Основы радиационной биологии Основные биологические эффекты радиации

1

Что такое ионизирующие излучения. Взаимодействие излучений с веществом.

2

Парадоксы действия ионизирующих излучений

  

Малая поглощенная энергия – летальные эффекты. Малое число пораженных молекул – летальные эффекты. Кривые зависимости эффекта от дозы

3

Кривые доза-эффект

4

Объяснение радиационных парадоксов: теории попадания и мишени Б.Н. Раевский Н.В. Тимофеев-Ресовский

5

Недостатки теории попадания и мишени:

 

н е учитывает биологическую стохастику не принимает во внимание способность клеток к восстановлению

6

На человека и всю биосферу одновременно действуют редкоионизирующие излучения, альфа-частицы радона и его дочерних продуктов распада и УФ свет (излучение Вавилова Черенкова )

7

В Обнинске сделаны открытия способности клеток и хромосом восстанавливаться от повреждений, вызванных ионизирующим излучением В.И. Корогодин Н.В. Лучник

8

Парадигмы радиобиологии и радиационной безопасности

  

Любая поглощенная доза является вредной Существует линейная связь между дозой облучения и регистрируемым эффектом Действие ионизирующего излучения является кумулятивным

9

 

Биологические эффекты острых доз облучения (≥100 Гр) называются детерминистскими. Они безусловно вызывают у человека заболевания. Облучение при низких мощностях доз (≤100 Гр) вызывают заболевания с более низкой вероятностью или стохастичностью (стохастические эффекты).

10

Три механизма гибели (радиационные синдромы)

  

2–10 Гр Костномозговой синдром (кроветворный), гибель на 10–30 сутки 10–100 Гр Желудочно-кишечный синдром, гибель на 3–5 сутки Более 100 Гр Церебральный синдром, гибель от нескольких минут до 48 ч

11

Классификация острой лучевой болезни Легкая степень 1–2 Гр; Средняя степень 2–4 Гр; Тяжелая степень 4–6 Гр

12

Доза рентгеновского излучения ЛД50/30, Гр

Свинья Морская свинка Человек ЛД 50/60 Обезьяна Мышь Крыса Кролик 2 2,8 3 4 6,6 7 8

13

Сокращение продолжительности жизни мышей

14

Сокращение продолжительности жизни Данные 1956 года - из 80.000 американских врачей, умерших между 1930 и 1954 гг. средний возраст радиологов был 60,5 лет, а врачей, не связанных с облучением– 65,7 года

15

По данным американских и японских исследователей, в результате современных защитных мероприятий рентгеновского обследования продолжительность жизни врачей рентгенологов увеличилась по сравнению с аналогичной для других врачей на 3-5 лет.

16

Развитие личинок из яиц Drosophila melanogaster при ЕРФ (1) и в низкофоновой камере. 2 – сниженный фон, 3 – компенсированный фон

100 80 60 40 20 0 0 2 3 1 2 10 Время, сут 11 17

Carlson et al. (1957) Начиная с четвертого месяца жизни, крыс облучали по 16 ч/день в течение года

Мощность дозы, Р/сутки Продолжи тельность жизни, сут % от контроля

0,28 0,60 2,57 3,96 Контроль 493 510 650 590 445 110 115 146 133 100

18

Средняя продолжительность жизни собак Dougherty (1967)

Число собак Доза Ra 226, мкКи/кг дни Параметр %

34 23 0 0,0624 3518 3991 100 113

19

(Gianferrari et al., 1962), Италия (провинция Vercelli Piemonte)

Показатель Повышенный ЕРФ Нормальный ЕРФ Содержание урана Средняя доза за год, мрад Общее число смертей за 1941-1958 гг Из них от рака 20,8 552 802 122 1,0 147 1467 173

20

Отношение смертности населения, живущего на большой высоте (3000 футов) и на уровне моря, к средней смертности по США от всех видов рака Mason, Miller (1974)

Место жительства Для мужчин Для женщин На большой высоте 0,52 0,86 На уровне моря 1,23 1,03

21

Frigerio, Stowe, 1976

Количество штатов США

7 14 14

Средний ЕРФ, мрад/год Смертность от всех видов опухолей на 100000 чел.

210 170 118 126,3 132,2 146,8

22

Китайская Народная Республика в 1970–1978 гг. (Luxin, 1981) провинция Гуангдонг с 80 000 населения

Показатель

Поглощенная доза, мрад/год Смертность от опухолей на 100 000 человек

Повышенный ЕРФ

300 41,1

ЕРФ

110 48,8

23

Средняя продолжительность жизни рабочих Ханфорда, США (Barkev, 1978)

Мужчины Женщины

Облучавшиеся до допустимых уровней Не облучав шиеся

78,7 81,2 71,3 75,4

24

Статистические показатели жизненности населения ФРГ и Швеции. Облученность радоном в Швеции в 3-4 раза выше, чем в ФРГ

Показатель

Продолжительность жизни мужчин

ФРГ

69,9

Швеция

73,0 Продолжительность жизни женщин 76,6 79,0

25

Зависимость смертности населения от рака легкого от концентрации радона в домах США (Cohen, 1995)

1,2 1,0 0,8 0,6 0 1 2 3 4 5 6 Средний уровень радона, пКu/л 26

Смертность от лейкемии людей, подвергшихся бомбардировке в Хиросиме и Нагасаки (Hattori, 1994)

10000 1000 100 10 1 10 100 Поглощенная доза, сГр Контроль 1000 27

Смертность населения после аварии на «Маяке» (Kostyuchenko, Krestinina, 1994). Кривая 1 –уровень смертности по стране, кривая 2 - облученные жители

11 2 10 1 9 8 0 100 200 300 Доза, мЗв 400 500 28

Онкологическая смертность после аварии на предприятии «Маяк» (Kostyuchenko, Krestinina, 1994). Кривая 1 – необлученное население Челябинской области, кривая 2 – облученные жители 200 180 160 140 120 100 80 60 0 100 200 300 Доза, мЗв 400 1 2 500 29

Авария на ядерном реакторе в Чернобыле. Для устранения последствий аварии было привлечено около 200000 ликвидаторов. В 1986 и 1987 гг. они получили дозу около 100 мЗв. Состояние здоровья этих рабочих изучалось Международным Чернобыльским проектом.

30

Результаты Российского Национального Медицинского Дозиметрического Регистра свидетельствуют, что в Брянской области показатель заболеваемости лейкозами не превышает этой величины по стране в целом.

Не было зарегистрировано повышения и общей смертности от раков.

31

Смертность от рака радиационно-облученных рабочих разных стран (Luckey, 2007).

100 80 60 40 20 0 4 5 6 8 3 2 0,3 0,5 1,0 1 2,0 5,0 Доза, сЗв 7 10,0 20,0 50,0 32

В 1982–1983 гг. источник Со-60 случайно попал на свалку металлических отходов. В 1983–1984 гг. из них были построены 180 зданий, в которых размещались около 1700 квартир. В этих квартирах проживало и продолжает проживать около 10.000 населения, подвергаясь хроническому облучению при очень высокой мощности дозы вплоть до 1 мЗв/час, а оцененная максимальная ежегодная доза достигала 1 Зв. В первый же год проживания (1983) мощность дозы достигала 50 мЗв/год.

33

После 21 года проживания в загрязненных апартаментах доза варьировала от 0,4 до 6,0 Зв (Chen et al., 2004). Эти дозы были выше выживших после бомбардировок в Японии т выше, чем дозы, полученные ликвидаторами ЧАЭС

34

Смертность от рака общей популяции (1) Тайваня и облученных Со-60 резидентов (2)

160 140 120 100 80 60 40 1 20 2 0 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Годы 35

Более 2000 детей родились в загрязненных квартирах. По статистике ожидалось 46 детей с врожденными дефектами. Фактически выявлены только 3 таких ребенка

36



Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели человека считается риск, равный 10 -6 в год.



Малым считается риск гибели человека, равный 10 -8 в год.

37

Причина

Автомобильный транспорт Пожар, падения, ожог Отравления Огнестрельное оружие Водный транспорт

Степень риска

3·10 -4 4·10 -5 2·10 -5 10 -5 9·10 -6

38

Причина

Воздушный транспорт Железная дорога Молния Атомная энергия

Степень риска

9·10-6 4·10-7 5·10-7 2·10-10

39

ВЫВОДЫ 1. ЕРФ необходим для биосферы 2. Повышение ЕРФ в 10-50 раз не оказывает вредного действия 3. Профессионалы атомной энергетики характеризуются пониженной вероятностью онкозаболеваний 4. Люди, облученные в малых дозах, характеризуются пониженной вероятностью онкологии 5. Риск гибели человека от атомной энергии составляет 10 -10 в год

40

Исследования проведены при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда и Правительства Калужской области (проект №12-16-40002а(р)

41

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

42