: