Александр Константинов - Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски

Причём зависимость оказалась чёткой: чем ближе находились люди к эпицентру взрыва, тем чаще в этой группе болели раком. Американцы 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, – тех, что наблюдались сверх обычного (так называемого спонтанного ) уровня онкологической смертности. Результаты исследований показаны на рис. 6.1, это называется зависимостью «Доза-эффект» .

Рис. 6.1 Зависимость «Доза – эффект»

Что же мы видим?

Первое. Частота избыточных случаев смертельного рака в области больших и средних доз, 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 два-три раза.

Всё это стало ясно уже в 1950-е годы. Но наука – радиобиология, радиационная медицина, – на месте не стоит, и к настоящему времени узнали много нового. Что же именно?

Во-первых, оказалось, что 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 кожу. 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. Иными словами, 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: эффективная эквивалентная доза , или просто – эффективная доза (измеряют её по-прежнему в зивертах ). 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).

Таблица 6.1 Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы [2]

Эффективная доза представляет собой произведение эквивалентной дозы в органе или ткани на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:

Эквивалентная доза × коэффициент = эффективная доза

Например, в случае эквивалентной дозы на лёгкие (скажем, за счёт вдыхания радиоактивного радона), равной 100 мЗв, эффективная доза будет равна:

100 × 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 дозойвсего тела.

Если же облучению подвергается весь организм, а не отдельный орган (или несколько органов), значение эффективной дозы совпадёт 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, – 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].

Рис. 6.2 Дозовые величины, используемые в радиационной гигиене [3]

Сравним два разных случая облучения:

– 10 тысяч человек облучаются дозой 1 Зв каждый;

– 20 тысяч человек облучаются дозой 0,5 Зв каждый.

Для конкретногооблученного вероятность смерти от рака тем выше, чем больше полученная им индивидуальная доза. Ясно, что 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:

10 000 чел. × 1 Зв = 10000 чел. – Зв;

20 000 чел. × 0,5 Зв = 10000 чел. – Зв.

Это означает, что число дополнительных смертей от рака на протяжении всей жизни в обеих группах будет одинаково (около тысячи). Но такие серьёзные дозы даже у хибакуси встречались нечасто, средняя доза была 200 мЗв.

На самом деле подобные расчёты куда сложнее. Их результаты зависят ещё и от возраста облучённых (особый разговор – о детях), и от формы онкологических заболеваний (лейкозы отличны от других раков) и т. п. Желающие разобраться детальнее могут обратиться к учебнику по радиационной гигиене [4].

В-четвёртых, в отличие от лучевой болезни, для случаев радиационной онкологии нельзя предсказать, кто именно из облучённых пострадает от рака.

Да, именно так. Это для ОЛБ всё просто: при дозе больше 1 Зв человек неизбежно заболеет, и чем больше доза, тем болезнь тяжелее. А для раковых заболеваний с ростом дозы увеличивается не тяжесть, а частотазаболеваний. Рак может возникнуть, а может и не возникнуть. Рассуждение же типа: доза 2 Зв даёт рак, а 0,5 Зв – «маленький рачок» – ошибочное.