Зоны радиоактивного заражения при авариях на АЭС.

Радионуклидный состав аварийного выброса существенно отлича­ется от состава продуктов ядерного взрыва. Если в бомбе процесс деления идет мгновенно и при ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада, то в ядерных реакторах на АЭС процесс деления длится несколько месяцев и более. За этот срок короткоживущие изотопы распадаются. Поэтому в реакторах идет накопление радионуклидов с большим периодом полураспада. Все они, как правило, являются бета-гамма-излучателями. Кроме того, после ядерного взрыва радиоактивные изотопы распределяются в зависимости от своего агрегатного состояния: газы рассеиваюся в верхних слоях атмосферы, остальные продукты деления постепенно выпадают в виде пепла и с атмосферными осадками. При ава­риях на АЭС, в результате нарушения герметичности ТВЭЛов, происходит высвобождение только газообразных и легколетучих веществ – благородных газов (криптонов и ксенонов) и парообразного йода. Основная масса долгоживущих изотопов находится в твердой фазе и остается фиксированной в среде ядерного топлива. Поэтому при радиоактивных выбросах в закрытых помещениях (помещение с атомной энергетической установкой, подводная лодка) основным поражающим фактором становятся радиоактивные благородные газы. При последующем распаде благородных газов образуются дочерние радионуклиды, многие из которых будут пребывать уже не в газообразном, а аэрозольном состоянии.

Вследствие недолговечности жизни радионуклидов при ядерном взрыве на следе радиоак­тивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения («Правило семикратного снижения»). При аварии на АЭС, за счет присутствия долгоживущих изотопов, резкого уменьшения мощности дозы не наблюдается - уровень радиации на местности снижается медленно. Здесь «правило семикратного снижения» не работает.

И еще одна особенность. При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина несколько иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэро­зольном состоянии. Поэтому существенный вклад в формирование радиационного воздействия вносит доза внутреннего облучения(получаемого путем инкорпорирования через желудочно-кишечный тракт или ингаляционно).

С самого начала катастрофы на Чернобыльской АЭС шли дискуссии о роли поступления в организм радионуклидов с воздухом, питьевой водой и пищей. Имела место склонность к завышенной оценке вклада внутреннего облучения. При расчете эквивалентной дозы некоторые радиологи показания дозиметра (внешнее облучение) умножали на коэффициент 10, что быстро приводило бы к искусственному исчерпанию дозового ресурса, так как уже при измеренной дозе 2,5 Р эквивалентная доза, исчисленная по этой методике, должна была составлять 25 бэр (Предельно допустимая доза облучения военнослужащих-ликвидаторов по Приказу МО СССР 1986г. составляла как раз 25 бэр). Однако, исследования, проведенные в Научном центре при Оперативной группе Министерства Обороны РФ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, показали, что вклад в облучение организма, обусловленный радионуклидами, поступившими ингаляционно, составляет единицы процентов, и суммарная доза в процессе выполнения работ на радиоактивно загрязненной территории формируется в основном за счет внешнего облучения. Профилактика попадания в организм радионуклидов с пищей и питьевой водой достигалась путем обеспечения привозным экологически чистым продовольствием, запрета использовать продукты питания местных заготовок и строгого контроля качества продовольствия, поступающего через торговые организации (Чвырев В.Г., 2006).

Лица, участвовавшие в ликвидации пожара на ЧАЭС, подверглись многостороннему внешнему гамма-облучению, которое было относительно равномерным ввиду гигантских размеров излучающей струи и пролонгированного характера воздействия. Одновременно происходило бета-облучение пострадавших из окружавшего (но ограниченного) объема воздуха, ингаляционное заражение радиоактивными продуктами деления за счет радиоактивных газов и аэрозолей, а также наружное загрязнение кожи, волос, одежды (пыль, капельная дисперсия).

Источником излучения были также фрагменты ТВЭЛов, разбросанные взрывом в непосредственной близости от реактора. В отличие от поступавшей в течение многих суток из реактора струи, в состав которой входили главным образом радиоактивные благородные газы (изотопы криптона и ксенона), пары изотопов йода и цезия, обломки ядерного топлива включали и наиболее тугоплавкие элементы, в том числе альфа-излучатели (уран и плутоний), а также стронций. В непосредственной близости к разрушенному реактору могло иметь значение и гамма-нейтронное излучение из кратера реактора, поскольку защита была частично разрушена, а основная масса ядерного топлива оставалась в активной зоне реактора, и реакция деления продолжалась, температура в реакторе еще долго превышала 1500°С.

О соотношении вкладов различных видов ионизирующих излучений на организм судить можно было лишь ретроспективно, главным образом по клиническим проявлениям общего и местного лучевого поражения. Только доза поглощенного щитовидной железой радиоактивного йода (преимущественно изотоп I-131) и степень радиоактивного загрязнения одежды, обуви и кожных покровов достаточно точно определялись впоследствии при радиометрии.

Загрязнение местности в результате аварии на ЧАЭС происходило в бли­жайшей зоне (80 км) в течение 4-5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30-км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле. Из-за этого оттуда было эвакуировано все население. К 1990 году (через 14 лет! после аварии) во многих районах уровень радиации уменьшился и приблизился к фоновым значениям 12—18 мкР/ч. Припять и Чернобыль и на сегодня представляют опасность для жизни.

Безусловно, объем и степень радиационного воздействия на людей при аварии на АЭС, будут зависеть от ряда факторов. Главным образом, они будут определяться:

ü величиной, продолжительностью и изотопным составом продуктов ядерного деления аварийного выброса,

ü метеоусловиями (скорость и направление ветра, осадки и др.) в момент аварии и в ходе формирования радиоактивного следа на местности,

ü расстоянием от аварийного выброса до места проживания людей,

ü защитными свойствами зданий, сооружений и иных мест укрытий и средств защиты,

ü своевременности и грамотности проведения мероприятий медицинской защиты и др.

Влияние ионизирующих излучений на организм и последствия облучения были подробно изучены на результатах наблюдений и обследований пострадавших от ядерных бомбардировок двух японских городов Хиросимы и Нагасаки на исходе Второй мировой войны в 1945 году. Что касается радиационных последствий при авариях на атомных энергетических установках, то их изучением были заняты множество исследователей на материалах, прежде всего, чернобыльской катастрофы. В целом, эффекты и последствия радиоактивного облучения можно классифицировать следующим образом.

Ранние эффекты облучения:

§ Острая лучевая болезнь (от воздействия внешнего гамма-облучения).

§ Местные лучевые поражения – лучевые дерматиты, ожоги кожи и слизистых (от воздействия внешнего бетта-облучения).

§ Сочетанные лучевые поражения (в результате совместного воздействия различных видов ионизирующих излучений).

§ Комбинированные поражения вследствие сопутствующих аварии пожаров, взрывов.

Ранние эффекты облучения наиболее вероятны у людей, находящихся вблизи аварийного объекта.

Отдаленные эффекты облучения связаны с острым или хроническим (в малых дозах – менее 0,5 Зв) воздействием ионизирующего излучения. Хроническая лучевая болезнь от многократного внешнего и внутреннего облучения малыми дозами определялась как главный вид радиационных поражений населения, проживающего на территории аварийного выброса ЧАЭС (И.С.Бадюгин, 1992). К числу отдаленных последствий эффектов облучения отнесены рост частоты заболеваемости острыми лейкозами, другими злокачественными новообразованиями (в первую очередь раком желудка, молочной железы, щитовидной железы), появление генетических или мутационных дефектов, эмбритотоксических воздействий (гибель эмбриона, тератогенез, умственная отсталость, канцерогенез), нарушение репродуктивной функции и др. Вероятность возникновения онкологических и генетических последствий существует при сколь угодно малых дозах облучения. Эти эффекты называются стохастическими (вероятные, случайные). Неблагоприятные эффекты, для которых существует пороговая доза и степень тяжести их нарастает с увеличением дозы облучения, называются нестохастическими (например, лучевая катаракта, нарушение воспроизводительной функции и т.д.).

Определение того, какая часть заболеваний явилась следствием аварии — весьма сложная задача для медицины и статистики.

Лица, участвовавшие в ликвидации аварии на ЧАЭС, а также проживающие в местностях с повышенным радиационным фоном, не только подверглись и подвергаются определенным дозам ионизирующих излучений, но в ряде других отношений, существенно отличаются от остальной популяции. Ведущее значение для многих лиц приобрели многообразные по этиологии психологические последствия причастности к аварийной ситуации. Мы имеем в виду «психический Чернобыль», эпидемию радиационного страха, поразившую огромные массы людей.

Повсеместно регистрируемый на загрязненных территориях рост показателей заболеваемости для большинства нозологических форм, очевидно, отражает улучшение выявляемости, а не истинный рост заболеваемости – вывод само собой разумеющийся, но верный лишь отчасти. Он не может быть распространен на онкологическую заболеваемость, в том числе на лейкозы, болезни щитовидной железы, даже на проявления психической травматизации, нередко тягостные, угрожающие инвалидизацией и социальной ущербностью. В зонах умеренного радиологического загрязнения постоянные жители вынуждены соблюдать ряд ограничений в производстве сельскохозяйственных продуктов, в сроках пребывания на открытом пространстве (для детей). Все это способствует развитию авитаминозов и алиментарных диспропорций, хронической гиподинамии и т.д.

В этих условиях различить последствия собственно радиационного воздействия и сложного комплекса нерадиационных и парамедицинских факторов при возникновении у обследуемых тех или иных нарушений крайне сложно. Сопоставление с совокупностями обследованных в благополучных районах не решает всех вопросов реперезентативности найденных различий для квалификации их как собственно пострадиационный синдром (Е.Е.Гогин с соавт., 2000).

Подводя итог медико-тактической характеристике, можно отметить, что очаг радиационного поражения при авариях на радиационно-опасном объекте имеет следующие особенности:

- Вследствие наличия в аварийном выбросе долгоживущих радиоактивных изотопов спад уровней радиации на местности происходит медленно.

- Существенный вклад в формирование дозы облучения вносит внутреннее облучение за счет инкорпорирования радионуклидов.

- Из радионуклидного состава аварийного выброса наибольшее медико-биологическое значение для человека имеют радиоактивный йод, цезий, стронций.

- Основным видом патологии на ранней фазе аварии являются острая лучевая болезнь от внешнего гамма-облучения (вблизи аварии), позднее – хроническая лучевая болезнь вследствие внешнего облучения и инкорпорирования радионуклидов.

Контрольные вопросы.

1. Какие объекты относят к радиационно-опасным? (7.1).

2. Какой тип ядерного реактора функционировал на чернобыльской АЭС? (7.2).

3. Каковы основные факторы опасности ядерных реакторов? (7.3).

4. В чем разница понятий «радиационная авария» и «радиационный инцидент»? (7.4).

5. Какому уровню радиационных аварий по международной шкале классификации соответствует авария на Чернобыльской АЭС? (7.4).

6. Назовите наиболее биологически значимые радионуклиды аварийного выброса и их «органы-мишени». (7.5).

7. Какими путями может осуществляться радиационное воздействие на организм в результате аварии на радиационно-опасном объекте? (7.5).

8. Каковы ранние и отдаленные эффекты облучения? (7.5).

9. Каковы основные медико-тактические характеристики (особенности) очага радиационного поражения при авариях на радиационно-опасном объекте? (7.5).

Благоразумный человек предупреждает неприятности,

мужественный – переносит их без сожалений.

Питтак