РАДИАЦИОННЫЕ РИСКИ КАК СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ МЕР РАДИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ: УРОКИ ЧЕРНОБЫЛЯ ДЛЯ ФУКУСИМЫ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
6546
УДК 614.876
РАДИАЦИОННЫЕ РИСКИ
КАК СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ МЕР
РАДИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ:
УРОКИ ЧЕРНОБЫЛЯ ДЛЯ ФУКУСИМЫ
С.Ю. Чекин
ФГБУ МРНЦ Минздрава России
Россия, 249036, Калужская обл., г. Обнинск, ул. Королева, 4.
E-mail: nrer@obninsk.com
В.К. Иванов
ФГБУ МРНЦ Минздрава России
Россия, 249036, Калужская обл., г. Обнинск, ул. Королева, 4.
E-mail: nrer@obninsk.com
М.А. Максютов
ФГБУ МРНЦ Минздрава России
Россия, 249036, Калужская обл., г. Обнинск, ул. Королева, 4.
E-mail: nrer@obninsk.com
Ключевые слова: задачи управления, эффективность, практическое здравоохранение,
радиационный риск, радиационная защита, радиационная авария, Чернобыль, Фукусима
Аннотация: Получены прогнозные оценки радиологических последствий аварии на
АЭС «Фукусима-1» на основе моделей МКРЗ. Порядок величин ожидаемых долгосроч-
ных эффектов – 300 дополнительных случаев рака пожизненно и максимальная этиоло-
гическая доля радиации для солидных раков 5,6 %. Оценки носят предварительный
(консервативный) характер ввиду неполноты основных дозиметрических и демографи-
ческих данных. На основе опыта преодоления последствий аварии на Чернобыльской
АЭС показано, что для управления эффективностью мер преодоления радиологических
последствий аварии на АЭС «Фукусима-1» недостаточно информации о дозах облучения
населения. Необходимо ранжирование населения по группам величины радиационного
риска.
1. Введение
В июне 1986 г. Правительство Советского Союза приняло решение о создании ре-
гистра лиц, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Черно-
быльской АЭС (ЧАЭС). На сегодняшний день база данных Национального радиацион-
но-эпидемиологического регистра (НРЭР) России включает индивидуальные медико-
дозиметрические сведения на 700 тысяч человек за 25 лет наблюдения. В НРЭР пред-
ставлены 4 основные группы наблюдения: проживающие на загрязненных территориях
– 457 тыс. чел., эвакуированные – 8 тыс. чел., ликвидаторы последствий аварии – 196
тыс. чел., дети ликвидаторов – 39 тыс. чел. Радиационно-эпидемиологические исследо-
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.6547
вания проводятся по следующим направлениям: основные причины смерти, лейкозы,
солидные раки, рак щитовидной железы, нераковые заболевания.
Характеристика доз облучения лиц, зарегистрированных в НРЭР, приведена в от-
чете Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) при ООН [1]: ликви-
даторы – средняя доза внешнего облучения в 1986 г. составила 170 мЗв, средняя доза за
весь период восстановительных работ (1986-1990 гг.) – 100 мЗв; население загрязнен-
ных территорий – при плотности загрязнения 137Cs менее 185 кБк/м2 – 5 мЗв, при
плотности более 185 кБк/м2 – 25 мЗв. На юго-западных территориях Брянской области,
где расстояние до Чернобыльской АЭС было до 150 км, дети получили среднюю дозу
облучения щитовидной железы от инкорпорированного I-131 порядка 250 мЗв.
2. Оценка радиационные рисков как средство управления
эффективностью мер радиологической защиты
2.1. Радиационные риски ликвидаторов Чернобыльской аварии
При использовании линейной беспороговой (linear non-threshold, LNT) модели ра-
диационного риска основные оценки радиационных рисков для российской когорты
чернобыльских ликвидаторов находятся в хорошем количественном согласии с резуль-
татами оценок для японской когорты LSS [2-3]. Однако, минимальный латентный пе-
риод для радиационно-связанных солидных раков в российской когорте оценивается в
4 года [4], по сравнению с принятым сегодня периодом в 10 лет [2]. Не найдено так же
статистически значимой зависимости между заболеваемостью раком щитовидной же-
лезы и внешним гамма облучением всего тела ликвидаторов [5].
Хотя различие между качеством подгонки LNT модели и различных нелинейных
моделей не являлось статистически значимым, непараметрические оценки риска рос-
сийских ликвидаторов не дают прямых свидетельств наличия радиационных рисков для
доз менее 150 мГр. Для смертности по причине солидных раков в российской когорте
ликвидаторов оценка рисков в дозовых группах показывает статистически значимые
радиационные риски для доз облучения всего тела свыше 150 мГр. (рис. 1) [6].
2,5
Дозовые группы:
(0 - 50 мГр) - контроль
Относительный риск (RR)
2 (50 - 100 мГр]
(свыше 100 мГр)
1,5
1
0,5
0
0 50 100 150 200 250
Доза (мГр)
Рис. 1. Оценки относительного риска (RR) смертности по причине солидных раков по
дозовым группам. Точки: средняя доза 82,9 мГр, RR=0,92; средняя доза 195 мГр,
RR=1,61; вертикальные линии представляют 95% доверительные интервалы; горизон-
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.6548
тальная линия RR = 1 представляет отсутствие радиационного риска. Дозовые группы: 0
– 50 мГр (контрольная группа), 50 – 150 мГр, 150 – 250 мГр.
Для лейкемии, исключая хронический лимфолейкоз (ХЛЛ), оценки в дозовых
группах также демонстрируют статистически значимые радиационные риски для доз
облучения всего тела свыше 150 мГр (таблица 1) [7].
Таблица 1. Относительный риск (RR) лейкемии (исключая ХЛЛ) для когорты россий-
ских ликвидаторов в дозовых группах и по периодам наблюдения.
Дозовая Человеко- 90%
Период Средняя Число Относительный
группа, годы под на- Доверительный
наблюдения доза, мГр случаев риск (RR)
мГр блюдением интервал
0-50 15,2 41 517,457 1 -
1986 – 2007 50-150 91,6 30 454,277 0,75 (0,50; 1,33)
150-500 210,5 40 407,846 1,10 (0,76; 1,60)
0-50 11,9 17 338,576 1 -
1986 – 1997 50-150 91,8 9 243,186 0,71 (0,35; 1,44)
150-500 210,5 25 226,256 1,90 (1,11; 3,25)
0-50 21,6 24 178,881 1 -
1998 – 2007 50-150 91,3 21 211,091 0,76 (0,47; 1,25)
150-500 210,6 15 181,590 0,62 (0,36; 1,07)
Для всех гематологических злокачественных новообразований среди ликвидаторов
Белоруссии, России и стран Балтии оценки в дозовых группах дали статистически зна-
чимые дозовые риски для доз на красный костный мозг свыше 200 мГр [8]. Для рака
щитовидной железы у ликвидаторов тех же стран радиационные риски статистически
значимы для доз свыше 300 мГр [9]. Последний результат был получен в исследовани-
ях методом случай-контроль.
Принимая во внимание данные по Чернобыльской аварии, прогноз радиологиче-
ских последствий аварии на АЭС в Фукусиме был рассмотрен в [10]. Было показано,
что для такого прогноза не достаточно представлений о последствиях атомных бомбар-
дировок японских городов в 1945 г., и более широкий круг современных радиационно-
эпидемиологических данных должен быть принят во внимание.
2.2. Радиационные риски российского населения
после Чернобыльской аварии
Основным стохастическим эффектом после Чернобыльской аварии был повышен-
ный риск рака щитовидной железы среди детей и подростков за счет облучения от ра-
диоизотопов йода в апреле – мае 1986 г.. В России оценки в дозовых группах показы-
вают статистически значимый радиационный риск заболеваемости раком щитовидной
железы для доз поглощенных доз в щитовидной железе свыше 250 мГр (таблица 2) [11].
Таблица 2. Оценки относительного риска (RR) заболеваемости раком щитовидной же-
лезы для детей и подростков (0-17 лет при облучении) для жителей загрязненных терри-
торий России.
Дозовая группа, Средняя доза, Человеко-
Число случаев RR (95% ДИ) p
Гр Гр годы
0-0.05 0,027 49 288,218 1
0.05-0.1 0,072 53 318,536 1,01 (0,68; 1,49) > 0,5
0.1-0.15 0,124 37 212,491 1,18 (0,77; 1,81) 0,046
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.6549
Дозовая группа, Средняя доза, Человеко-
Число случаев RR (95% ДИ) p
Гр Гр годы
0.15-0.2 0,173 18 131,218 0,91 (0,52; 1,53) > 0,5
0.2-0.25 0,222 18 97,500 1,64 (0,93; 2,76) 0,085
0.25-0.3 0,273 16 75,420 2,15 (1,18; 3,69) 0,013
0.3-0.35 0,324 17 44,432 3,12 (1,75; 5,30) < 0,001
0.35-0.5 0,418 20 94,791 2,31 (1,35; 3,83) 0,003
> 0.5 0,860 19 107,504 2,40 (1,36; 4,03) 0,002
Широкое применение ультразвуковых исследований щитовидной железы у детей и
подростков после Чернобыльской аварии привело к очень значительному эффекту
скрининга и многократному (8-ми кратному) увеличению показателей заболеваемости
раком щитовидной железы на загрязненных территориях по сравнению с данными об-
щей медицинской статистики по всей России. Показано, что этот эффект скрининга ни-
как не связан с дозами на щитовидную железу и обязательно должен учитываться при
оценках риска в аналогичных ситуациях, в том числе и в ситуации после Фукусимской
аварии [11].
После Чернобыльской аварии наблюдался так же рост показателей заболеваемости
нераковыми заболеваниями щитовидной железы (зоб, кисты, узлы и т.п. ), что не уди-
вительно при наличии эффекта скрининга. Однако, регрессионный анализ показал, что
в течение первых 10-ти лет после аварии диффузный зоб вносил большой вклад в дозо-
вый ответ по заболеваниям щитовидной железы среди молодых мужчин (моложе 25-ти
лет на время диагноза): отношение шансов в дозе 1 Гр оценивалось как 1,36 с 95% до-
верительным интервалом (1,05; 1,99) [12].
2.3. Ранжирование облученных лиц по уровням радиационного риска
По статистической мощности возможных исследований НРЭР значительно превы-
шает основной источник данных, использовавшийся до сих пор для обоснования дей-
ствующих норм радиационной безопасности, – когорту облученных лиц японских го-
родов Хиросимы и Нагасаки (86 тысяч человек). Японская когорта подверглась остро-
му облучению в результате атомных бомбардировок в 1945 г. в широком диапазоне доз.
Дозы облучения ликвидаторов аварии на ЧАЭС и населения загрязненных радио-
нуклидами территорий России, в основном, существенно меньше доз облучения в
японской когорте и получены за более длительные промежутки времени. Это позволяет
рассчитывать на получение объективных данных о радиационных рисках человека в
области средних и малых доз и мощностей доз облучения (менее 0,1 Гр в сутки). Исхо-
дя из условий облучения и социальных условий, анализ радиологических последствий
аварии на ЧАЭС может дать дополнительную информацию для прогноза последствий
аварии на АЭС в Фукусиме, по сравнению с известными результатами анализа япон-
ской когорты лиц, переживших атомные бомбардировки (Life span study cohort, или ко-
горта LSS) [2, 3].
Результаты проведенных в НРЭР радиационно-эпидемиологических исследований
можно использовать для управления эффективностью мероприятий органов практиче-
ского здравоохранения, направленных на минимизацию радиологических последствий
радиационных аварий. Основной задачей является формирование групп, ранжирован-
ных по радиационному риску, как с учетом международных рекомендаций, так и на ос-
нове данных НРЭР. Применительно к российским условиям, в результате проведенных
эпидемиологических исследований были сформированы группы риска по ликвидато-
рам и жителям загрязненных территорий. Важно подчеркнуть, что если по данным чер-
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.6550
нобыльского отчета НКДАР ООН [1] общее число лиц, подвергшихся радиационному
воздействию в России, оценивается в 2,2 млн. человек, то группа значимого риска со-
ставляет примерно 76 тыс. человек (32,2 тыс. ликвидаторов и 43,6 тыс. населения), а
группа высокого радиационного риска – только 22 тыс. человек (таблица 3).
Таблица 3. Результаты формирования ранжированных групп радиационного риска по-
сле Чернобыльской аварии, по данным НРЭР о российских облученных контингентах.
Ликвидаторы последствий Население загрязненных
Группа риска
аварии на ЧАЭС территорий
Группа значимого радиаци-
32,2 тыс. чел. 43,6 тыс. чел.
онного риска
Группа высокого
7,5 тыс. чел. 14,3 тыс. чел.
радиационного риска
Имея такую информацию, органы практического здравоохранения могут обеспе-
чить оказание адресной, своевременной и эффективной медико-диагностической по-
мощи.
2.4. Прогноз радиологических последствий аварии
на АЭС «Фукусима-1»
Процедура прогноза радиационно-индуцированной заболеваемости состоит в при-
менении идентифицированных математических моделей риска с исходными данными о
численности и половозрастной структуре популяции, подвергшейся радиационному
воздействию и о дозах этого воздействия. Коэффициенты пожизненного радиационного
риска зависят от пола и возраста при облучении. Например, если японский мальчик в
возрасте 1 год получил дозу облучения 10 мЗв, то вероятность, что он в течение пред-
стоящей жизни заболеет радиационно-индуцированным солидным раком, составляет
150/10000=1,5 %. Для японских женщин коэффициенты пожизненного атрибутивного
риска примерно в 1,5 раза больше, чем для мужчин.
Оценка годовых доз внешнего облучения была впервые опубликована на Интернет
сайте японского Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологии
(MEXT) [13]. Основываясь на данных MEXT, французский Институт радиационной
защиты и ядерной безопасности (IRSN) построили дозовую карту, где уровни доз начи-
наются с 5 мЗв [14]. В докладе IRSN также приведена оценка численности населения,
проживающего на территориях, подвергшихся радиационному воздействию, но она яв-
ляется неофициальной. По оценке IRSN за пределами 20-километровой зоны на терри-
ториях, где годовая доза внешнего облучения превышает 5 мЗв, проживает свыше 360
тысяч жителей. На территориях, где годовая доза превышает 100 мЗв, проживает более
2 тысяч (таблица 4). Данные о возрастной структуре населения не приведены.
Таблица 4. Оценка численности населения, проживающего на загрязненных территори-
ях, исключая 20-километровую зону [14].
Годовая доза внешнего
5-10 10-16 16-50 50-100 100-500
облучения, мЗв
Население, чел. 292000 43000 21100 3100 2200
Результаты оценки радиационных рисков и числа ожидаемых радиационно-
связанных случаев рака среди японского населения по моделям МКРЗ [15] приведены в
таблице 5.
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.6551
Таблица 5. Прогноз НРЭР радиационно-индуцированной заболеваемости солидными
раками для населения, подвергшегося облучению в результате аварии на АЭС «Фукуси-
ма-1».
Годовая доза внешнего
5-10 10-16 16-50 50-100 100-500
облучения, мЗв
Население, чел. 292000 43000 21100 3100 2200
Число радиационно-
индуцированных солидных 150 39 48 16 45
раков
Этиологическая доля, % 0,2 0,3 0,7 1,5 5,6
Пожизненно на загрязненных территориях можно ожидать около 300 дополнитель-
ных, радиационно-связанных случаев рака. Максимальная этиологическая доля радиа-
ции для солидных раков составит 5,6 % (на наиболее загрязненных территориях).
3. Заключение
Рассматривая аварию на АЭС в Фукусиме, Yamashita S. и Suzuki S. [16] отметили,
что применение проспективных эпидемиологических исследований риска здоровью че-
ловека от облучения в малых дозах, а так же всесторонняя радиационная защита долж-
ны рассматриваться на основе уроков, полученных при ликвидации последствий Чер-
нобыльской аварии. Mabuchi K. и соавторы [17] отметили важность полного понимания
эффектов влияния возраста человека на радиационные риски для достижения эффек-
тивности мер радиационной защиты.
Полученные в настоящей работе прогнозные оценки радиологических последствий
аварии на АЭС «Фукусима-1» на основе моделей МКРЗ [15] демонстрируют порядок
величин ожидаемых долгосрочных эффектов (300 дополнительных случаев рака по-
жизненно и максимальная этиологическая доля радиации для солидных раков 5,6 %)
Оценки носят предварительный (консервативный) характер ввиду неполноты ос-
новных дозиметрических и демографических данных.
На основе опыта преодоления последствий аварии на Чернобыльской АЭС можно
заключить, что для управления эффективностью мер преодоления радиологических по-
следствий аварии на АЭС «Фукусима-1» недостаточно информации о дозах облучения
населения. Необходимо ранжирование населения по группам величины радиационного
риска на основе радиационно-эпидемиологических заключений.
Список литературы
1. Effects of Ionizing Radiation. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation.
UNSCEAR 2006 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. Vol. I. United Nations, New
York, 2008. 383 p.
2. Preston DL, Shimizu Y, Pierce DA, Suyama A, Mabuchi K. Studies of mortality of atomic bomb survivors.
Report 13: solid cancer and noncancer disease mortality: 1950-1997 // Radiation Research. 2012. Vol. 178,
No. 2. P. 146-172.
3. Ozasa K, Shimizu Y, Suyama A, Kasagi F, Soda M, Grant EJ, Sakata R, Sugiyama H, Kodama K. Studies
of the mortality of atomic bomb survivors, Report 14, 1950-2003: an overview of cancer and noncancer dis-
eases // Radiation Research. 2012. Vol. 177, No. 3. P. 229-243.
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.6552
4. Ivanov V.K., Gorsky A.I., Kashcheev V.V., Maksioutov M.A., Tumanov K.A. Latent period in induction of
radiogenic solid tumors in the cohort of emergency workers // Radiation Environment Biophysics. 2009.
Vol. 48, No. 3. P. 247-252.
5. Ivanov V.K., Chekin S.Yu., Kashcheev V.V., Maksioutov M.A., Tumanov K.A. Risk of thyroid cancer
among Chernobyl emergency workers of Russia // Radiat. Environ. Biophys. 2008. Vol. 47, No. 4. P. 463-
467.
6. Иванов В.К., Чекин С.Ю., Кащеев В.В., Максютов М.А., Туманов К.А., Цыб А.Ф. Смертность ликви-
даторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС: дозовая зависимость и группы потенциального
риска. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2011. Том 51, № 1, С. 41-48.
7. Ivanov V.K., Tsyb A.F., Khait S.E., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A.
Leukemia incidence in the Russian cohort of Chernobyl emergency workers // Radiation Environment
Biophysics. 2012. Vol. 51, No. 2. P. 143-149.
8. Kesminiene A, Evrard AS, Ivanov VK, Malakhova IV, Kurtinaitis J, Stengrevics A, Tekkel M, Anspaugh
LR, Bouville A, Chekin S, Chumak VV, Drozdovitch V, Gapanovich V, Golovanov I, Hubert P, Illichev
SV, Khait SE, Kryuchkov VP, Maceika E, Maksyoutov M, Mirkhaidarov AK, Polyakov S, Shchukina N,
Tenet V, Tserakhovich TI, Tsykalo A, Tukov AR, Cardis E. Risk of hematological malignancies among
Chernobyl liquidators // Radiation Research. 2008. Vol.170, No. 6. P. 721-735.
9. Kesminiene A, Evrard AS, Ivanov VK, Malakhova IV, Kurtinaitise J, Stengrevics A, Tekkel M, Chekin S,
Drozdovitch V, Gavrilin Y, Golovanov I, Kryuchkov VP, Maceika E, Mirkhaidarov AK, Polyakov S, Tenet
V, Tukov AR, Byrnes G, Cardis E. Risk of thyroid cancer among chernobyl liquidators // Radiation Re-
search. 2012. Vol.178, No. 5. P. 425-436.
10. Ivanov V.K. Lessons from Chernobyl and prognosis for Fukushima: radiological consequences // Journal
Radiological Protection. 2012. Vol. 32, No. 1. P. 55-58.
11. Ivanov V.K., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Vlasov O.K., Shchukina
N.V., Tsyb A.F. Radiation-epidemiological studies of thyroid cancer incidence in Russia after the Chernobyl
accident (estimation of radiation risks, 1991–2008 follow-up period) // Radiation Protection Dosimetry.
2012. Vol. 151, No. 3. P. 489-499.
12. Ivanov V.K., Chekin S.Y., Parshin V.S., Vlasov O.K., Maksioutov M.A., Tsyb A.F., Andreev V.A., Hoshi
M, Yamashita S, Shibata Y. Non-cancer thyroid diseases among children in the Kaluga and Bryansk regions
of the Russian Federation exposed to radiation following the Chernobyl accident // Health Physics. 2005.
Vol. 88, No. 1. P. 16-22.
13. http://www.irsn.fr/EN/news/Documents/IRSN-Fukushima-Report-DRPH-23052011.pdf
14. http://www.mext.go.jp/component/english/__icsFiles/afieldfile/2011/06/14/1305904_0424e.pdf
15. Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.
Annals of the ICRP. 2007. Vol. 37, No. 2-4. Elsevier, 2007. 332 Р.
16. Yamashita S, Suzuki S. Risk of thyroid cancer after the Fukushima nuclear power plant accident // Respira-
tory Investigations. 2013. Vol. 51, No. 3. P. 128-133.
17. Mabuchi K, Hatch M, Little MP, Linet MS, Simon SL. Risk of thyroid cancer after adult radiation exposure:
time to re-assess? // Radiation Research. 2013. Vol. 179, No. 2. P. 254-256.
XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ
ВСПУ-2014
Москва 16-19 июня 2014 г.Вы также можете почитать
