Текст книги "Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски"

Миф шестой: если облучённый не погиб от лучевой болезни, то обязательно умрёт от рака

Как вы думаете, на сколько лет раньше умирают выжившие после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, в сравнении с необлучёнными японцами? В среднем эти люди – в Японии их называют хибакуси – живут на 5–6 лет дольше. Это не оговорка. Да, хибакуси – люди больные. Но забота государства, специальные методики оздоровления с лихвой компенсируют вредное действие облучения.

Умирают от рака вовсе не все облучённые. И даже не большинство, лишь небольшая часть. Спустя пятьдесят лет после Хиросимы и Нагасаки из 86000 хибакуси в живых оставалась половина! А всего от рака, вызванного радиацией, умерло менее пятисот хибакуси [1].

Но опасения по поводу онкологических заболеваний обоснованы. Рост раковых заболеваний доказывают, в том числе, и результаты наблюдений американских врачей – именно за хибакуси. Особенно за теми, кто получил дозу более 0,5–1 Зв, но не умер от лучевой болезни. В 1950-х годах было замечено, что люди из этой большой группы населения (специалисты используют выражение когорта) стали чаще болеть и умирать. Сначала от лейкозов (рак крови, иначе – лейкемия, или белокровие), а позднее от других форм онкологических заболеваний.

Причём зависимость оказалась чёткой: чем ближе находились люди к эпицентру взрыва, тем чаще в этой группе болели раком. Американцы рассчитали примерные дозы, которые получили хибакуси, и прикинули, как эти дозы влияют на смертность от рака. Для этого построили график. По оси абсцисс отложили дозу, а по оси ординат – число смертельных злокачественных опухолей, пересчитанных на 100 тысяч облученных. Причём в расчёт брали только число дополнительных, избыточных случаев, – тех, что наблюдались сверх обычного (так называемого спонтанного) уровня онкологической смертности. Результаты исследований показаны на рис. 6.1, это называется зависимостью «Доза-эффект».

Рис. 6.1 Зависимость «Доза – эффект»

Что же мы видим?

Первое. Частота избыточных случаев смертельного рака в области больших и средних доз, от 0,2 Зв и выше, выражается прямой линией.

Второе. Если нашу линию мысленно продолжить в область малых доз, она попадёт прямо в нулевую точку; такая зависимость называется линейной (хотя правильней было бы – прямой пропорцией).

Третье. Риск смерти от рака, вызванного радиацией, составляет 0,1 (или 10 %) на 1 Зв (для малых доз сегодня принята цифра в два раза ниже – 5 %, но пока не будем заморачиваться). Что это означает? Например, если дозой 1 Зв облучаются 100 человек, рак ожидается у 10 из них. Много это или мало? Смотря с чем сравнивать. Например, курение повышает такой риск куда сильнее: не на 10 процентов, а в два-три раза.

Всё это стало ясно уже в 1950-е годы. Но наука – радиобиология, радиационная медицина, – на месте не стоит, и к настоящему времени узнали много нового. Что же именно?

Во-первых, оказалось, что риск смерти от радиационного рака зависит не только от величины дозы, но и от возраста (максимальный – у детей) и пола.

Во-вторых, канцерогенная опасность радиации зависит от того, облучается всё тело или же отдельные органы и ткани. Как вы считаете, что хуже: получить 1 Зв на весь организм или, к примеру, только на ноги? Понятно, что полное облучение опаснее. Но в реальных условиях облучение часто бывает неравномерным. Например, внешнее бета-облучение воздействует главным образом на кожу. А при попадании радионуклидов внутрь организма воздействию могут подвергаться отдельные органы и ткани.

Что интересно, такие важные органы, как головной мозг, почки, тонкий кишечник, способны выдержать высокие дозы облучения. А вот мужские семенники (гонады), костный мозг, лёгкие очень уязвимы к облучению. Иными словами, эти органы обладают высокой радиочувствительностью. Как же оценить и сравнить между собой возможный риск онкологических заболеваний при облучении разных органов и тканей?

Для этой цели используют понятие: эффективная эквивалентная доза, или просто – эффективная доза (измеряют её по-прежнему в зивертах). Такая доза учитывает радиочувствительность разных органов и тканей, а также – всего тела человека.

Радиочувствительность выражается взвешивающим коэффициентом для данного органа или ткани (таблица 6.1).

Таблица 6.1 Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы [2]

Эффективная доза представляет собой произведение эквивалентной дозы в органе или ткани на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:

Эквивалентная доза × коэффициент = эффективная доза

Например, в случае эквивалентной дозы на лёгкие (скажем, за счёт вдыхания радиоактивного радона), равной 100 мЗв, эффективная доза будет равна:

100 × 0,12 = 12 мЗв.

Это означает, что риск смерти от радиационного рака при облучении лёгких примерно в восемь раз меньше, чем при облучении той же дозой всего тела.

Если же облучению подвергается весь организм, а не отдельный орган (или несколько органов), значение эффективной дозы совпадёт со значением эквивалентной дозы: ведь сумма всех приведенных в таблице 6.1 взвешивающих коэффициентов равна единице.

В-третьих, важно оценить последствия облучения не только для конкретного человека. Одно дело, когда облучаются десять человек, и совсем другое, – десятки тысяч (Хиросима, Нагасаки) или миллионы (Чернобыль). Масштабы облучения учитывает так называемая коллективная доза. Она представляет собой сумму индивидуальных доз в группе облучённых людей и выражается в человеко-зивертах (чел. – Зв).

Чтобы не запутаться в разных видах доз, взгляните на рис. 6.2 [3].

Рис. 6.2 Дозовые величины, используемые в радиационной гигиене [3]

Сравним два разных случая облучения:

– 10 тысяч человек облучаются дозой 1 Зв каждый;

– 20 тысяч человек облучаются дозой 0,5 Зв каждый.

Для конкретного облученного вероятность смерти от рака тем выше, чем больше полученная им индивидуальная доза. Ясно, что в первой группе находиться опаснее.

А теперь рассчитаем коллективную дозу для каждой из этих групп. Поскольку внутри каждой группы индивидуальные дозы одинаковы, коллективная доза будет представлять произведение индивидуальной дозы на количество облученных. В наших группах коллективные дозы оказались одинаковы и равны

10 000 чел. – Зв:

10 000 чел. × 1 Зв = 10000 чел. – Зв;

20 000 чел. × 0,5 Зв = 10000 чел. – Зв.

Это означает, что число дополнительных смертей от рака на протяжении всей жизни в обеих группах будет одинаково (около тысячи). Но такие серьёзные дозы даже у хибакуси встречались нечасто, средняя доза была 200 мЗв.

На самом деле подобные расчёты куда сложнее. Их результаты зависят ещё и от возраста облучённых (особый разговор – о детях), и от формы онкологических заболеваний (лейкозы отличны от других раков) и т. п. Желающие разобраться детальнее могут обратиться к учебнику по радиационной гигиене [4].

В-четвёртых, в отличие от лучевой болезни, для случаев радиационной онкологии нельзя предсказать, кто именно из облучённых пострадает от рака.

Да, именно так. Это для ОЛБ всё просто: при дозе больше 1 Зв человек неизбежно заболеет, и чем больше доза, тем болезнь тяжелее. А для раковых заболеваний с ростом дозы увеличивается не тяжесть, а частота заболеваний. Рак может возникнуть, а может и не возникнуть. Рассуждение же типа: доза 2 Зв даёт рак, а 0,5 Зв – «маленький рачок» – ошибочное.

Частота (а для отдельного человека – вероятность) – вот ключ к пониманию опасности рака, вызываемого радиацией. И даже не частота, а повышение частоты за счёт облучения. Ведь развитие рака может вызываться самыми разными причинами: курением, стрессами, неправильным питанием и тому подобное. И оценить вину радиации можно лишь косвенно, по статистике: насколько чаще болеют облучённые в сравнении с необлучёнными.

Здесь уместно сделать отступление. В медицине и радиационной гигиене используют такие термины, как риск смерти, канцерогенный эффект, относительный онкологический риск и другие. Проблема в том, что учёные и люди неискушённые понимают эти термины по-разному.

Обычного человека такие слова просто пугают. «Ага, – рассуждает он, – где радиация, там риск умереть от рака; значит, радиация смертельно опасна».

А учёные вкладывают в эти слова другой смысл. Они используют специальные термины, чтобы оценить опасность количественно, в цифрах. Скажем, вероятность, равная 10–6 (одна миллионная) – это мизерная вероятность какого-то потенциально опасного события. Фактически это означает безопасность. А вот вероятность, равная 0,1 (одна десятая, или 10 %), – приличная величина. Один человек может её и не почувствовать, но в группе из ста человек угроза коснётся десяти из них. Для учёного вероятность 10–6 отличается от 0,1, как небо от земли. А для неспециалиста риск смерти, равный 10–6 и 0,1, – звучит одинаково жутковато. Таким образом, понимать риск как синоним реальной опасности неправильно.

Вероятностный характер радиационных раков – их главная особенность. Это означает, что отдалённые эффекты от облучения подчиняются законам теории вероятности, статистики. Подчеркнём: частота онкологических заболеваний может быть рассчитана только для больших групп людей – в зависимости от коллективной дозы. А точно предсказать, кто именно заболеет – невозможно. Нельзя рассуждать так: «Иванов получил дозу 0,5 Зв, ничего страшного, а Петров получил два зиверта, вот он точно умрёт от рака». Подобный прогноз работает для лучевой болезни: Иванов ей не заболеет, а Петров заболеет обязательно. В отношении же онкологических заболеваний действует правило пропорционального риска: у Петрова вероятность заболеть раком выше, чем у Иванова, в четыре раза. Но вероятность не означает неизбежность.

В-пятых (у меня все ходы записаны), прямая зависимость «Доза-эффект» доказана для больших и, с меньшей надёжностью, средних доз облучения. А что же в области малых доз? Казалось бы, какие проблемы? Нужно проследить за состоянием здоровья людей, получивших такие дозы, и обработать полученные данные. Однако не всё так просто. Получить надёжную статистику для малых доз очень, очень трудно: слишком велико значение спонтанной, естественной смертности от рака. И выделить на этом фоне вину именно радиации – невозможно.

Но понятно, что 1 мЗв примерно в тысячу раз безопаснее, чем 1 Зв. И если один зиверт даёт 10 %-ный прирост онкологического риска, то миллизиверт – не более 0,01 %. Для одного человека это нулевая опасность, а для больших групп населения (популяций)? Не будем спешить с выводами, о малых дозах мы побеседуем отдельно и основательно.

В-шестых, раковые заболевания, в отличие от лучевой болезни, проявляются далеко не сразу после облучения. Не бывает такого: «Шёл, поскользнулся, упал, потерял сознание, очнулся – рак». Онкологические заболевания имеют длительный скрытый период. Наиболее быстро (через 2–3 года, максимум через 5-10 лет) возникают смертельные лейкозы, это самая скоротечная форма радиационного рака [4]. К тому же у лейкоза низкий спонтанный уровень заболеваемости, в обычных условиях им болеют редко. По этим-то причинам белокровие чаще связывают с радиацией.

Но наиболее частыми формами рака, вызванного облучением, являются вовсе не лейкозы. Через 20–30 и особенно 40–45 лет после облучения у хибакуси учащались смертельные исходы от рака лёгких, молочной (у женщин) и щитовидной железы. Суммарное число этих исходов в три раза превысило число радиационных лейкозов. Учитывая большой скрытый период онкологических заболеваний, их называют отдалёнными эффектами; помимо радиационных раков, к отдалённым эффектам относят генетические повреждения, о них речь впереди.

В-седьмых, для возникновения отдалённых эффектов, в том числе раковых заболеваний, мощность дозы не так важна, как для лучевой болезни. Двести миллизиверт за час или столько же в течение года – почти не имеет значения. Клетки организма запоминают и накапливают повреждения, ведущие к раку.

«Всё это интересно, – могут сказать читатели. – Но что говорят факты? Какова реальная статистика по раковым заболеваниям, обусловленным радиацией?».

Да, такая статистика существует.

Хибакуси: общее число выживших после ядерной бомбардировки составило около 100000 человек. Дополнительная смертность от всех форм рака оказалась менее 500 человек, или 9 % по отношению к спонтанному уровню (рис. 6.3).

Рис. 6.3 Смертельные злокачественные опухоли у хибакуси, 1950–1990 гг. (графическая обработка данных [5–6])

Обратите внимание на огромные возможности для манипуляций. Захоти я вас попугать, просто сказал бы: «Смертность от лейкозов у облучённых японцев увеличилась вдвое, и это при невысокой средней дозе 200 мЗв». Так оно и есть: доля смертельных радиационных лейкозов составляет 51 %. Страшно? И зря. Сейчас я «забыл» подчеркнуть, что лейкоз – сравнительно редкая форма рака, и поэтому от радиационных лейкозов погибло только 89 хибакуси.

Гораздо чаще встречаются другие формы онкозаболеваний, так называемые солидные раки (с ударением на первом слоге): желудка, кишечника, лёгких.

И правильней считать повышение общей онкологической смертности за счёт облучения. Оно составляет 9 %. Девять, а не пятьдесят!

Основной персонал ФГУП «ПО «Маяк» (12500 человек), – те самые работники, которые в послевоенные годы получали высокие дозы облучения (см. рис. 4.1). Заболеваемость раком у них оказалась на 40 % выше спонтанного уровня [5]. Это очень много, но ведь и облучение было чудовищным: в отдельных случаях дозы достигали 7–8 зиверт в год [7]!

Ликвидаторы чернобыльской катастрофы – около 200000 человек. При средней дозе облучения 100 мЗв смертность от всех форм рака повышается на 3 % [1, 6] (подробнее о ликвидаторах – в главе 9).

Таким образом, при облучении даже большими дозами ни о какой фатальной угрозе и поголовной смерти от рака речь не идёт.

Да, опасно. Но куда меньше, чем курение.

Поэтому слухам, что «некто умер от рака, потому что жил в пяти километрах от атомной станции» – не верьте.

Но помимо лучевой болезни и раковых заболеваний облучение может привести и к другим неприятным последствиям. Об этом – в двух следующих главах.

Литература

1. Чернобыльская радиация в вопросах и ответах.− М.: Изд-во «Комтехпринт», 2005. – 32 с.

2. Нормы радиационной безопасности НРБ–99/2009: санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. – 100 с.

3. Рекомендации-2003 Европейского Комитета по радиационному риску (ЕКРР-2003). Выявление последствий для здоровья облучения ионизирующей радиацией в малых дозах для целей радиационной защиты.− Брюссель, 2003; Москва, 2004. – 220 с.

4. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков Ю.П. Радиационная гигиена: Учебник. – М.: Медицина, 1999. – 384 с.

5. Булдаков Л.А., Калистратова В.С. Радиоактивное излучение и здоровье. – М.: Информ-Атом, 2003. – 165 с.

6. Иванов В.К. Ликвидаторы. Радиологические последствия Чернобыля. − Центр содействия социально-экологическим инициативам атомной отрасли, 2010. – 30 с.

7. Проблемы ядерного наследия и пути их решения. – Т. 1. – Под общей редакцией Е.В. Евстратова и др. – 2012 г. – 356 с. / Цит. по: А. Журавлёв. О радиации, как главном «препятствии» в освоении космоса.

Миф седьмой: всем облучённым грозит бесплодие, а мужчинам – к тому же импотенция

Это правда, если речь идёт о высоких дозах облучения. Как и в случае с лучевой болезнью важна не только доза, но и её мощность: за какое время доза получена. Одно дело – однократное облучение за короткий период (острое облучение: Хиросима, Нагасаки, ядерные аварии, серьёзные радиационные аварии).

Другое дело – облучение хроническое, растянутое во времени, то есть с малой мощностью дозы. Либо дробное облучение, отдельными порциями с перерывами между ними. Такие варианты характерны для вынужденного планируемого переоблучения (персонал ФГУП «ПО «Маяк» в послевоенные годы, облучение онкологических больных).

Какие же именно дозы представляют опасность с точки зрения возможного бесплодия? Пороговые значения, ниже которых опасность отсутствует, приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 Пороговые дозы ионизирующих излучений в отношении репродуктивных функций у взрослых людей [1]

Как видно, постоянное бесплодие возможно только при облучении большими дозами.

Обратите внимание: в данном случае речь идёт о местном, локальном облучении органов размножения. Облучение большими дозами всего организма куда опасней; величины выше 1 Зв привели бы к лучевой болезни, острой или хронической.

То же самое характерно для импотенции: она наблюдается лишь при больших дозах облучения. Тут огромную роль играет ещё и психологический фактор, то есть радиофобия.

Литература

1. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков Ю.П. Радиационная гигиена: Учебник. – М.: Медицина, 1999. – 384 с.

Миф восьмой: у облучённых родителей рождаются дети-мутанты

Как вы думаете, сколько неполноценных детей родилось у японцев, переживших ядерную бомбардировку?

Стоп, вопрос некорректный. Ведь каждый двадцатый младенец в мире рождается с генетическими дефектами. Например, синдром Дауна наблюдается в одном случае на 800 рождений. Ребёнок с аномалиями развития может родиться и у совершенно здоровых родителей. И риск повышается, если родители сами страдают наследственными заболеваниями, если они немолоды или злоупотребляют алкоголем.

А рождение неполноценных детей, вызванное радиацией, невозможно отличить от обычных, спонтанных случаев. Речь может идти только о повышении частоты в сравнении с природным уровнем. Итак, сколько избыточных случаев зафиксировано у хибакуси? Десять, сто, тысяча?

А теперь послушаем правильный ответ: «Среди 27 000 детей, родители которых получили относительно большие дозы во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, были обнаружены лишь две вероятные мутации, а среди примерно такого же числа детей, родители которых получили меньшие дозы, – ни одного случая» [1]. Практически нулевой эффект – даже при рождении ребёнка от обоих облученных родителей [2, 3].

То же самое – относительно персонала ФГУП «ПО «Маяк»: у детей облучённых родителей не выявлено повышения частоты уродств, дефектов физического развития, специфических заболеваний [4]. А как насчет Чернобыля? Аналогично. И у матерей, и у отцов, облученных до зачатия, рождаются физически и умственно полноценные дети [2].

– Да не может быть! Но ведь как же! И в газетах писали, и по телевизору показывали, – раздаются крики недоверчивых читателей.

Кстати, такие возгласы вызываются так называемым эффектом порядка: человек больше доверяет не тому, что правда, а тому, что услышал раньше. Кто первый встал, того и тапки!

Но не на пустом же месте возникли эти слухи? Нет, страх рождения неполноценных детей от облученных родителей имеет реальную основу. Так называемое мутагенное воздействие радиации впервые было установлено ещё в 1925 году советскими учеными Г.А. Надсоном и Г.С. Филатовым в опытах на дрожжах. В 1927 году открытие было подтверждено в экспериментах с дрозофилами. Эта маленькая мушка размножается очень быстро, за что её обожают генетики [5].

А уже в послевоенное время по программе «Грандиозная мышь» в исследовательском центре американского города Ок-Ридж в течение тридцати лет учёные проводили тесты на мышах (семь миллионов белых мышек!). И лишь при огромных количествах подопытных существ удалось доказать учащение генетических эффектов.

А дальше журналисты стали «жарить» полученные результаты. Так мы и узнали о чернобыльском телёнке то ли с шестью, то ли с семью ногами. Никто его не видел по понятной причине: уникального телёночка сразу увезли в сверхсекретную лабораторию. Чтобы с помощью сверхмощного компьютера точнее пересчитать ему ноги.

На самом деле риск вызываемых облучением серьёзных генетических нарушений невысок. В то же время спонтанный, естественный уровень наследственных заболеваний большой, около 5 %: пять младенцев на каждые сто родившихся [5, 6]. И «отловить» при таком огромном количестве отклонений небольшую добавку, вызванную облучением родителей, не удаётся. Её можно лишь рассчитать, исходя из результатов опытов на дрозофилах и мышах.

В таких случаях используют выражение риск. В данном случае – риск генетических (наследственных) эффектов. Радиационное воздействие дозой один зиверт удваивает риск в сравнении со спонтанным уровнем [6]. Но мы уже знаем, что большие дозы облучения встречаются крайне редко. А для малых доз риск наследственных эффектов ниже канцерогенного риска в 27–40 раз [7].

Учёные рассчитали риск наследственных эффектов от чернобыльской аварии. Для жителей девяти радиоактивно загрязнённых областей России, Беларуси и Украины он составил около 100 случаев на миллион человек. Конечно, эти цифры тонут в море спонтанных генетических нарушений. Неизмеримо больший прирост даёт, к примеру, алкоголизм родителей.

Но такую безобидную картину мы имеем лишь в случае облучения родителей до зачатия ребенка. При облучении же беременной женщины, когда воздействию подвергается сам плод, картина резко меняется. Ведь плод – это уже человечек, к тому же чрезвычайно чувствительный ко всякого рода воздействиям. В том числе и к облучению.

Последствия негативного воздействия на плод называют уже не генетическим, а тератогенным (уродующим плод) эффектом. Такое действие могут оказывать не только ионизирующие излучения, но и некоторые лекарства, химические вещества (диоксины, свинец и другие), алкоголь.

В отношении радиационного воздействия выделяют два опаснейших для будущего ребенка периода.

Первый период – начало формирования органов и тканей (две недели после зачатия). Помните пятую главу: наиболее чувствительными к облучению являются молодые и растущие органы и ткани. А эмбриональная ткань является самой уязвимой, тут высок риск глубоких отклонений в физическом развитии ребёнка (уродств). Но только при дозах облучения беременных женщин выше 100 мЗв.

Второй период – облучение в интервале между 8 и 15 неделями беременности дозой выше 200 мЗв. В этом случае у 40 % детей в будущем может развиться тяжёлая умственная отсталость [5].

Таким образом, облучение беременной женщины куда опаснее, чем облучение до зачатия любого из родителей или даже обоих. В то же время последствия облучения плода проявляются лишь при достижении определенного порога дозы: 0,1–0,2 Зв.

Наглядный итог нашей беседы в четырёх последних главах можно увидеть на рис. 8.1.

Рис. 8.1 Влияние дозы облучения на здоровье

Литература

1. Радиация: Дозы, эффекты, риск / Перевод с англ. – М.: Мир, 1988. – 79 с.

2. Булдаков Л.А., Калистратова В.С. Радиоактивное излучение и здоровье. – М.: Информ-Атом, 2003. – 165 с.

3. Э. Дж. Холл. Радиация и жизнь: пер. с англ. – М.: Медицина, 1989. – 256 с.

4. Ларин И. Невсесильная радиация. – Энергия, 1994, № 12. – С. 5–8.

5. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков Ю.П. Радиационная гигиена: Учебник. – М.: Медицина, 1999. – 384 с.

6. Чернобыльская радиация в вопросах и ответах.− М.: Изд-во «Комтехпринт», 2005. – 32 с.

7. Нормы радиационной безопасности НРБ–99/2009: санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. – 100 с.