Эффекты ионизирующего излучения.

Для целей радиационной защиты и безопасности рассматривают так называемые "тяжелые" эффекты излучения (severe health effects), развитие которых может привести к преждевременной смерти или существенному сокращению периода "нормальной жизни [6, 7]. Такие эффекты делятся на две категории:

1. Детерминированные эффекты излучения, для которых связь между дозой облучения и развитием эффекта более или менее однозначна, то есть, детерминирована;

2. Стохастические эффекты излучения, для которых такая связь носит вероятностный - стохастический характер.

К категории стохастических эффектов относят раковые и наследуемые заболевания (генетические эффекты). Облучение вызывает повышение вероятности возникновения таких заболеваний, которые спонтанно возникают без всякого облучения и с той или иной частотой наблюдаются в больших группах людей. При этом радиогенные заболевания неотличимы от спонтанных, что чрезвычайно затрудняет определение связи между развившимся заболеванием и облучением. За более чем столетний период наблюдения не было доказано возникновение радиогенных наследуемых заболеваний у человека, хотя различные генетические эффекты наблюдаются в радиобиологических экспериментах на животных. До сих пор не удается обнаружить радиогенные раки при низких дозах облучения. Признано, что современные методы позволяют установить проявление радиогенных раков лишь для доз равномерного облучения всего тела более 200 мЗв в год [19]. В зависимости от того, может ли быть установлена причинная связь между облучением и их возникновением в облученной популяции или нет, выделяют две подкатегории этих эффектов:

- категорию регистрируемых радиогенных раков;

- категорию не обнаруживаемых стохастических эффектов излучения (радиогенные раки и генетические эффекты).

Развитие тяжелых эффектов излучения характерно для вполне определенных уровней и условий облучения. Зависимость риска (вероятности) преждевременной смерти от развития любого эффекта, вызванного воздействием радиации, от поглощенной дозы равномерного облучения всего тела фотонами представлена кривой (1) на рис. 1. Цифра I обозначает здесь область больших доз, где основной причиной преждевременной смерти являются детерминированные эффекты, которые развиваются в короткие сроки после облучения. Области, где тяжелое заболевание или преждевременная смерть могут быть обусловлены развитием стохастических эффектов излучения, обозначены цифрами II (область регистрируемых раков) и III (область не обнаруживаемых стохастических эффектов). Стохастические эффекты характеризует скрытое (без видимых симптомов) развитие в течение латентного периода с длительностью, сравнимой с продолжительностью жизни человека. Границы областей размыты в силу вероятностной природы развития эффектов излучения и их конкуренции как причин преждевременной смерти или тяжелого заболевания. Положение дозовых границ зависит от радиочувствительности органа, облучение которого может привести к развитию заболеваний, частоте спонтанных раков, связанных с рассматриваемым органом и других факторов, влияющих на радиочувствительность ткани [6, 7].

Представленная на рис. 1 зависимость (1) является суммой вероятности преждевременной смерти вследствие развития радиогенного рака (кривая 3) и детерминирован ных эффектов излучения (кривая 2). В областях I и II эти зависимости опираются на существующие наблюдения за развитием радиогенных заболеваний у человека. В области III такие наблюдения отсутствуют и вид зависимости "доза-эффект" в этой области малых доз неизвестен. С развитием радиационной безопасности необходимость иметь такую зависимость стала очевидной, и в 1977 году МКРЗ предложила принять такую зависимость, основываясь на здравом смысле. Согласно МКРЗ, в области малых доз зависимость "доза-эффект" представляет простую пропорциональность между дозой и риском, опирающаяся на "Линейную беспороговую" (LNT - от "Linear Non-Threshold" -"Линейная беспороговая") гипотезу развития стохастических эффектов излучения. Впервые эта гипотеза была сформулирована в § 27 Рекомендаций МКРЗ 1977 года [10]:

"Зависимость между дозой, полученной индивидуумом, и любым биологическим эффектом, вызванным облучением, весьма сложна и требует дальнейшего исследования. Для целей радиационной защиты необходимо сделать некоторые допущения. Одним из основных допущений является то, что для стохастических эффектов принята линейная беспороговая зависимость между дозой и вероятностью возникновения эффекта при обычных условиях облучения".

LNT-гипотеза развития радиогенных стохастических эффектов постулирует, что эти эффекты могут возникать при любых уровнях облучения с вероятностью, пропорциональной дозе (область LNT на рис. 1). Более детальное описание LNT-гипотезы можно найти в [28].