Оценка коллективных доз и рисков здоровью связанных с проведением массовой флюорографии населения

При коэффициенте качества излучения К = 1, то есть для  рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов, 1 бэр соответствует поглощённой дозе в 1 рад.

1 бэр = 1 рад  = 100 эрг/г = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг = 0,01 Зиверт

Замечание. Зиверт – большая единица дозы: грубо говоря (для биологических объектов) 1 зиверт = 100 рентген, поэтому на практике используются меньшие единицы.

Доза  эффективная (эквивалентная) годовая - сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.

Единица годовой  эффективной дозы - зиверт (Зв).

Доза  эффективная коллективная - мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения; она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица эффективной коллективной дозы - человеко-зиверт (чел.-Зв).

Зиверт - см. доза эквивалентная и эффективная

Коэффициент качества - устаревшее название взвешивающих коэффициентов для отдельных видов излучения.

Мощность  дозы - доза излучения за единицу времени (секунду, минуту, час).

Нормы радиационной безопасности - разрабатываются и утверждаются на основании Закона Республики Казахстан "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" и имеют обязательную силу. В настоящее время действуют Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) СП.2.6.1.758-99.

Период  полувыведения (биологический) Т_б - время, за которое активность нуклида, накопленного в организме (или органе), уменьшается вдвое только вследствие процессов биологического выделения.

Период  полувыведения (эффективный) Т_эф - время, в течение которого активность нуклида в организме или его части уменьшается в 2 раза за счет биологического выведения и радиоактивного распада нуклида:

,

где Т_1/2 и Т_б - период полураспада нуклида (физический) и период полувыведения (биологический).

Распределение радионуклидов в  организме - избирательная повышенная концентрация ряда радионуклидов в отдельных органах организма, обусловленная как химическими свойствами элементов, так и особенностями деятельности органов.

Фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте.

Фон естественный - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения, создаваемая всеми природными источниками ИИ.

Эффекты облучения детерминированные - клинически выявляемые вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше - тяжесть эффекта зависит от дозы.

Эффекты облучения генетические - вызванные облучением генные лучевые повреждения в организме, которые могут привести к изменениям в организме его потомства.

Эффекты облучения канцерогенные - приводящие к возникновению злокачественных опухолей.

Эффекты излучения стохастические - вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы.

Эффекты облучения соматические - изменения в организме самого облученного индивидуума, не передающиеся потомству.

Еще раз напомним, что зиверт (Зв) - единица эквивалентной  и эффективной эквивалентной  доз в системе СИ. 1 Зв равен  эквивалентной дозе, при которой  произведение величины поглощённой дозы в Грэях (в биологической ткани) на коэффициент W будет равно 1 Дж/кг. Иными словами, это такая поглощённая доза, при которой в 1 кг вещества выделяется энергия в 1 Дж. В общем случае:

1 Зв = 1 Гр·W = 1 Дж/кг·W = 100 рад·W = 100 бэр

При W=1 (для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и  позитронов)

1 Зв соответствует  поглощённой дозе в 1 Гр: 1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр.

Пример. Если в каком-либо месте зафиксирован фон (от гамма-излучения) в 25 мкР/час, то за 1 час пребывания в этом месте человек получит эквивалентную дозу (ЭД) в 0,25 мкЗв. За неделю соответственно: ЭД = 25 мкР/час · 168 час = 4200 мкбэр = 0,042 мЗв, а за год: ЭД = 25 мкР/час· 8760 час = 219000 мкбэр = 2,19 мЗв. Но если такая же поглощённая доза будет создана a-излучением (например, при внутреннем облучении), то с учётом коэффициента качества (20) эквивалентная доза за 1 час составит: ЭД = 25 мкР/час ·20 ·1 час = 5 мкЗв, т.е. она будет эквивалентна поглощённой дозе от рентгеновского, гамма-, бета-излучений, в 500 мкрад (5 мкГр).

Следует обратить внимание на резкое несоответствие между  полученной дозой, т. е. выделившейся в  организме энергией, и биологическим  эффектом. Так давно уже стало  очевидно, что одинаковые дозы, полученные человеком от внешнего и от внутреннего облучения, а также дозы, полученные от разных видов ионизирующего излучения, от разных радионуклидов (при попадании их в организм) вызывают разные эффекты! А абсолютно смертельная для человека доза в 1000 рентген в единицах тепловой энергии составляет всего 0,0024 калорий. Это количество тепловой энергии сможет нагреть только на 1^oС около 0,0024 мл воды (0,0024 см³ 0,0024 г), то есть всего 2,4 мг воды. Со стаканом горячего чая мы получаем в тысячи раз больше. Необходимо указывать на какой орган, часть или все тело пришлась данная доза.

Табл.3 Типы доз радиационного облучения.

 

 Для наглядности, в Табл.4 собраны вместе единицы измерения активности и поглощенной дозы.

Табл.4. Единицы активности и дозы

Основные радиологические величины и единицы их соотношения приведены в Табл.5.

Табл.5. Соотношения между различными единицами активности, дозы и мощности дозы.

Рис.1. Коэффициенты радиационного риска.

Количество радиоактивного вещества определяется единицами радиоактивности. Бк (беккерель) - единица СИ, соответствует такому количеству радиоактивного вещества, в котором за 1 с совершается 1 распад. Распространена и внесистемная единица - кюри (Ки). Она равна 3,7 . 10¹⁰ Бк и соответствует активности 1 г ²²⁶Ra.

Имеет смысл  обратить внимание на взаимосвязь относительной биологической эффективности (ОБЭ) с величиной линейной потери энергии (ЛПЭ). Так, было обнаружено, что цитостатический эффект облучения относится к функциональным лучевым реакциям; он зависит от природы излучений, следовательно, от линейной потери энергии (ЛПЭ). В прямой зависимости от величины ЛПЭ находится изменение относительной биологической эффективности. Эти соотношения, очевидно, можно связать с «эффектом насыщения», который наблюдается при радиохимических реакциях. При действии рентгеновых лучей отмечается аналогичное уменьшение выхода некоторых радиохимических реакций по сравнению с воздействием таких видов ионизирующих излучений, как нейтроны, или a-частицы, характеризующиеся высокой плотностью ионизации.

В противоположность  этому при воздействии излучения с очень низкой величиной ЛПЭ (g-излучение, быстрые электроны) появляется зависимость относительной биологической эффективности от величины дозы излучения. Это имеет место также при действии одной частицы, проходящей через радиочувствительные структуры, при сравнении с эффектом многих частиц, производящих меньшую плотность ионизации («аккумуляция попаданий»). Таким образом, при определенных значениях ЛПЭ обнаруживается менее выраженная зависимость максимума цитостатического эффекта от величины дозы излучений.

При воздействии  малых доз излучении наблюдается  угнетение клеточного деления. При  больших дозах клетки окончательно теряют способность к размножению. Временное угнетение митозов  и полная стерильность не могут быть обусловлены единым механизмом, несмотря на то, что оба эти явления на первый взгляд могут показаться вполне родственными.

Величины ОБЭ  могут резко отличаться даже по отношению  к одним и тем же биологическим  объектам, если биологическую эффективность  рассматривать по отношению к различным лучевым реакциям. Относительная биологическая эффективность меняется от объекта к объекту и в некоторых случаях, например, при воздействии на определенные виды клеток в культурах тканей, при малой ЛПЭ существенно зависит от мощности дозы.

2. Предельно допустимые и летальные дозы

В России основными  нормативными документами, регламентирующими  действие ионизирующих излучений на здоровье населения, являются «Нормы радиационной безопасности» НРБ-99 и «Критерии  для принятия решений по ограничению  облучения населения от природных источников ионизирующих излучений» (КПР-96).

Нормы радиационной безопасности распространяются на следующие  виды воздействия ионизирующих излучений  на человека:

• в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников излучения;
• в условиях радиационной аварии;
• от природных источников излучения;
• при медицинском облучении.

Требования норм, а соответственно и санитарных правил, не распространяются на источники излучения, создающие при любых условиях обращения с ними:

• индивидуальную годовую эффективность дозу не более 10 мкЗв;
• индивидуальную годовую эквивалентную дозу в коже не более 50 мЗв и в хрусталике глаза не более 15 мЗв;
• коллективную эффективную годовую дозу не более 1 чел. Зв.

Требования норм так же не распространяются на космическое излучение на поверхности земли и внутреннее облучение человека, создаваемое природным калием - 40, на которые практически не возможно влиять.

Нормами радиационной безопасности устанавливаются основные дозовые пределы и производные  от них контролируемые параметры. К основным дозовым пределам относятся: эффективная доза, эквивалентные дозы облучения хрусталика глаза, кожи, кистей и стоп за год. При оценке доз облучения персонала или населения необходимо учитывать характер облучения: при общем облучении доза сравнивается с эффективной дозой, а при местном облучении - с пределом эквивалентной дозы для облучаемой части тела. Распределение получаемой дозы в течение года не регламентируется, за исключением женщин в возрасте до 45 лет, для которых месячная доза облучения области живота не должна превышать 1 мЗв, а годовое поступление радионуклидов не должно превышать 1/20 предела годового поступления (ПГП) для персонала.

Табл.6. Значения предельно допустимых доз и некоторые официальные данные о последствиях облучения для человека.