2.4. ДРУГИЕ ВЕЛИЧИНЫ
(37) В радиационной безопасности нашли специальное применение некоторые другие величины. Одной из них является активность А некоторого количества радионуклида. Активность – это среднее число спонтанных ядерных превращений за единицу времени. Единицей измерения является обратная секунда с-1, получившая специальное наименование беккерель (Бк).
(38) Существуют также четыре рабочих величины, представляющие особый интерес при измерении полей излучения в целях защиты. Это величины MKPE: амбиентный эквивалент дозы (ambient dose equivalent) H(d), направленный эквивалент дозы (directional dose equivalent) H(d)’, индивидуальный эквивалент дозы проникающего излучения (individual equivalent dose penetrating) Hp(d) и индивидуальный эквивалент дозы поверхностный (individual equivalent dose, superficial) Hs(d). Их определения содержатся в Приложении А. Все эти. величины основаны на концепции эквивалента дозы (см. параграф 24).
(39) Чтобы связать вероятность стохастических эффектов с дозиметрическими величинами, удобно использовать коэффициент вероятности. Например, коэффициент вероятности смертельного исхода (fatality probability coefficient) представляет собой отношение вероятности того, что приращение дозы может вызвать смерть, к этому приращению дозы. Упомянутая доза – это обычно эквивалентная доза или эффективная доза. Такие коэффициенты обязательно относятся к конкретному контингенту людей.
(40) В общих формулировках часто полезно использовать универсальные термины, применимые к любым соответствующим дозиметрическим величинам. В качестве такого термина Комиссия использует "дозу" в выражениях типа "предел дозы". Это может быть предел, применимый к эквивалентной или эффективной дозе. Выбор обычно ясен из контекста. Комиссия также использует термин "облучение" в общем смысле для обозначения процесса воздействия излучения или радиоактивного вещества. Облучение в этом смысле определяется создаваемыми им дозами. Маловероятно, чтобы такое применение термина позволило спутать его со специальной величиной – экспозиционной дозой*, определяемой MKPE.
(41) Комиссия использует Международную систему единиц (СИ) и международное соглашение, по которому наименование единиц измерения пишут со строчной начальной буквы. Аббревиатуру единиц измерения также пишут со строчной начальной буквы, за исключением тех случаев, когда наименование единицы образовано из фамилии, например, м и мм для метра и миллиметра, но Зв и мЗв для зиверта и миллизиверта.
3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИАЦИОННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
Эта глава является введением в стохастические и детерминированные эффекты ионизирующего излучения. В ней обсуждаются проблемы установления количественной меры ущерба, связанного с воздействием излучения. Более подробно биологические сведения, в том числе данные, относящиеся к радиационному риску, приведены в Приложении Б (Публикация 60, часть 2). Использование этой информации в качестве основы обеспечения радиационной безопасности обсуждается в Приложении В (Публикация 60, часть 2).
3.1. ВВЕДЕНИЕ
(42) Как отмечено в гл. 1, цель радиационной безопасности – защита человека от вредного воздействия излучения. В своей работе Комиссия основывает вырабатываемые подходы на самой надежной доступной информации о биологических эффектах излучения и использует ее для получения упрощенной, но адекватной биологической основы радиационной безопасности. Таким образом, данная глава и Приложение Б посвящены вредным эффектам облучения лишь в той степени, которая необходима для подкрепления подобного подхода. Для ясности изложения необходимо провести различия между четырьмя терминами: изменение, повреждение, вред (harm) и ущерб (detriment). Изменения могут быть вредными, а могут и не быть. Повреждение представляет некоторую степень вредных изменений, например в клетках, но оно не обязательно вредно для облученного индивидуума. Вред – понятие, используемое для обозначения клинически наблюдаемых вредных эффектов, которые проявляются у индивидуумов (соматические эффекты) и их потомков (наследуемые эффекты). Ущерб – это сложное понятие, сочетающее вероятность, степень тяжести эффекта и время его проявления. Его трудно представить с помощью одной единственной переменной величины. Это понятие обсуждается в разд. 3.3.
(43) Ранее термин "риск" использовался Комиссией для обозначения вероятности определенного вредного результата, но он также широко используется в других случаях в качестве произведения вероятности и степени тяжести события и, в более общем смысле, в чисто описательных целях. В настоящее время Комиссия использует термин "риск" только описательно и в установившихся выражениях типа "оценка риска" или "чрезмерный относительный риск". Она также использует термин "вероятность" в его собственном значении. Аспекты терминов "вероятность" и "риск" подробно обсуждаются в Приложениях Б и В.
3.2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
(44) Часть этого материала предварительно рассмотрена в разд. 2.1, а здесь обсуждается более подробно. В процессе ионизации атомы неизбежно изменяются, по крайней мере, временно, и таким образом может измениться структура молекул, в состав которых они входят. Изменения молекул могут быть также вызваны возбуждением атомов и молекул, если энергия возбуждения превышает энергию связи между атомами. Около половины энергии, переданной ткани ионизирующим излучением, связано с возбуждением, но оно имеет меньше последствий, чем ионизация, и в дальнейшем не рассматривается отдельно. Если молекулы, подвергшиеся воздействию, находятся в живой клетке, то она сама в некоторых случаях может быть повреждена либо непосредственно, если молекула критична для выполнения функции клетки, либо косвенно через химические изменения в молекулах, соседних критичной молекуле, например при образовании свободных радикалов. Среди разнообразных форм повреждения, которые излучение может вызвать в клетках, наиболее важной является повреждение ДНК. Повреждение ДНК может нарушить существование или воспроизведение клетки, но повреждение часто устраняется самой клеткой. Если восстановление не является полным, то может появиться жизнеспособная, но измененная клетка. На появление и размножение измененной клетки могут повлиять другие изменения в клетке, возникающие как до воздействия излучения, так и после него. Такие влияния обычны и могут включать воздействие других канцерогенов и мутагенов.
(45) Если значительное число клеток органа или ткани погибло или неспособно к воспроизведению и нормальному функционированию, то может быть потеряна функция органа – эффект, в настоящее время называемый Комиссией "детерминированным". Потеря функции становится все более серьезной по мере увеличения числа подвергшихся воздействию клеток. Более подробное описание приведено в разд. 3.4.1. Измененная соматическая клетка может сохранить способность к воспроизведению и положить начало росту клона измененных клеток, приводящих в некоторых случаях к раку. Измененная половая клетка в половых железах, наделенная функцией передачи генетической информации потомкам облученного индивидуума, может передать неправильную наследственную информацию и причинить тяжелый вред некоторым потомкам. Эти соматические и наследуемые эффекты, возникающие из одной измененной клетки, называются стохастическими эффектами. Они обсуждаются в подразд, 3.4.2 и 3.4.3. Из-за сложности процессов превращения зародыша в эмбрион и плод удобнее обсуждать детерминированные и стохастические эффекты облучения ребенка до рождения в отдельном подразделе (см. подразд. 3.4.4).
(46) Существуют экспериментальные доказательства того, что излучение может действовать в качестве стимулятора многочисленных функций клетки, включая размножение и восстановление. Такая стимуляция не всегда полезна. При некоторых обстоятельствах излучение, по-видимому, повышает иммунологическую чувствительность и изменяет равновесие гормонов в теле. В частности, излучение способно стимулировать восстановление от предыдущего радиационного повреждения, ослабляя таким образом его последствия, или улучшить систему иммунного контроля, усиливая естественные защитные механизмы организма. Большинство экспериментальных данных о таких эффектах, называемых в настоящее время "гормезисом", были неубедительны, в основном, вследствие статистических трудностей, возникающих при малых дозах. Более того, многие из них относятся к биологическим эффектам, не связанным с раком или наследуемыми эффектами. Имеющиеся данные по гормезису недостаточны для того, чтобы учитывать его в радиационной безопасности.
3.3. ПОНЯТИЕ УЩЕРБА
(47) В Публикации 26 (1977 г.) Комиссия ввела понятие ущерба как меры полного вреда, который в конечном счете может быть причинен группе людей и их потомству в результате воздействия источника излучения. Ущерб здоровью включен как часть полного ущерба. На практике Комиссия использует только ущерб здоровью и рекомендует вводить отдельно допущение о других формах ущерба, когда используются методы принятия решения, например при исследованиях по оптимизации. В данном докладе Комиссия использует понятие ущерба только в смысле ущерба здоровью.
(48) В определении ущерба в Публикации 26 Комиссия использовала ожидаемое число случаев вызванного излучением воздействия на здоровье, взвешенное с помощью, множителя, определяющего степень тяжести эффекта. Это была ожидаемая величина (более точно называемая математическим ожиданием) взвешенного числа эффектов вреда для здоровья, проявляющихся в данной группе. Весовой множитель принимался равным единице для случаев смерти индивидуумов и для тяжелых наследуемых эффектов у их потомков. Для других, менее тяжелых эффектов применяли меньшие весовые множители, но они не были определены. В отношении индивидуума ущерб можно было бы также выразить в виде произведения вероятности вредного эффекта и степени тяжести этого эффекта. Если степень тяжести наиболее тяжелых эффектов нормирована к единице и если значения всех указанных произведений малы, то можно суммировать эти произведения для различных результатов облучения одного индивидуума с целью определить полный ущерб, причиненный этому индивидууму. При такой концепции ущерба подразумевается, что соответствующие дозы малы, значительно меньше порогов для детерминированных эффектов.