У радіобіологічних експериментах на клітинному і молекулярному рівнях показана можливість навіть одиничних актів іонізації викликати порушення деяких спадкових механізмів. Крім того, не можна виключити можливість виникнення порушень у клітинних структурах при малих дозах опромінення і соматико-стохастичних і генетичних ефектів, обумовлених цими порушеннями. При відсутності прямих доказів впливу опромінення в малих дозах або, навпаки, нешкідливості такого опромінення і з урахуванням необхідності обережного, гуманного підходу до нормування радіаційного впливу при виробленні норм радіаційної безпеки, була запропонована гіпотеза про відсутність порога для стохастичних ефектів опромінення і про лінійної залежності між дозою і ефектом в області малих доз. Ця гіпотеза у вигляді офіційної концепції прийнята Міжнародним комітетом з радіаційного захисту МКРЗ і Науковим комітетом з дії атомної радіації ООН (НКДАР ООН) за основу при оцінці та прогнозуванні збитку від використання іонізуючого випромінювання та для здійснення практичних розробок в галузі радіаційного захисту. Найчастіше цю гіпотезу називають концепцією безпорогової лінійної залежності доза-ефект.
Відповідні коефіцієнти лінійного зв'язку між дозою опромінення і різними стохастичними (випадковими) ефектами встановлюють на основі відомих даних про випадки смерті в результаті виникнення злоякісних пухлин і генетичних дефектів у перших двох поколіннях потомства опромінених осіб при великих дозах. Як правило, ці коефіцієнти відображають у очікуване число випадків n смерті від злоякісних пухлин і генетичних дефектів, віднесені до колективної дози 104 чол. Зв. Крім того, при оцінках впливу випромінювання часто використовують коефіцієнт ризику r, рівний середній індивідуальній ймовірності смерті в результаті опромінення, віднесеної до дози 1 Зв. Між коефіцієнтом ризику r і очікуваним числом випадків n смерті існує простий зв'язок:
n = r • 104
Тут r = Зв-1; n = число случаев/104 чол. Зв.
У Табл. 10 наведені значення коефіцієнтів індивідуального ризику виникнення смертельного захворювання злоякісними пухлинами або спадкових дефектів в результаті опромінення тіла або окремих органів дозою 1Зв, прийняті МКРЗ в 1977 і 1990 рр..
Табл. 10. Коефіцієнти ризику, прийняті МКРЗ в 1990
Орган або тканина
Смертельний ризик, 2•10-2, Зв-1
МКРЗ, 1990г
Сечовий міхур
0,30
Кістковий мозок
0,50
Поверхня кістки
0,05
Грудні залози
0,20
Товста кишка
0,85
Печінка
0,15
Легені
0,85
Стравохід
0,30
Яєчники
0,10
Шкіра
0,02
Шлунок
1,10
Щитовидна залоза
0,08
РАЗОМ
0,50
Спадкові дефекти
1,00*
* У всіх поколіннях
Ризик захворювання смертельним раком при опроміненні всього тіла становить 5•10-2 Зв-1 для популяції, що включає людей різного віку.
Якщо відома отримана доза, Е, ризик виникнення смертельного захворювання в подальшому житті людини, становить R= 5•10-2•E
Що стосується спадкових дефектів, то МКРЗ рекомендує використовувати величину 1•10-2 Зв-1 для популяції будь-якого віку і 0,6•10-2 Зв-1 для працюючих, оскільки є відмінності у віковому розподілі. На основі цих даних МКРЗ рекомендовано встановити для професійного опромінення усередненних за п'ять років дозову прогалину в 20 мЗв/рік , для окремих осіб з населення – 1мЗв/год. Методики МКРЗ дозволяє за певною процедурою визначати і ризик не смертельних онкологічних захворювань.
Слід віддавати собі звіт в тому, що при опроміненні малими дозами невеликих контингентів людей існуючий ризик появи ефектів нікчемний, а виявлення таких ефектів на тлі спонтанної захворюваності нереально. У біології ймовірність прояву ефекту менше 0,05 вважається незначущим. Звідси можна розрахувати колективну дозу, при якій з імовірністю не менше 95% не виникає жодного додаткового випадку раку. Таку колективну дозу при бажанні можна назвати умовним порогом колективної дози. Це дозволяє в зазначеному сенсі говорити про умовний поріг колективної дози, обов'язково із зазначенням ймовірності прояву ефекту.
Табл.11. Реакція організму людини на інтенсивне одноразове опромінення
Результати хвороби
Одужання через 1-2 міс., Повне відновлення складу крові - через 2-4 міс.
Одужання через 2-3 місяці, відновлення крові через 3-5міс. В результаті ускладнень може бути смертельний результат
Одужання можливо при своєчасному лікуванні через 5-10місяців. При ускладненнях смерть настає через 10-35 діб
Смерть через 5-10 діб
Розпал хвороби
Стан задовільний. Слабкість, головний біль, нудота.
Тривалість 2-3 тижні. Загальна слабкість, безсоння, підвищення температури до 380С, шкірні кровотечі, інфекційні ускладнення
Тривалість 2-3 тижні. Стан важкий, озноб, температура до 400С, крововиливи і кровотечі, виснаження, інфекційні септичні ускладнення
Посилення первинних реакцій, непрохідність кишечника, перитоніт, порушення водно-сольового обміну
Прихований період
Тривалість 3-5 тижнів. Стан цілком задовільний
Тривалість 2-3 тижні. Стан задовільний, але відзначається слабкість, безсоння
Тривалість до 10 діб. Слабкість, безсоння, головний біль
Немає
Первинна реакція
Тривалість 1-3 дні. Слабкість, головний біль, нудота, блювота
Те ж; емоційне збудження, що переходить у депресію
Тривалість 2-4 доби. Через 10-60 хвилин багаторазове нестримне блювання протягом 4-8год, різка слабкість, спрага, розлад шлунку, підвищення температури 39oС.
Через 10-15 хвилин нестримне блювання протягом 5-6 годин, затемнення свідомості, пронос, висока температура