ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Оказалось полезным иметь несколько вспомогательных дозиметрических величин. После поступления в организм радиоактивного вещества оно в течение некоторого времени формирует с изменяющейся мощностью эквивалентную дозу в тканях тела. Временной интеграл мощности эквивалентной дозы называется полувековой эквивалентной дозой (committed equivalent dose) H_T(ф), где τ – время интегрирования (в годах) вслед за поступлением. Если т не указано, то подразумевается, что оно составляет 50 лет для взрослых и от поступления до возраста 70 лет для детей. Аналогичным образом определяется и полувековая эффективная доза E (ф) (committed effective dose). Когда Комиссия упоминает эквивалентную или эффективную дозу, накопленную за данный период времени, подразумевается, что включены все полувековые дозы от поступлений, произошедших за этот период.

Все упомянутые выше дозиметрические величины относятся к облучению отдельного человека. Комиссия использует и другие величины, связанные с облучением групп или популяцией людей. Эти величины учитывают численность населения, подвергшегося облучению от источника путем умножения средней дозы по облученной источником группе людей на число лиц в этой группе. Хаки ми величинами являются коллективная эквивалентная дозы S_T, относящаяся к определенному органу или ткани, и коллективная эффективная доза S. При вовлечении нескольких групп полная коллективная доза представляет сумму коллективных доз для каждой группы. Единицей измерения этих коллективных величин является человеко-зиверт. Можно считать, что коллективные величины представляют общие последствия облучения населения или группы, но такое их применение должно быть ограничено случаями, когда последствия действительно пропорциональны дозиметрической величине и численности облученного населения и когда имеются соответствующие коэффициенты вероятности. При необходимости различить коллективную дозу и дозу у отдельного человека последнюю называют индивидуальной дозой.

Коллективная эффективная доза, создаваемая присутствием радиоактивных веществ в окружающей среде, может накапливаться в течение длительного периода времени, охватывающего последующие поколения людей. Ожидаемая в данной ситуации полная коллективная доза равна интегралу за весь период времени от мощности коллективной эффективной дозы, создаваемой или ожидаемой при единичном выбросе (или в случае продолжительной работы за единичный период деятельности). Если интегрирование проводится не по бесконечному периоду времени, то величину представляют в виде усеченной в определенный момент времени. Если диапазоны индивидуальной дозы или времени велики, то может оказаться полезным разделить коллективные дозы на части, охватывающие более ограниченные диапазоны дозы и времени. При рассмотрении последствий единичного периода практической деятельности иногда удобно различать уже полученную коллективную эффективную дозу и коллективную эффективную дозу, ожидаемую за все время.

Ожидаемая доза (dose committment) H_c,T или Е_с – это расчетная величина. Она может относится как к критической группе, так и ко всему населению земного шара. Она определяется как интеграл до бесконечности от мощности дозы на душу населения (per caput dose rate) ( или ), связанной с определенным событием, например единичной практической деятельностью (за год, месяц и т. д.):

или

В случае неограниченной во времени практической деятельности с постоянной мощностью максимальная годовая мощность дозы на душу населения ( или ) в будущем для конкретного населения будет равна ожидаемой дозе за год практической деятельности независимо от изменения численности населения. Если практическая деятельность продолжается лишь в течение периода времени т, то максимальная будущая годовая доза на душу населения будет равна соответ­ствующей усеченной ожидаемой дозе, а именно:

или

Система дозиметрических величин формируется как результат развития радиобиологии, дозиметрии и радиационной безопасности. Критерии безопасности в значительной степени определяются обществом, поэтому в разных странах сформировались и различные системы дозиметрических величин. Важную роль в унификации этих систем играет Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) – независимая организация, объединяющая экспертов в области биологического действия излучения, дозиметрии и радиационной безопасности. Под влиянием регулярно публикуемых Рекомендаций МКРЗ сформировалась современная система дозиметрических величин, включающая:

–– физические величины, являющиеся мерой воздействия ионизирующего излучения на вещество;

–– нормируемые величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия излучения на человека;

–– операционные величины, являющиеся непосредственно определяемыми в измерениях величинами, предназначенными для оценки нормируемых величин при радиационном контроле.

Распространенными дозиметрическими величинами являются доза излучения (поглощенная доза), экспозиционная доза, флюенс, плотность потока частиц, линейная передача энергии, эквивалентная доза облучения органа или ткани, коэффициент качества излучения, относительная биологическая эффективность, взвешивающий коэффициент для излучения, эффективная доза, взвешивающие коэффициенты для тканей и органов, эквивалент дозы.

4.6.2. НОРМИРУЕМЫЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Научной основой радиационной безопасности служат многолетние эпидемиологические исследования групп облученных людей. Цель таких исследований – выявление закономерностей действия ионизирующего излучения в области малых доз, характерных для условий нормальной эксплуатации источников излучения. Наибольший вклад в развитие радиационной безопасности внесли результаты изучения радиационных эффектов у жертв военного применения атомного оружия, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки. По мере изучения биологических эффектов излучения и становления ядерной науки и техники, развивались концепции нормирования – от концепции эквивалента дозы через эффективный эквивалент дозы к современной концепции эффективной дозы.

В конце 80-х концепция обеспечения радиационной безопасности получила современное представление в виде Рекомендаций МКРЗ 1990 года, которыми была предложена концепция «эффективной эквивалентной дозы». Эта концепция является результатом последовательного развития представлений о биологическом действии ионизирующего излучения и поиска меры воздействия ионизирующего излучения, отвечающей целям радиационной безопасности. Использование эффективной дозы позволяет перейти от характеристик поля ионизирующего излучения к социально обусловленной мере воздействия излучения на человека - ущербу, использование которого создает условия для приведения к единому стоимостному знаменателю вреда, затраты и выгоды от использования источников ионизирующего излучения. Согласно МКРЗ ущерб – «сложное понятие, сочетающее вероятность, степень тяжести эффекта и время его проявления», величину которого можно выразить в числе лет полноценной жизни, потерянных в результате преждевременного заболевания или смерти, вызванных воздействием ионизирующего излучения. При определении ущерба учитываются:

1) вероятности преждевременной смерти в результате реализации смертельного рака за все время ожидаемой жизни или тяжелого генетического нарушения, которое приводит к преждевременной гибели потомков облученных лиц в первых двух поколениях;

2) вклад в ущерб от несмертельных (излечиваемых) случаев рака, как реализации стохастических эффектов облучения;

3) продолжительность потерянных лет жизни в результате реализации тех или иных стохастических эффектов.

Облучение вызывает эффекты двух классов: стохастические и детерминированные (нестохастические). К стохастическим эффектам, реализация которых имеет вероятностный характер, относят радиогенные раки (злокачественные опухоли и лейкозы) и тяжелые наследственные болезни. Все остальные эффекты, как правило, относят к классу детерминированных (нестохастических). Вероятность реализации воздействия излучения в виде того или иного эффекта зависит от дозы облучения и времени, прошедшего после облучения. Для целей радиационной безопасности, как правило, рассматривается вероятность, отнесенная ко всей ожидаемой продолжительности жизни человека -т.н. пожизненная вероятность. Пожизненную вероятность эффектов, приводящих к смерти человека, обычно называют вероятностью преждевременной смерти. Дозовая зависимость пожизненной вероятности для детерминированных эффектов имеет в области больших доз порог, ниже которого проявление эффекта практически невозможно. При превышении порога эта вероятность быстро приближается к единице. Для пожизненной вероятности реализации стохастических эффектов принята линейная зависимость от дозы.

Величина ущерба равна произведению пожизненной вероятности смерти от радиогенного рака на среднее число лет, которые в результате могут быть потеряны. Последняя величина не зависит от дозы облучения и лежит в строго ограниченных пределах (10-30 лет) в зависимости от того, какой орган облучен. Вероятность преждевременной смерти в результате реализации стохастических эффектов зависит от того, какой орган облучен, от эквивалентной дозы в органе, от возраста человека в момент облучения. Для населения в целом эта вероятность равна 6∙10^-2 при равномерном облучении всего тела с эквивалентной дозой 1 Зв. Облучение отдельного человека приводит к редким событиям, имеющим дискретный спектр размеров, поэтому применение эффективной дозы для оценки индивидуального ущерба практически бесполезно, поскольку неопределенности таких оценок для конкретного человека громадны.

Эффективную дозу целесообразно использовать для прогнозной оценки пожизненного ущерба при облучении больших групп людей. Необходимо подчеркнуть, что МКРЗ в определении меры пожизненного радиологического ущерба оставляет за рамками рассмотрения вероятность реализации этого ущерба в течение оставшейся после облучения человеческой жизни. Человеческая смерть есть уникальная реализация одного из множества пожизненных рисков различной природы: риска умереть от сердечно-сосудистого заболевания; в результате аварии на транспорте; стихийного бедствия и т.д. Радиологический пожизненный риск преждевременной смерти является только одним из элементов этого множества. Таким образом, эффективную дозу следует рассматривать как меру радиологического ущерба, не рассматривая возможность реализации этого ущерба в виде возникновения у облученного какого-то заболевания в оставшийся период жизни. Дозиметрической величиной, предназначенной для оценки радиологического ущерба в области облучения с малыми дозами, является коллективная эффективная доза S, равная для коллектива из N человек сумме индивидуальных эффективных доз Е,..., E. Единица эффективной коллективной дозы - человеко-зиверт (чел.-Зв). В области малых доз облучению с эффективной коллективной дозой 1 чел-Зв. соответствует ущерб, равный потере 1 чел-года полноценной «коллективной» жизни облученного коллектива. Абсолютное значение коллективной дозы подобно сумме температур больных в какой-нибудь больнице и не несет полезной информации. Коллективную дозу следует использовать для сравнения последствий облучения разных групп людей при анализе соотношения «затраты - выгода». За пределами области облучений с ма­лыми дозами, в случае, когда эффективная доза, полученная в течении года, превышает 200 мЗв, коллективную дозу применять для оценки потенциальных последствий облучения не следует. В этом случае нужно использовать более общий подход, основанный на концепции риска, как это сделано в НРБ-2000.

Поиск по сайту: