Радиационная безопасность — состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения.
Необходимость в защите от радиации появилась практически сразу после её открытия в конце XIX века. Являясь изначально интересом узкого круга специалистов, с началом атомной эры и широким использованием источников излучения в промышленности, энергетике и медицине, радиационная безопасность стала актуальной проблемой для всего человечества.
Система радиационной безопасности, являясь комплексной и ресурсоёмкой задачей, требует для своей разработки и внедрения участия крупных международных и национальных организаций, центральное место среди которых занимает Международная Комиссия по Радиационной Защите.
Источники облучения человека
Радиоактивное облучение не является чем-то новым для человечества. Природный радиационный фон и сегодня является основным источником облучения подавляющей части населения. Основными его составляющими являются космические лучи и излучение от радионуклидов земного происхождения, повсеместно содержащихся в земной коре. Обе этих составляющих неравномерно распределены в сфере обитания человека. Космическое излучение незначительно на поверхности земли, но представляет проблему в зоне действия гражданской авиации. Внешнее облучение от естественных радионуклидов зависит от состава почв и существенно в регионах со значительным содержанием монацитового песка или радия-226. Наибольший же вклад в общее облучение от природных источников дает внутреннее облучение радиоактивным газом радоном, вдыхаемым человеком вместе с воздухом.
Деятельность человека внесла свой вклад в глобальный радиационный фон. Последствия мировых испытаний ядерного оружия, проводившихся в 1945—1980 годах XX века, регистрируются и в настоящее время по содержанию в биосфере долгоживущих изотопов цезия-137 и стронция-90. Пик облучения пришелся на 1963 год когда оно составляло около 7 % от природного фона. Промышленные предприятия, добывающие или перерабатывающие ископаемое сырье, служат источником местного заражения, за счет сброса отходов с повышенной концентрацией природных изотопов. Другим источником ограниченного поступления радиоактивных веществ в окружающую среду является тепловая и атомная энергетика. При нормальной эксплуатации загрязнение от АЭС меньше чем от тепловых станций на угле, однако последствия некоторых произошедших аварий оказались весьма значительными. Так в первый год после Чернобыльской катастрофы уровень облучения населения Европы за пределами границ СССР местами достигал 50 % от естественного фона.
Использование ионизирующего излучения в медицине для диагностики и лечения заболеваний получило широкое распространение в развитых странах и является основным источником техногенного облучения населения. Наибольшее распространение получили такие диагностические процедуры как флюорография, рентгенография и в последнее время компьютерная томография. В некоторых странах облучение от этих процедур сопоставимо с влиянием природного радиационного фона.
Ограниченное число людей сталкивается с источниками излучения в своей профессиональной деятельности. Это работники атомной промышленности и энергетики, врачи и персонал медицинских учреждений, работающие с излучением, дефектоскописты радиографического контроля. Экипажи самолетов, выполняющие регулярные рейсы, также попадают в эту категорию, так как для них существенно облучение от природного космического излучения.
Существует и множество мелких источников облучения таких как, например, потребительские товары, содержащие радиоактивные материалы. Исторически широкое распространение получили радиолюминесцентные подсветки шкал и стрелок часов или приборов, а также противопожарные датчики дыма основанные на ионизационных камерах. Содержание радиоактивного материала в них незначительно. Большую опасность представляют сравнительно малые медицинские или промышленные источники, которые были потеряны при тех или иных обстоятельствах. Одним из известных случаев облучения от такого источника стал инцидент в Гоянии. Другой известной проблемой, возникшей после распада СССР, стала потеря контроля над расположенными в удаленных районах крайне опасными радиоизотопными генераторами. Некоторые из этих РИТЭГов подверглись разрушению сборщиками металлолома.
Опасность ионизирующего излучения
Биологическая эффективность ионизирующего излучения заключается не в количестве энергии, которая передается ткани, а в повреждении наиболее критичных элементов клеток организма на молекулярном уровне. Смертельная доза излучения, если её перевести в тепловую энергию, вызвала бы нагрев тела всего лишь на тысячные доли градуса. Однако, когда такая энергия передается ионизирующим излучением, последствия для живого организма становятся катастрофическими. Основной вред причиняется из-за повреждения молекул ДНК в ядре клетки. В некоторых случаях клетка полностью восстанавливается, в некоторых погибает, иногда в клетке происходят необратимые изменения, но она остается жизнеспособной.
При интенсивном облучении, когда погибает некий критический объём клеток, нарушается функционирование соответствующих тканей или органов. Такой эффект от воздействия излучения называется тканевой реакцией и проявляется в короткий срок после облучения. В зависимости от дозы излучения и рассматриваемого органа возникают разнообразные патологические состояния, например: временное бесплодие, эритема, помутнение хрусталика глаза. При остром облучении в больших дозах, когда оказываются серьезно повреждены жизненно важные органы, развивается лучевая болезнь.
Особо рассматриваются последствия облучения для зародыша и плода в утробе матери. Большие дозы радиации могут вызвать как гибель зародыша так и повреждения органов которые формировались во время облучения. Одним из таких последствий является развитие умственной отсталости детей, матери которых подверглись серьёзному облучению во время беременности.
Судьба измененных при облучении, но жизнеспособных клеток развивается сложнее. Во многих случаях такая клетка будет изолирована или уничтожена защитными механизмами организма. Однако если этого не произошло, то после порой значительной задержки может начаться неконтролируемое деление, приводящее к появлению раковых заболеваний, таких как лейкемия или злокачественные образования. Вид и тяжесть такого заболевания, по-видимому, никак не зависит от облучения. Можно лишь сказать что от количества облучения зависит вероятность развития рака, то есть чем выше доза, тем выше вероятность появления осложнений. Если излучение вызывает повреждения в половой клетке, то существует риск возникновения патологий у потомства. Хотя эта гипотеза так и не получила прямых доказательств для человека, эксперименты на растениях и животных показали принципиальную возможность таких эффектов. Онкологические и наследственные последствия облучения имеют вероятностный характер и называются стохастическими эффектами. Эти эффекты являются отдаленными последствиями облучения так как могут проявляться через 10-20 лет после воздействия на организм ионизирующего излучения. Также можно сказать, что указанные злокачественные заболевания не являются специфичными именно для радиационного облучения, оно лишь провоцирует их развитие.
Последние эпидемиологические исследования указывают на вероятность возникновения нераковых заболеваний после облучения в больших дозах. Среди них выделяются болезни сердца, инсульты, нарушение пищеварения и респираторные заболевания. Конкретные механизмы возникновения подобных осложнений после облучения пока остаются неизученными.
Система радиационной безопасности Зарождение
Рентгеновское излучение было открыто в 1895 году, а радиоактивный радий в 1898. Открытиям приписывалось множество полезных применений, например, получение медицинских снимков или лечение всевозможных болезней. Однако за довольно короткий период отношение к радиации сменилось от восхищения до обвинений в величайшей угрозе для человечества. Первыми жертвами радиации стали ученые и врачи, работавшие с рентгеновскими трубками. Так изобретатель Томас Эдисон страдал от радиационных поражений глаз и кожи, а один из его помощников погиб от острого облучения. Широкую известность приобрёл случай с Эбеном Байерсом, умершим от отравления популярным эликсиром на основе радия, который он принимал в больших количествах для улучшения своего здоровья. Другими жертвами стали «радиевые девушки» — фабричные работницы, наносившие светящуюся краску на циферблаты и стрелки часов.
Опасность, исходящая от ионизирующего излучения, потребовала введения соответствующих защитных и ограничительных мероприятий. В 1921 году Британское рентгеновское общество выпустило рекомендации по защите работников от переоблучения рентгеновскими лучами и радием. В 1929 году Американская медицинская ассоциация ввела запрет на попытки использовать радиацию для удаления волос в косметических целях, а тремя годами позже запрет был наложен на употребление радиевых эликсиров.
В 1928 году на втором Международном конгрессе радиологов была образована Международная комиссия по защите от рентгеновского излучения и радия. Рекомендации по радиационной защите 1928 года касались в основном экранирования излучения и безопасной организации работ. Никаких численных ограничений дозы сделано не было. Только в 1934 году было установлено ограничение, эквивалентное 500 мЗв годовой эффективной дозы профессионального облучения. Данный лимит был установлен с целью избежать острых лучевых поражений, об отдаленных последствиях облучения было известно слишком мало.
С началом атомной эры широкое использование радиоактивных материалов в военных и гражданских целях значительно расширило круг задач стоящих перед радиационной безопасностью. Новые данные по отдаленным последствиям облучения привели к пересмотру существовавших стандартов безопасности. В рекомендациях 1954 года были заложены основы современной беспороговой концепции, что означало признание опасности любых доз излучения, которые превышают дозы от естественного радиационного фона. Впервые было рекомендовано ограничение дозы не только для профессионалов но и для населения в целом.
Современный этап в развитии норм радиационной безопасности начался в 1958 году, с выпуском официальной первой публикации Международной Комиссии по Радиационной Защите (МКРЗ). Впервые был сформулирован основополагающий принцип радиационной безопасности, подразумевающий получение настолько низких доз насколько это достижимо, в настоящее время известный как АЛАРА. Допустимые уровни облучения были снижены до 50 мЗв в год для персонала и 5 мЗв в год для населения (в настоящее время 20 мЗв и 1 мЗв соответственно).
Современное международное регулирование
В современном мире отдельный человек практически не способен повлиять на среду своего обитания. Состояние окружающей среды зависит от действий всего общества, поэтому вопросы радиационной безопасности лежат в руках национальных и международных организаций, обладающих соответствующими ресурсами и влиянием.
Связующим звеном в разработке и развитии системы радиационной безопасности являются рекомендации независимого некоммерческого объединения — Международной Комиссии по Радиологической Защите (МКРЗ). В МКРЗ на добровольной основе работает более двухсот человек из тридцати стран мира, являющихся авторитетными специалистами в своей области. Комиссия финансируется за счет взносов национальных и международных организаций, среди которых наибольший вклад принадлежит европейским странам и США.
Совместно с МКРЗ в создании системы радиационной безопасности принимают участие и другие специализированные международные организации: Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР); Международная комиссия по радиологическим единицам и измерениям (МКРЕ); Международная организация труда (МОТ); Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ); Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) ООН; Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ);