Предмет и история радиационной медицины. Радиометрия и её методы. Чернобыльская катастрофа и её последствия

Размещено на http://www.allbest.ru/

МА имени С.И.Георгиевского

Кафедра лучевой диагностики и лучевой терапии

РЕФЕРАТ

на тему: «Предмет и история радиационной медицины. Радиометрия и её методы. Чернобыльская катастрофа и её последствия»

Студент: Жердев А.А.

Преподаватель: асс. к.м.н.

Бобров С.Н.

Симферополь 2015

1. Предмет и история радиационной медицины

Радиационная медицина -- наука, изучающая особенности воздействия ионизирующего излучения на организм человека, принципы лечения лучевых повреждений и профилактики возможных последствий облучения населения. радиационный медицина дозиметрия чернобыльская

Парацельс в 1567 описал заболевание горняков («Шнеебергская легочная болезнь»), которое позднее было идентифицировано как рак легких. Заболевание шахтеров оказалось связанным с воздействием ионизирующих излучений радиоактивного газа радона и короткоживущих продуктов его распада, накапливающихся в воздухе плохо вентилируемых шахт. В конце 19-го века были открыто рентгеновское излучение (1895) и явление радиоактивности (1896). В последующем изучение свойств рентгеновых лучей и излучений радиоактивных элементов проводилось параллельно. В 1896 И.Р.Тарханов опубликовал полученные им в опытах на лягушках и насекомых данные, свидетельствующие об отчетливом действии ионизирующих излучений на центральную нервную систему и на развитие животных. Он писал: «влияние лучей должно распространяться и на обмен веществ в сложных организмах, а отсюда и на ход всех функций». И.Р.Тарханов первый сформулировал идею рентгенотерапии: «Х-лучи могут служить не только для фотографирования и для диагноза, но и для воздействия на организм. И мы не удивимся, если в недалеком будущем лучами этими будут пользоваться с лечебной целью». Скоро лучевая терапия заняла ведущее положение среди методов лечения злокачественных новообразований.

Возникновение радиобиологии обязано трем великим открытиям, увенчавшим окончание предыдущего столетия:

1895 - открытие Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей;

1896 - открытие Анри Беккерелем естественной радиоактивности урана;

1898-открытие четой Кюри - Марией Склодовской и Пьером радиоактивных свойств полония и радия.

Вильгельму Конраду Рентгену ко времени его великого открытия было 50 лет. Он руководил тогда физическим институтом и кафедрой физики Вюрцбургского университета. 8 ноября 1895 Г.Рентген, как обычно, поздно вечером закончил эксперименты в лаборатории. Погасив свет в комнате, он заметил в темноте зеленоватое свечение, исходившее от кристаллов соли, рассыпанных на столе. Оказалось, что он забыл выключить напряжение на катодной трубке, с которой работал в тот день. Свечение немедленно прекращалось, как только отключался ток, и тотчас возникало при его включении. Исследуя загадочное явление, Рентген пришел к гениальному выводу: при прохождении тока через трубку в ней возникает какое-то неизвестное излучение. Именно оно вызывает свечение кристаллов. Не зная природы этого излучения, он назвал его Х-лучами.

Возникшая шумиха и небылицы не могли ослабить интереса к великому открытию. Рентгеновские лучи немедленно стали не только предметом глубокого изучения во всем мире, но и быстро нашли практическое применение. Кроме того, они послужили непосредственным импульсом к обнаружению нового явления - естественной радиоактивности, которое потрясло мир менее чем через полгода после открытия рентгеновских лучей.

Одновременно появились сообщения о патогенных свойствах ионизирующих излучений: в 1896 - о дерматитах у лиц, подвергавшихся частому облучению, а в 1902 - о лучевом раке кожи. Так, в 1895 году помощник Рентгена В. Груббе получил радиационный ожог рук при работе с рентгеновскими лучами, а французский ученый А. Беккерель, открывший радиоактивность, получил сильный ожог кожи от излучения радия. В 1903 Е.С.Лондон обнаружил возникновение летальных исходов у мышей под влиянием воздействия на них ионизирующего излучения, а Г. Хейнеке обнаружил опустошение кроветворной ткани у животных, погибших в результате облучения. В 1907 было уже 7 случаев смерти от ионизирующей радиации

После открытия Рентгена, А. Беккерелю удалось отличить от индуцируемой солнечным светом люминесценции самопроизвольное испускание ураном проникающего излучения.

Десятки исследователей после открытия Рентгена были заняты поиском новых таинственных излучений. Изучение этого явления стало предметом страстных исканий великого польского ученого Марии Склодовской-Кюри, а вскоре - и ее мужа, не менее блестящего французского исследователя Пьера Кюри. 18 июля 1898 года супруги Кюри сообщили об открытии нового радиоактивного элемента - полония названного в честь родины М. Кюри - Польши, а 26 декабря М. Кюри и Ж. Бемон - об открытии второго радиоактивного элемента - радия.

В 40-е -- начале 50-х гг. благодаря быстрому развитию ядерной физики и техники, а также в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды вследствие испытаний ядерного оружия резко возрос интерес к последствиям биологического действия ионизирующих излучений. Именно в эти годы Р. Формируется как самостоятельная область науки. Актуальными для Р. Становятся такие практические задачи, как изыскание различных средств защиты организма от излучений и путей его пострадиационного восстановления от повреждений, прогнозирование опасности для человечества повышающегося уровня радиации окружающей среды, изыскание новых путей использования ионизирующих излучений в медицине, сельском хозяйстве, пищевой и микробиологической промышленности..

Конец 50-х -- 60-е гг. ознаменовались в Р. Открытием явлений восстановления -- репарации -- облученных клеток, осуществляемых специальными ферментными системами, которые быстро ликвидируют радиационные повреждения молекул ДНК. Эти открытия побудили пересмотреть прежние выводят о формировании радиационных эффектов, об опасностях поражения при хронических облучениях в малых дозах, а также по-новому оценить причины устойчивости генетического аппарата клетки. Многогранность задач, стоящих перед современной Р., привела к развитию радиоэкологии, радиационной генетики и др. разделов Р. Исследования в области Р. Лежат в основе практического применения ионизирующих излучений в лучевой терапии злокачественных новообразований; на их базе разработаны эффективные методы лечения лучевой болезни, они послужили теоретическим фундаментом для использования ионизирующих излучений в борьбе с с.-х. вредителями, для выведения новых сортов с.-х. растений (радиационная селекция), повышения урожая путём предпосевного облучения семян, продления сроков хранения с.-х. сырья, для лучевой стерилизации медицинских препаратов.

Число вновь открытых радиоактивных элементов катастрофически увеличивалось, что противоречило периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Большинству из них не было места в этой системе. В то же время, как мы видели, накапливались сведения о превращениях одних радиоактивных элементов в другие, об их взаимосвязи. Все эти открытия новых элементов проводились по проторенной М. Кюри дорожке - методом носителей.

Открытие Рентгеном в конце прошлого столетия икс-лучей, явления радиоактивности, выделение радия способствовали возникновению радиобиологии как самостоятельной дисциплины. Дальнейшие открытия в области ядерной физики потребовали изучения влияния различных видов радиации на биологические объекты, определения количественных зависимостей действия излучения, изучения влияния пространственного и временного распределения дозы. Возникла потребность в познании первичных процессов, лежащих в основе биологического действия излучения, в изучении начальных сдвигов в физиологических системах организма.

Основной задачей радиологии является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на действие ионизирующих излучений, необходимых для управления лучевыми реакциями организма с помощью радиомодифицирующих агентов. Решение этой задачи осложняется прежде всего несоответствием между незначительной величиной поглощенной энергии и выраженной реакцией биологического объекта вплоть до его гибели (радиобиологический парадокс).

Поскольку радиобиология включает изучение действия радиации на различных уровнях (субклеточном, клеточном, целого организма, его систем, органов и тканей), возникли три основных ее раздела: общая радиобиология (изучение зависимости эффекта от дозы, от распределения дозы во времени, от вида и пространственного распределения излучения и от ряда биологических факторов -- вида животного, пола, возраста, исходного состояния организма, факторов окружающей среды и т. д.); теоретические основы первичного биологического действия излучения; функциональные и структурные характеристики лучевых реакций (радиационная патофизиология, патоморфология, биохимия, микробиология и т. д.). Радиобиологические закономерности положены в основу методов лучевой терапии, рентгенотерапии, при обеспечении безопасности космических полетов, разработке профилактических и терапевтических средств от лучевых поражений. Радиобиология решает практические вопросы радиационной гигиене, проблемы отдаленных последствий действия на людей ионизирующих излучений, что имеет большое значение в связи с использованием излучений в медицине и народном хозяйстве

Так, несмотря на существующие в природе огромные различия в чувствительности к ионизирующим излучениям, облучение в дозе 10 Гр является смертельным для всех млекопитающих. При дозе 10 Гр в 1 мкм3 создается около 200 ионизаций, а поскольку в 1 мкм3 ткани содержится около 1011 атомов, то эта смертельная доза приведет к изменению ничтожно малой доли молекул в данном объеме. Вскрытие причин подобного несоответствия будет способствовать решению основных задач радиобиологии, в т.ч. созданию всесторонне обоснованной теории биологического действия ионизирующих излучений. Особенно актуальным этот вопрос стал в связи с необходимостью прогнозирования последствий длительного облучения населения в малых дозах результате аварии на Чернобыльской АЭС. .

Одно из центральных мест в современной радиобиологии занимает проблема восстановления облученного организма, так как выяснение условий, усиливающих восстановительные процессы, способствует снятию угрозы отдаленных последствий. Радиобиологические закономерности служат для целей радиоселекции и лучевой стерилизации пищевых продуктов и медицинских материалов. Знания о действии излучения на живые организмы используются при решении других вопросов медицинской науки, например, подавление при облучении иммуноспецифических свойств организма используется для исследований возможности трансплантации тканей.

На основании экспериментальных и клинических исследований выявлены радиобиологические закономерности, показывающие зависимость действия излучения от ряда физических и биологических факторов. Обнаружена различная биологическая эффективность разных видов излучений и излучений различных энергий, связанная с особенностями их взаимодействия с веществом и различным пространственным распределением в тканях (см. Излучения ионизирующие, Относительная биологическая эффективность). Эти знания используются в медицине при выборе источника и метода облучения для лечения различных заболеваний, а также в практике гигиенического нормирования.

Клиническая радиобиология -- раздел радиобиологии, изучающий вопросы патогенеза непосредственных лучевых поражений и отдаленных последствий облучения, разрабатывающий принципы их профилактики и лечения, а также научные основы лечебного применения ионизирующих и неионизирующих излучений.

Наибольшее развитие приобрел аспект клинической радиобиологии -- радиобиология опухолей. Поскольку при лучевой терапии возможны рецидивы опухоли при недостаточной до излучения и тяжелые повреждения нормальных тканей при превышении этой дозы, основная задача клинической радиобиологии заключается в максимальном расширении терапевтического интервала между радиочувствительностью нормальных опухолевых тканей с целью избирательно повышения противоопухолевого действия ионизирующих излучений.

Под радиационным фоном принято понимать ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

Радиационный фон воздействует на население земного шара, имея относительно постоянный уровень. Различают природный (естественный) радиационный фон, технологически измененный естественный радиационный фон, искусственный радиационный фон.

Естественный радиационный фон представляет собой ионизирующее излучение, действующее на человека на поверхности Земли от природных источников космического и земного происхождения.

Технологически измененный естественный радиационный фон представляет собой ионизирующее излучение от природных источников, претерпевших определенные изменения в результате деятельности человека, например, излучение от естественных радионуклидов, поступающих в биосферу вместе с извлеченными на поверхность Земли из ее недр полезными ископаемыми, в результате поступления в окружающую среду продуктов сгорания органического топлива, излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды.

Искусственный радиационный фон обусловлен радиоактивностью продуктов ядерных взрывов, отходами ядерной энергетики и аварий.

Мерой радиационного фона является мощность экспозиционной дозы, при этом в геофизике имеется в виду мощность поглощенной в воздухе дозы на местности за счет внешних источников облучения.

Для удобства сравнения биологической эффективности и оценки риска возникновения отдаленных последствий при различных видах облучения, включая случаи неравномерного облучения, дозы за счет радиационного фона часто выражают в показателях так называемой эффективной дозы - условного понятия, характеризующего расчетную дозу равномерного внешнего облучения всего тела, адекватную по риску возникновения отдаленных стохастических последствий реальной поглощенной дозе в том или ином органе.

2. Радиометрия и её методы

Дозиметрия, совокупность методов измерения и (или) расчета дозы ионизирующего излучения, основанных на количественном определении изменений, произведенных в веществе излучением (радиационных эффектов). Различают прямой (абсолютный) калориметрический метод дозиметрии, основанный на непосредственном измерении поглощенной веществом энергии излучения в виде тепла, выделенного в рабочем теле калориметра, и косвенные (относительные) методы, при которых измеряют радиационные эффекты, пропорциональные поглощенной дозе. К косвенным относят ионизационные, радиолюминесцентные, химические и некоторые спец. методы.

Калориметрический метод (диапазон поглощенных доз от 1 до 106 Гр) основан на измерении приращения температуры DТ, вызванного поглощением веществом порции DE энергии излучения в калориметре. При отсутствии необратимых хим. реакций DТ= DЕ/mс, где т - масса поглотителя, с - его теплоемкость. Используют главным образом адиабатические, изотермические, проточные калориметры; поглотители - металлы. графит и др. Недостатки метода - низкая чувствительность (напр., для А1 DТ всего 1.10-3 К/Гр) и сложность аппаратурного оформления. Метод применяют в основном для определения коэффициента пропорциональности, связывающих радиационные эффекты с поглощенной дозой в относительных методах дозиметрии, и для калибровки дозиметрических детекторов.

Ионизационные методы (диапазон доз от 10-8 до 106 Гр) основаны на измерении количества ионов, возникших в облучаемом веществе при действии излучения. В случае облучения вещества сложного элементного состава вводят понятие его эффективного ат. н., равного ат. н. условно простого вещества, для которого коэффициент поглощения излучения, рассчитанный на 1 электрон. такой же, как и для облучаемого сложного вещества. Наибольшее распространение получили ионизационные камеры, в которых поглотителем является газ. Измеряемая характеристика -ионизационный ток, пропорциональный мощности дозы излучения, или количество электричества, пропорциональное дозе.

Для дозиметрии фотонного излучения применяют воздуховые эквивалентные камеры, материал стенок которых имеет такой же эффективный ат. н., что и воздух. Количество электричества Q, образовавшееся за время t, и доза Dэкc фотонного излучения в воздух. связаны зависимостью: Q = zeVrDэкc/w, где z - зарядовое число иона, V - объем камеры, r - плотность воздуха, w - энергия образования пары ионов в воздух. Для дозиметрии быстрых нейтронов используют тканеэквивалентные камеры, материал стенок которых и заполняющий газ по атомному составу эквивалентны мягкой биол. ткани. Напр., материал стенки может состоять (в % по массе) из 10,1% Н, 3,5% N и 86,4% С, а заполняющий газ - из 64,4% СН4, 32,5% СО, и 3,1% N2.

Применяют также полупроводниковые детекторы, в которых чувствит. элементом служит материал на основе Cs, Si, Ge или др.; по принципу действия они аналогичны ионизац. газовым камерам. В индивидуальной дозиметрии широко используют газовые ионизац. камеры конденсаторного типа в форме карандашей. К ионизационным детекторам относят и газоразрядные счетчики, например, Гейгера-Мюллера (см. Радиометрия), пропорциональный и др.; их преимущество перед камерами - большая чувствительность при таких же габаритах, что обусловило их применение для контроля радиационной обстановки в рабочих помещениях.

Радиолюминесцентные методы (диапазон доз от 10-8 до 104 Гр) основаны на том, что образованные в люминофоре под действием ионизирующего излучения неравновесные носители заряда (электроны и дырки) локализуются на центрах захвата и удерживаются на них после прекращения облучения. При последующем возбуждении люминофора (ИК или УФ излучением, нагревом) наблюдается соотв. фото- или термолюминесценция. квантовый выход которой пропорционален поглощенной дозе. Радиофотолюминесцентный стеклянный детектор может состоять, например, из 3,6% (по массе) Li, 0,8% В, 33,3% Р, 4,6% Аl и 53,5% О; активатор Ag (4,2%). Радиотермолюминесцентный детектор м. б. изготовлен из LiF, активированного Мn, или из CaF2, активированного к.-л. РЗЭ. Достоинства радиолюминесцентных детекторов - высокая чувствительность при малых габаритах [квантовый выход люминесценции до ~ 1013 квант/(г.Гр)], длительное хранение дозиметрической информации (до 106 лет). Радиотермолюминесцентные дозиметры используют в индивидуальном дозиметрическом контроле.

К радиолюминесцентным относят и сцинтилляционные детекторы, хотя для получения информации о поглощенной дозе с их помощью не требуется дополнительного термического или др. возбуждения. Сцинтилляционными детекторами служат, например, NaI, активированный Tl; ZnS, активированный Ag; антрацен. стильбен. Они используются в приборах, измеряющих мощность дозы; их чувствительность зависит от объема: при объеме 1 см3 верхний и нижний пределы мощностей дозы, регистрируемых детекторами, составляют 10-6 и 10-10 Гр/с соответственно.

Химическая дозиметрия (диапазон доз от 10-2 до 108 Гр) основана на количеств. определении радиационно-хим. выхода G - числа образовавшихся, распавшихся или к.-л. иным образом изменившихся молекул, атомов или ионов облученного вещества при поглощении 100 эВ излучения. Для известных значений G, плотности r и молярной концентрации М продукта радиационно-хим. реакции поглощенная доза Dпогл -- 9,64.106 M/Gr. Хим. дозиметрами могут служить: растворы красителей в воде (напр., метиленового голубого) или в орг. растворителях (напр., кристаллического фиолетового в метилэтилкетоне); О2, воздух. N2O, CH4, С2Н6 и др. газы; циклогексан, бензол и др. орг. жидкости; полимерные материалы; неорганические стекла различного состава. Часто в полимеры добавляют краситель и получают цветовые индикаторы дозы (ЦИД), например, диацетат целлюлозы с бордо - 4С, целлофан с тиазиновым красным. Широко распространенный дозиметр Фрикке представляет собой насыщенный воздухом водный раствор, содержащий 1.10-3 моль/л FeSO4, 0,4 моль/л H2SO4, 1.10-3 моль/л NaCl. Продукты радиолиза воды окисляют Fe2+ до Fe3+, при этом G = 15,6 (для энергии g-квантов Еg / 0,3 МэВ). Пределы применимости дозиметра Фрикке от 10-1 до 104 Гр.

Для измерения доз в диапазоне 104-106 Гр используют глюкозный дозиметр (20%-ный раствор глюкозы в воде). Доза определяется по изменению угла вращения j плоскости поляризации: Dпогл = К-1ln(j0/j), где К = 3,9.10-7 Гр-1, j0 - угол вращения плоскости поляризации при Dпогл = 0. К хим. дозиметрам относится и широко используемый в индивидуальной дозиметрии прибор, принцип действия которого основан на том, что в некоторых интервалах доз плотность почернения фотоматериала пропорциональна Dпогл. Области пропорциональности зависят от параметров фотоматериала и конструкции прибора; предельные значения дозы для различных конструкций от 10-4 до 102 Гр.

Преимущества хим. дозиметров - радиационное подобие с облучаемым веществом, широкий диапазон использования; недостатки - высокие требования к чистоте используемых материалов и зависимость G от параметров излучения. Так, в дозиметре Фрикке G зависит от энергии и вида излучения; например, для средней энергии в-излучения, равной 5,7 кэВ, G = 12,9, а для пучка протонов с энергией 660 МэВ G = 16,9. На чувствительность этого дозиметра влияют также концентрация О2 в воздухе, примеси, условия перемешивания раствора и др.

3. Чернобыльская катастрофа и её последствия

Непосредственно во время взрыва на четвёртом энергоблоке погиб только один человек (Валерий Ходемчук), ещё один скончался утром от полученных травм (Владимир Шашенок). Впоследствии у 134 сотрудников ЧАЭС и членов спасательных команд, находившихся на станции во время взрыва, развилась лучевая болезнь, 28 из них умерли в течение следующих нескольких лет.

В 1:23 ночи на пульт дежурного ВПЧ-2 по охране ЧАЭС поступил сигнал о возгорании. К станции выехал дежурный караул пожарной части (на ЗИЛ-131), который возглавлял лейтенант внутренней службы Владимир Павлович Правик. Из Припяти на помощь выехал караул 6-й городской пожарной части, который возглавлял лейтенант Виктор Николаевич Кибенок. Руководство тушением пожара принял на себя майор Телятников Леонид Петрович, получил очень высокую дозу облучения, выжил только благодаря операции на костном мозге в Англии в том же году. Его действиями было предотвращено распространение пожара. Были вызваны дополнительные подкрепления из Киева и близлежащих областей (так называемый «номер 3» -- самый высокий номер сложности пожаров).

Из средств защиты у пожарных были только брезентовая роба (боёвка), рукавицы, каска. Звенья ГДЗС были в противогазах КИП-5. Из-за высокой температуры пожарные сняли их в первые минуты. К 4 часам утра пожар был локализован на крыше машинного зала, а к 6 часам утра был затушен. Всего принимало участие в тушении пожара 69 человек личного состава и 14 единиц техники. Наличие высокого уровня радиации было достоверно установлено только к 3:30, так как из двух имевшихся приборов на 1000 Р/ч один вышел из строя, а другой оказался недоступен из-за возникших завалов. Поэтому в первые часы аварии были неизвестны реальные уровни радиации в помещениях блока и вокруг него. Неясным было и состояние реактора. Была версия, что реактор цел и нужно его охлаждать.

Пожарные не дали огню перекинуться на третий блок (у 3-го и 4-го энергоблоков единые переходы). Вместо огнестойкого покрытия, как было положено по инструкции, крыша машинного зала была залита обычным горючим битумом. Примерно к 2 часам ночи появились первые поражённые из числа пожарных. У них стала проявляться слабость, рвота, «ядерный загар». Помощь им оказывали на месте, в медпункте станции, после чего переправляли в МСЧ-126. Уже к утру 27 апреля радиационный фон в МСЧ-126 был запредельно высок и чтобы хоть как-то его снизить медперсонал перенес всю одежду пожарных в подвал медсанчасти. В тот же день первую группу пострадавших из 28 человек отправили самолётом в Москву, в 6-ю радиологическую больницу. Практически не пострадали водители пожарных автомобилей.

В первые часы после аварии, многие, по-видимому, не осознавали, насколько сильно повреждён реактор, поэтому было принято ошибочное решение обеспечить подачу воды в активную зону реактора для её охлаждения. Для этого требовалось вести работы в зонах с высокой радиацией. Эти усилия оказались бесполезны, так как и трубопроводы, и сама активная зона были разрушены. Другие действия персонала станции, такие как тушение очагов пожаров в помещениях станции, меры, направленные на предотвращение возможного взрыва, напротив, были необходимыми. Возможно, они предотвратили ещё более серьёзные последствия. При выполнении этих работ многие сотрудники станции получили большие дозы радиации, а некоторые даже смертельные.

В результате аварии из сельскохозяйственного оборота было выведено около 5 млн га земель, вокруг АЭС создана 30-километровая зона отчуждения, уничтожены и захоронены (закопаны тяжёлой техникой) сотни мелких населённых пунктов.

Перед аварией в реакторе четвёртого блока находилось 180--190 т ядерного топлива (диоксида урана). По оценкам, которые в настоящее время считаются наиболее достоверными, в окружающую среду было выброшено от 5 до 30 % от этого количества. Некоторые исследователи оспаривают эти данные, ссылаясь на имеющиеся фотографии и наблюдения очевидцев, которые показывают, что реактор практически пуст. Следует, однако, учитывать, что объём 180 т диоксида урана составляет лишь незначительную часть от объёма реактора. Реактор в основном был заполнен графитом. Кроме того, часть содержимого реактора расплавилась и переместилась через разломы внизу корпуса реактора за его пределы.

Кроме топлива, в активной зоне в момент аварии содержались продукты деления и трансурановые элементы -- различные радиоактивные изотопы, накопившиеся во время работы реактора. Именно они представляют наибольшую радиационную опасность. Большая их часть осталась внутри реактора, но наиболее летучие вещества были выброшены наружу, в том числе:

- все благородные газы, содержавшиеся в реакторе;

- примерно 55 % иода в виде смеси пара и твёрдых частиц, а также в составе органических соединений;

- цезий и теллур в виде аэрозолей.

Суммарная активность веществ, выброшенных в окружающую среду, составила, по различным оценкам, до 14·1018 Бк (примерно 38·107 Ки), в том числе:

- 1,8 ЭБк иода-131;

- 0,085 ЭБк цезия-137;

- 0,01 ЭБк стронция-90;

- 0,003 ЭБк изотопов плутония;

*на долю благородных газов приходилось около половины от суммарной активности

Загрязнению подверглось более 200 тыс. кмІ, примерно 70 % -- на территории Белоруссии, России и Украины. Радиоактивные вещества распространялись в виде аэрозолей, которые постепенно осаждались на поверхность земли. Благородные газы рассеялись в атмосфере и не вносили вклада в загрязнение прилегающих к станции регионов. Загрязнение было очень неравномерным, оно зависело от направления ветра в первые дни после аварии. Наиболее сильно пострадали области, находящиеся в непосредственной близости от ЧАЭС: северные районы Киевской и Житомирской областей Украины, Гомельская область Белоруссии и Брянская область России. Радиация задела даже некоторые значительно удалённые от места аварии регионы, например, Ленинградскую область, Мордовию и Чувашию -- там выпали радиоактивные осадки. Большая часть стронция и плутония выпала в пределах 100 км от станции, так как они содержались в основном в более крупных частицах. Йод и цезий распространились на более широкую территорию.

С точки зрения воздействия на население в первые недели после аварии наибольшую опасность представлял радиоактивный йод, имеющий сравнительно малый период полураспада (восемь дней) и теллур. В настоящее время (и в ближайшие десятилетия) наибольшую опасность представляют изотопы стронция и цезия с периодом полураспада около 30 лет. Наибольшие концентрации цезия-137 обнаружены в поверхностном слое почвы, откуда он попадает в растения и грибы. Загрязнению также подвергаются насекомые и животные, которые ими питаются. Радиоактивные изотопы плутония и америция сохранятся в почве в течение сотен, а возможно и тысяч лет, однако их количество невелико.

В городах основная часть опасных веществ накапливалась на ровных участках поверхности: на лужайках, дорогах, крышах. Под воздействием ветра и дождей, а также в результате деятельности людей, степень загрязнения сильно снизилась и сейчас уровни радиации в большинстве мест вернулись к фоновым значениям. В сельскохозяйственных областях в первые месяцы радиоактивные вещества осаждались на листьях растений и на траве, поэтому заражению подвергались травоядные животные. Затем радионуклиды вместе с дождём или опавшими листьями попали в почву, и сейчас они поступают в сельскохозяйственные растения, в основном через корневую систему. Уровни загрязнения в сельскохозяйственных районах значительно снизились, однако в некоторых регионах количество цезия в молоке всё ещё может превышать допустимые значения. Это относится, например, к Гомельской и Могилёвской областям в Белоруссии, Брянской области в России, Житомирской и Ровненской области на Украине.

Значительному загрязнению подверглись леса. Из-за того, что в лесной экосистеме цезий постоянно рециркулирует, а не выводится из неё, уровни загрязнения лесных продуктов, таких как грибы, ягоды и дичь, остаются опасными. Уровень загрязнения рек и большинства озёр в настоящее время низкий. Однако в некоторых «замкнутых» озёрах, из которых нет стока, концентрация цезия в воде и рыбе ещё в течение десятилетий может представлять опасность.

Загрязнение не ограничилось 30-километровой зоной. Было отмечено повышенное содержание цезия-137 в лишайнике и мясе оленей в арктических областях России, Норвегии, Финляндии и Швеции.

18 июля 1988 года на территории Белоруссии, подвергшейся загрязнению, был создан радиационно-экологический заповедник. Наблюдения показали, что количество мутаций у растений и животных хотя и выросло, но незначительно, и природа успешно справляется с их последствиями. С другой стороны, снятие антропогенного воздействия положительно сказалось на экосистеме заповедника и влияние этого фактора значительно превысило негативные последствия радиации. В результате природа стала восстанавливаться быстрыми темпами, выросли популяции животных, увеличилось многообразие видов растительности.

Несвоевременность, неполнота и противоречивость официальной информации о катастрофе породили множество независимых интерпретаций. Иногда жертвами трагедии считают не только граждан, умерших сразу после аварии, но и жителей прилегающих областей, которые вышли на первомайскую демонстрацию, не зная об аварии. При таком подсчёте, чернобыльская катастрофа значительно превосходит атомную бомбардировку Хиросимы по числу пострадавших.

Гринпис и Международная организация «Врачи против ядерной войны» утверждают, что в результате аварии только среди ликвидаторов умерли десятки тысяч человек, в Европе зафиксировано 10 тыс. случаев уродств у новорождённых, 10 тыс. случаев рака щитовидной железы и ожидается ещё 50 тысяч.

Есть и противоположная точка зрения, ссылающаяся на 29 зарегистрированных случаев смерти от лучевой болезни в результате аварии (сотрудники станции и пожарные, принявшие на себя первый удар).

По данным ВОЗ, представленным в 2005 году, в результате аварии на Чернобыльской АЭС в конечном счёте может погибнуть в общей сложности до 4000 человек.

Разброс в официальных оценках меньше, хотя число пострадавших от Чернобыльской аварии можно определить лишь приблизительно. Кроме погибших работников АЭС и пожарных, к ним относят заболевших военнослужащих и гражданских лиц, привлекавшихся к ликвидации последствий аварии, и жителей районов, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Определение того, какая часть заболеваний явилась следствием аварии -- весьма сложная задача для медицины и статистики. Считается, что бомльшая часть смертельных случаев, связанных с воздействием радиации, была или будет вызвана онкологическими заболеваниями.

Чернобыльский форум -- организация, действующая под эгидой ООН, в том числе таких её организаций, как МАГАТЭ и ВОЗ, -- в 2005 году опубликовала доклад, в котором проанализированы многочисленные научные исследования влияния факторов, связанных с аварией, на здоровье ликвидаторов и населения. Выводы, содержащиеся в этом докладе, а также в менее подробном обзоре «Чернобыльское наследие», опубликованном этой же организацией, значительно отличаются от приведённых выше оценок. Количество возможных жертв к настоящему времени и в ближайшие десятилетия оценивается в несколько тысяч человек. При этом подчёркивается, что это лишь оценка по порядку величины, так как из-за очень малых доз облучения, полученных большинством населения, эффект от воздействия радиации очень трудно выделить на фоне случайных колебаний заболеваемости и смертности и других факторов, не связанных напрямую с облучением. К таким факторам относится, например, снижение уровня жизни после распада СССР, которое привело к общему увеличению смертности и сокращению продолжительности жизни в трёх наиболее пострадавших от аварии странах, а также изменение возрастного состава населения в некоторых сильно загрязнённых районах (часть молодого населения уехала).

Также отмечается, что несколько повышенный уровень заболеваемости среди людей, не участвовавших непосредственно в ликвидации аварии, а переселённых из зоны отчуждения в другие места, не связан непосредственно с облучением (в этих категориях отмечается несколько повышенная заболеваемость сердечно-сосудистой системы, нарушения обмена веществ, нервные болезни и другие заболевания, не вызываемые облучением), а вызван стрессами, связанными с самим фактом переселения, потерей имущества, социальными проблемами, страхом перед радиацией.

Учитывая большое число людей, живущих в областях, пострадавших от радиоактивных загрязнений, даже небольшие отличия в оценке риска заболевания могут привести к большой разнице в оценке ожидаемого количества заболевших. Гринпис и ряд других общественных организаций настаивают на необходимости учитывать влияние аварии на здоровье населения и в других странах. Ещё более низкие дозы облучения затрудняют получение статистически достоверных результатов и делают такие оценки неточными.

Средние дозы, полученные разными категориями населения:

Категория Период Количество, чел. Доза (мЗв)

Ликвидаторы 1986--1989 600 000 около 100

Эвакуированные 1986 116 000 33

Жители зон со 1986--2005 270 000 более 50

«строгим контролем»

Жители других 1986--2005 5 000 000 10--20

загрязнённых зон

Наибольшие дозы получили примерно 1000 человек, находившихся рядом с реактором в момент взрыва и принимавших участие в аварийных работах в первые дни после него. Эти дозы варьировались от 2 до 20 грэй (Гр) и в ряде случаев оказались смертельными.

Большинство ликвидаторов, работавших в опасной зоне в последующие годы, и местных жителей получили сравнительно небольшие дозы облучения на всё тело. Для ликвидаторов они составили, в среднем, 100 мЗв, хотя иногда превышали 500. Дозы, полученные жителями, эвакуированными из сильно загрязнённых районов, достигали иногда нескольких сотен миллизиверт, при среднем значении, оцениваемом в 33 мЗв. Дозы, накопленные за годы после аварии, оцениваются в 10--50 мЗв для большинства жителей загрязнённой зоны, и до нескольких сотен для некоторых из них.

Для сравнения, жители некоторых регионов Земли с повышенным естественным фоном (например, в Бразилии, Индии, Иране и Китае) получают дозы облучения, равные примерно 100--200 мЗв за 20 лет.

Многие местные жители в первые недели после аварии употребляли в пищу продукты (в основном, молоко), загрязнённые радиоактивным иодом-131. Иод накапливался в щитовидной железе, что привело к большим дозам облучения на этот орган, помимо дозы на всё тело, полученной за счёт внешнего излучения и излучения других радионуклидов, попавших внутрь организма. Для жителей Припяти эти дозы были существенно уменьшены (по оценкам, в 6 раз) благодаря применению иодосодержащих препаратов. В других районах такая профилактика не проводилась. Полученные дозы варьировались от 0,03 до нескольких Гр.

В настоящее время большинство жителей загрязнённой зоны получает менее 1 мЗв в год сверх естественного фона.

Было зарегистрировано 134 случая острой лучевой болезни среди людей, выполнявших аварийные работы на четвёртом блоке. Во многих случаях лучевая болезнь осложнялась лучевыми ожогами кожи, вызванными в-излучением. В течение 1986 года от лучевой болезни умерло 28 человек. Ещё два человека погибло во время аварии по причинам, не связанным с радиацией, и один умер, предположительно, от коронарного тромбоза. В течение 1987--2004 года умерло ещё 19 человек, однако их смерть не обязательно была вызвана перенесённой лучевой болезнью.

Щитовидная железа -- один из органов, наиболее подверженных риску возникновения злокачественных опухолей в результате радиоактивного загрязнения, потому что она накапливает иод-131; особенно высок риск для детей. В 1990--1998 годах было зарегистрировано более 4000 случаев заболевания раком щитовидной железы среди тех, кому в момент аварии было менее 18 лет. Учитывая низкую вероятность заболевания в таком возрасте, часть из этих случаев считают прямым следствием облучения. Эксперты Чернобыльского форума ООН полагают, что при своевременной диагностике и правильном лечении эта болезнь представляет не очень большую опасность для жизни, однако, по меньшей мере, 15 человек от неё уже умерло. Эксперты считают, что количество заболеваний раком щитовидной железы будет расти ещё в течение многих лет.

Некоторые исследования показывают увеличение числа случаев лейкемии и других видов злокачественных опухолей (кроме лейкемии и рака щитовидной железы) как у ликвидаторов, так и у жителей загрязнённых районов. Эти результаты противоречивы и часто статистически недостоверны, убедительных доказательств увеличения риска этих заболеваний, связанного непосредственно с аварией, не обнаружено. Однако наблюдение за большой группой ликвидаторов, проведённое в России, выявило увеличение смертности на несколько процентов. Если этот результат верен, он означает, что среди 600 тыс. человек, подвергшихся наибольшим дозам облучения, смертность от злокачественных опухолей увеличится в результате аварии примерно на четыре тысячи человек сверх примерно 100 тыс. случаев, вызванных другими причинами.

Из опыта, полученного ранее, например, при наблюдениях за пострадавшими при атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки, известно, что риск заболевания лейкемией снижается спустя несколько десятков лет после облучения. В случае других видов злокачественных опухолей ситуация обратная. В течение первых 10--15 лет риск заболеть невелик, а затем увеличивается. Однако неясно, насколько применим этот опыт, так как большинство пострадавших в результате чернобыльской аварии получили значительно меньшие дозы.

Различные общественные организации сообщают об очень высоком уровне врождённых патологий и высокой детской смертности в загрязнённых районах. Согласно докладу Чернобыльского форума, опубликованные статистические исследования не содержат убедительных доказательств этого.

Количество детей с синдромом Дауна, родившихся в Белоруссии в 1980--1990-х годах. Пик частоты появления заболевания приходится на январь 1987 года.

Было обнаружено увеличение числа врождённых патологий в различных районах Белоруссии между 1986 и 1994 годами, однако оно было примерно одинаковым как в загрязнённых, так и в чистых районах. В январе 1987 года было зарегистрировано необычно большое число случаев синдрома Дауна, однако последующей тенденции к увеличению заболеваемости не наблюдалось.

Детская смертность очень высока во всех трёх странах, пострадавших от чернобыльской аварии. После 1986 года смертность снижалась как в загрязнённых районах, так и в чистых. Хотя в загрязнённых районах снижение в среднем было более медленным, разброс значений, наблюдавшийся в разные годы и в разных районах, не позволяет говорить о чёткой тенденции. Кроме того, в некоторых из загрязнённых районов детская смертность до аварии была существенно ниже средней. В некоторых наиболее сильно загрязнённых районах отмечено увеличение смертности. Неясно, связано ли это с радиацией или с другими причинами -- например, с низким уровнем жизни в этих районах или низким качеством медицинской помощи.

В ряде исследований было показано, что ликвидаторы и жители загрязнённых областей подвержены повышенному риску различных заболеваний, таких как катаракта, сердечнососудистые заболевания, снижение иммунитета. Эксперты Чернобыльского форума пришли к заключению, что связь заболеваний катарактой с облучением после аварии установлена достаточно надёжно. В отношении других болезней требуются дополнительные исследования с тщательной оценкой влияния конкурирующих факторов.

Литература

1.Абагян А. А. и др. Информация об аварии на Чернобыльской АЭС и её последствиях, подготовленная для МАГАТЭ // Атомная энергия. -- 1986. -- В. 5. -- Т. 61. -- С. 301--320.

2.Израэль Ю. А., Вакуловский С. М., Ветров В. А., Ровинский Ф. Я. Чернобыль: Радиоактивное загрязнение природных сред. -- Л.: Гидрометеоиздат, 1990. -- 298 с. -- 1500 экз. -- ISBN 5-289-00799-6.

3.Крышев И. И., Алексахин Р. М., Рябов И. Н, Смирнов В. В., Пристер Б. С., Санжарова Н. И., Перепелятникова Л. В., Асташева Н. П. Радиоэкологические последствия Чернобыльской аварии. -- М.: Наука, 1991. -- 190 с.

4.Чернобыльская катастрофа (1986 г.) // Катастрофы конца XX века / Под общ. ред. д-ра техн. наук В. А. Владимирова. Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. -- М.: УРСС, 1998. -- 400 с. -- ISBN 5-88417-167-6. (обл.)

5.Атлас загрязнения Европы цезием-137 после Чернобыльской аварии / Научный руководитель Ю. А. Израэль. -- Люксембург: Офис официальных публикаций Европейской комиссии, 1998.

6.Алексахин Р. М., Санжарова Н. И., Фесенко С. В. и др. Чернобыль, сельское хозяйство, окружающая среда: Материалы к 20-й годовщине аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 г. -- Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2006. -- 24 с.

Размещено на Allbest.ru