2018-03-09
170
| ЛПЭ, КэВ мкм-1 | К |
| <10 | 1 |
| 10 — 100 | 0,32 L — 2,2 |
| > 100 | 300/√l |
В процессе сопоставления обнаруживается также логическое соответствие между сортировкой критических органов на группы и выстраиванием их в соответствии с величинами WT.
Группы критических органов и их относительная чувствительность:
• I группа (WT = 1) — все тело, гонады и красный костный мозг;
• II группа (WT = 1/3) — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к I и Ш группам;
• Ш группа (WT =1/6) — кожный покров, костная ткань, предплечья, голени и стопы.
Для количественной реализации принципов "оправданность практической деятельности" и "оптимизация зашиты" МКРЗ рекомендует использовать концепцию польза-затраты. В соответствии с этой концепцией принимаемые меры по радиационной безопасности являются оптимальными, если они приводят к максимальной пользе от данного производства.
При проведении анализа соотношения польза-затраты в понятие "польза" требуется включение всех видов пользы, которую получает все общество, а не только отдельные индивидуумы. "Ущерб", в общем виде, определяют как математическое ожидание ущерба, вызванного облучением, причем принимают во внимание не только вероятность возникновения каждого вида вредности эффекта, но и степень его тяжести. Ущерб, в широком смысле слова, определяют как общую сумму всех неблагоприятных эффектов любого вида деятельности, в частности, финансовую стоимость и вред для здоровья человека.
Чистую пользу В от получаемого продукта или ведения какого-либо производства, связанного с ионизирующим излучением, можно считать равной разнице между общей пользой V и суммой трех компонентов: основной стоимости производства P, стоимости достижения выбранного уровня безопасности X и стоимости возникающего ущерба Y, связанного с данной операцией или с производством, а также с использованием и распределением продукции. Величина Y отражает потери для общества, связанные с недостаточной степенью защищенности.
Исходя из этого МКРЗ считает, что можно формализовать общие методы по принятию решений для выполнения основных принципов радиационной защиты. Эта формализация сводится к следующему:
B = V-(P + X + Y); (5.10)
В → max; X + Y → min; (5.11)
D<ПДД, (5.12)
где D — индивидуальная доза. Здесь в (5.11) подчеркнута общая тенденция в изменении величин, а в (5.12) условие непревышения дозовых пределов.
Вид деятельности оправдан, если можно найти такие значения переменных при которых
В>0 (5.13)
При оптимизации величины социально-экономического критерия оправданности технологии и приемлемости радиационного риска в (5.12) удобно в качестве независимой
переменной величины использовать коллективную эффективную дозу SE. B соответствии с (5.7), подобно коллективному риску, коллективная доза является мерой социального ущерба данного вида деятельности для общества. Точно также, любой выбранный уровень безопасности (степень защищенности) характеризуется коллективной дозой. Необходимо помнить, что принципы ALARA применяются и к индивидуальным и к коллективным дозам. Так, не понимая этого, вскоре после введения ALARA на некоторых предприятиях уменьшали среднюю дозу на работника путем использования большего количества работающих.
Величины V и P для данного вида деятельности можно считать постоянными, не зависящими от Se.. С величиной SE связаны величины Y и Х. При уменьшении SE соответственно снижаются потери, связанные с недостаточной защищенностью Y, но увеличиваются затраты на достижение этого уровня X (затраты на безопасность и защиту). Увеличение SE означает, что затраты на радиационную безопасность X возросли(уменьшились), а стоимость возникающего ущерба Y возросла. Качественно этот подход проиллюстрирован на рис.5.1. При значении SE зависимость X + Y от SE имеет минимум, соответствующий оптимальному уровню радиационной безопасности при введении в практику данного производства.
Рис.5.1. Графическая иллюстрация использования концепции польза-затраты.
При этом, в соответствии с (5.12), пределы доз предназначены ограничить ущерб приемлемыми уровнями риска в случае неравномерности распределения пользы и ущерба среди людей для отдельных индивидуумов. Ограничение стохастических эффектов достигают поддержанием коллективных доз на таком низком уровне, который может быть достигнут при учете социальных и экономических факторов. Отсюда, пределы доз ограничивают индивидуальный риск, а оптимизация — коллективный риск.
Основная трудность при оценках оправданности данного вида деятельности и оптимизации защиты заключается в сложности выражения пользы и ущерба в одинаковых единицах. Полезный эффект, производственные затраты и затраты на радиационную безопасность, как правило, выражаются в стоимостных (денежных) показателях. Необходимость же оценки ущерба для здоровья, особенно летальных исходов, в денежном выражении многих приводит в смущение. Они считают, что здесь существующие проблемы "в самом существенном выступают как мировоззренческие, идеологические, психологические, поскольку они непосредственно затрагивают фундаментальные основы представлений ценности человеческой жизни".
И все же, МКРЗ считает, что получению оценок (5.10) и (5.11) поможет выражение единицы эффективной дозы через денежный эквивалент. Во многих случаях, хорошей аппроксимацией связи между стоимостью ущерба здоровью YH и коллективной дозой является выражение
ΥΗ = α ·SE (5.14)
где α — стоимость единицы коллективной дозы.
Это имеет место, например, когда все индивидуальные дозы малы и нестохастические эффекты исключены. Тогда YН называется экономическим эквивалентом объективного ущерба здоровью.
Если отбросить этические трудности использования монетарного подхода, то из (5.7) и (5.14) следует:
YH=(α/rE)R (5.15)
Легко видеть, что, полагая R = 1 (один фатальный исход), получается:
YН(R=1) = α/rE (5.16)
где YH(R= 1) — стоимость ущерба от одного летального исхода.
Если здесь взять коэффициент риска от смертельного рака и несмертельного рака (приведенного по вреду к последствиям от смертельного рака) rе = 4,8·10-4 (чел · бэр)-1, α = 200 долл./(чел · бэр)(публикация 22 МКРЗ), то α/rE ~ 0,4 млн. долл. на один летальный исход. В такой трактовке α/rE формально выглядит как средняя цена жизни человека.
Однако предлагается подойти к денежной оценке ущерба с иных позиций. Так, по мнению зарубежных авторов, денежное выражение ущерба согласно соотношению (5.15) означает лишь то, что общество не может расходовать бесконечную сумму денег на спасение человека. И речь здесь идет не о цене жизни человека, а о том сколько денежных средств общество может истратить для того, чтобы спасти жизнь. И что гуманизм заключается не в том, чтобы вылечить одного больного, отказав в медицинской помощи пятидесяти другим.
В США отношение к обсуждаемому вопросу юридически закреплено. Например, для руководящего состава лицензированных предприятий составлено "Распределение ответственности по соблюдению принципов ALARA", где имеется следующий пункт: "Должны вноситься изменения, если с их помощью можно достигнуть существенного уменьшения экспозиций при разумной цене".
Этот пункт поднимает вопрос о цене в долларах одного человеко-бэра. Другими словами, насколько большие усилия должны разумно затрачиваться для уменьшения коллективной дозы на один человеко-бэр. Этот вопрос уже обсуждался несколько лет, т.к. многие представители населения хотели бы принять величину стоимости одного человеко-бэра значительно большую, чем вытекает из биологической экстраполяции радиационного риска.
Из международных дискуссий по этой теме становится ясно, что "цена человеческой жизни" различна в разных странах. Это является результатом позиции МКРЗ, считающего, что величина человеко-бэр является "национальным решением" и принимается компетентными органами каждой страны.
Для примера рассмотрим отношение к этой величине в США.
Первое руководство, определявшее стоимость человеко-бэра вышло в 1976 г. Руководство использовало величину 1000 $ за человеко-бэр, как допустимую и определило ее в долларах 1975 г. В 1980 г. в регламентирующих документах предлагается: "Если снижение дозы может быть достигнуто по цене меньшей или равной 2000 $ за человеко-бэр, то эта цена приемлема". Это число появилось путем коррекции выше упоминавшихся 1000 $ на фактор инфляции. (Число выражено в долларах 1980 г.). В индустрии атомных электростанций США обычно используется более консервативная величина в 5000 $ на человеко-бэр (тогда α/rE~ 10 млн. долл. на один летальный исход). Анализ "цена—выгода" осуществляется путем вычислений по результатам снижения коллективной дозы в течение года на конкретном производстве при осуществлении некоторой акции (например, добавление 5 см свинцовой защиты над источником). Вычисляется цена проводящихся изменений. Стоимость должна включать стоимость капитальных конструкций или нового оборудования (деленная на годы жизни усовершенствования), стоимость годового содержания и стоимость простоя предприятия в течение реконструкции. Если стоимость изменений меньше, чем $/человеко-бэр, то изменения необходимо делать.
В НРБ-96 отношение к обсуждаемому вопросу закреплено следующим положением: "Для расчета вероятностных потерь и обоснования расходов на радиационную защиту при реализации принципа оптимизации принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 чел-Зв приводит к потере около 1 чел-года жизни населения".
НАЦИОНАЛЬНЫЕ ПРАВИЛА И НОРМЫ
С момента образования Украины на ее территории действовали все нормативные документы бывшего СССР, которые определили, в частности, порядок и правила действий в областях радиационной безопасности, обращения с радиоактивными отходами (РАО) и других сферах деятельности атомной энергетики.
Развитие национальной правовой и нормативной базы на Украине осуществляется по двухуровневой иерархии: верхний уровень — законы Украины, нижний — нормативные документы (НД).
В 1995 г. Верховная Рада Украины приняла два закона:
· об использовании ядерной энергии и радиационной безопасности.
· об обращении с радиоактивными отходами.
В 1998 году вступил в силу закон Украины "О защите человека от воздействия ионизирующих излучений".
Между новым законодательством и старым НД существует некоторое несоответствие. Новые НД постоянно разрабатываются и принимаются. Так, например, в области обращения с РАО, законодательная и нормативная базы станут полностью обновленными, непротиворечивыми и соответствующими авторитетным международным организациям к 2005 году.
До 1998 года основными документами, регламентирующими вопросы радиационной безопасности, являлись: "Нормы радиационной безопасности (НРБ-76/87)" и "Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП-76/87)".
Вопросы обеспечения безопасности, связанные со спецификой атомных электростанций как возможного источника радиоактивного воздействия на персонал, население и окружающую среду, отражены в "Общих положениях обеспечения безопасности атомных станций" (ОПБ-88).
Радиационно-гигиенические и организационно-технические требования обеспечения радиационной безопасности персонала и населения, охраны окружающей среды при вводе в эксплуатацию АЭС, в процессе ее эксплуатации и при снятии с эксплуатации отдельных энергоблоков регламентируют "Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций (ПРБ АС-89)", а санитарно-гигиенические требования обеспечения радиационной безопасности персонала и населения, проживающего в районе расположения АЭС, охрану окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами и от сбросов избыточного тепла при проектировании, строительстве, эксплуатации и снятии с эксплуатации АЭС, регламентируют и регулируют "Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СПАС-88)".
Нормирование в этих документах осуществлено исходя из следующих основных принципов радиационной безопасности:
• непревышение установленного дозового предела;
• исключение всякого необоснованного облучения;
• снижение доз облучения до возможно низкого уровня.
Нормирование осуществляется дифференцированно для различных категорий облучаемых лиц, различающихся по степени контакта с источниками ионизирующих излучений и условиями проживания. Установлены три категории облучаемых лиц:
Категория А — персонал (профессиональные работники) — лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.
Следует отметить, что НРБ-76/87 введены в законодательном порядке Национальной Комиссией по радиационной защите (НКРЗ) при Минздраве СССР. В 1987 году, в момент введения НРБ-76/87, НКРЗ была, пожалуй, единственной научной организацией в мире, не признающей концепцию линейной беспороговой зависимости доза-эффект, принятой тогда эффективной эквивалентной дозы, оптимизации радиационной защиты и ряда других положений. Поэтому в НРБ-76/87 основные дозовые пределы устанавливаются для индивидуальной максимальной эквивалентной дозы в критическом органе. В качестве основного дозового предела для лиц категории А регламентирована предельно допустимая эквивалентная доза (ПДД) — такое наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.
Категория Б — ограниченная часть населения — лица, которые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения, применяемых в учреждении и (или) удаляемых во внешнюю среду. Таким образом, к категории Б относятся работники учреждения или предприятия, находящиеся во вспомогательных или административно-хозяйственных подразделениях и в пределах санитарно-защитной дозы. Санитарно-защитная зона — это территория вокруг учреждения или источника радиоактивных выбросов, на которой уровень облучения может превысить установленный предел дозы (ПД). В санитарно-защитной зоне запрещено
постоянное проживание населения, накладываются ограничения на ведение сельскохозяйственных и других работ, а также осуществляется радиационный контроль. К категории Б также относится и часть населения, проживающая в зоне наблюдения. Например, проживающие вблизи АЭС, т.е. на территории, где возможно влияние сбросов и выбросов радиоактивных веществ, которые образуются при работе АЭС. На территории зоны наблюдения также проводится систематический радиационный контроль т.к. облучение населения может достигать предела дозы.
ПД — основной дозовый предел для категории Б облучаемых лиц — это такое наибольшее значение индивидуальной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Предел дозы контролируется по мощности эквивалентной дозы внешнего излучения на территории и в помещениях и по уровню радиоактивных выбросов и радиоактивного загрязнения объектов внешней среды. В этом определении под критической группой лиц понимается небольшая по численности группа лиц категории Б, однородная по условиям жизни, возрасту, полу и другим факторам, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию в пределах учреждения, его санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения.
Категория В — население области, края, страны.
Различные органы и ткани человека имеют разную радиочувствительность или неравномерно облучаются. Это учтено в НРБУ-97 использованием концепции критического органа, которая не вытекает из гипотезы о беспороговом действии радиации. Суть концепции — эквивалентная доза облучения данного критического органа не должна превышать установленной предельно допустимой дозы или предела дозы. Критический орган — ткань, орган или часть тела, облучение которого в данных условиях неравномерного облучения организма может причинить наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомства.
В НРБ 76/87 на основе радиобиологических данных в порядке убывания радиочувствительности установлены три группы критических органов:
• 1 группа — все тело; гонады и красный костный мозг;
• 2 группа — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам;
• 3 группа — кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы.
В НРБ-76/87 для каждой категории облучаемых лиц установлены два класса нормативов: основные дозовые пределы и допустимые уровни. Допустимые уровни — нормативные значения поступления радиоактивных веществ в организм, содержание радиоактивных веществ в организме, их концентрация в воде и воздухе, мощность дозы, плотность потока и т.д. рассчитанные из значений основных дозовых пределов ПДД и ПД.
Приказом Министерства Здравоохранения Украины с 01.01.1998г. в Украине взамен норм радиационной безопасности НРБ-76/87 принимаются к исполнению НРБУ-97.
При разработке НРБУ-97 использован международный опыт в области противорадиационной защиты, изложенный в последних публикациях МКРЗ и МАГАТЭ.
По сравнению с международными документами новые нормы радиационной безопасности учитывают ситуацию, которая сложилась на Украине после аварии на ЧАЭС, и базируются на обширном фактическом цифровом материале, а также опыте, приобретенном в процессе работ по ликвидации последствий аварии.
В этой связи главными новыми положениями норм и правил радиационной безопасности Украины (НРБУ) явились:
Принятие концепции эффективной дозы. Эффективная доза — это сумма эквивалентных доз во всех органах и тканях организма, взвешенных по вероятности возникновения стохастических эффектов.
Принятие основных международных принципов радиационной зашиты:
· низкая практическая деятельность, связанная с облучением ионизирующим излучением, не должна применяться, если она не приносит достаточно пользы для облучаемых индивидуумов или общества по сравнению с создаваемым ею ущербом (принцип обоснованности облучения);
· по отношению к каждому источнику ионизирующего излучения величина индивидуальных доз и количество облучаемых лиц должны быть настолько малыми, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов (принцип оптимизации защиты);
· облучение индивидуумов от многих источников ионизирующего излучения не должно превышать установленные основные дозовые пределы (принцип непревышения основных дозовых пределов).
Понятие концепции беспорогового действия ионизирующей радиации для стохастических эффектов облучения.
Использование линейной зависимости доза-эффект, в отдельных случаях — линейно- квадратичной зависимости.
Использование возраст-зависимых моделей и параметров при создании системы допустимых уровней (вторичные уровни) для населения (категория В).
Категории облучаемых лиц:
А — лица ("персонал"), непосредственно работающие с источниками ионизирующего излучения;
Б — лица, не занятые непосредственно работой с источниками излучения, которые могут подвергаться дополнительному облучению в связи с размещением рабочих мест на радиационно-ядерном объекте в помещения, смежных с рабочими местами, где используются источники ионизирующего излучения или находятся в рабочее время в пределах санитарно-защитной зоны радиационно-ядерного объекта;
В —все население.
Выше говорилось о том, что в нормах радиационной безопасности НРБ-76/87, действующих до последнего времени, население разделено на следующие категории облучаемых лиц: категория А — профессионалы, категория Б — ограниченная часть населения и категория В — население области, края, страны. Категория В не имела конкретного дозового предела.
В последних международных разработках по оптимизации радиационной защиты выделено только две категории облучаемых лиц — профессионалы и население.
В НРБУ-97 оставлено три категории, однако категория Б включает только персонал, не работающий непосредственно с источниками ионизирующего излучения, а все население отнесено к категории В.
Введение системы контрольных уровней, как инструмента, с помощью которого закрепляется достигнутый уровень радиационного благополучия.
Введение четырех групп радиационно-гигиенических регламентов.
Гигиенические регламенты включают пределы доз, как базовые, основные пределы, и допустимые уровни, как кратковременно действующие регламенты в случаях планирования
специальных работ или региональные регламенты, фиксирующие достигнутое радиационное благополучие. Кроме этого введены уровни вмешательства и уровни действия в аварийных ситуациях и ситуациях хронического облучения.
Радиационно-гигиенические регламенты первой группы включают научное обоснование числовых значений пределов доз и допустимых уровней, устанавливаемые для категорий облучаемых лиц A, Б, В.
Радиационно-гигиенические регламенты второй группы включают рекомендованные граничные уровни индивидуальных эффективных доз облучения при ведении различных терапевтических и диагностических рентгено- и радиологических медицинских процедур. Данные регламенты включают требования к ограничению медицинского облучения пациентов и добровольцев, оказывающих помощь больным при проведении медицинских процедур и участвующих в проведении научно-исследовательских работ и населения при профилактических исследованиях.
Ралиационно-гигиенические регламенты третьей группы включают уровни вмешательства при радиационных авариях. В этом разделе представлены виды, масштабы и фазы радиационных аварий, а также изложены требования по ограничению облучения персонала и населения в условиях радиационной аварии.
Радиационно-гигиенические регламенты четвертой группы направлены на уменьшение хронического облучения населения от техногенно усиленных источников природного происхождения.
В НРБУ-97 четко определен его правовой статус. Эти положения изложены в отдельном разделе. В этом разделе указано, на кого возлагается ответственность за выполнение норм радиационной безопасности, государственный надзор за их соблюдением.
НРБУ-97 определяет для использования следующие величины и единицы:
Беккерель — единица активности в системе СИ (Бк). Один беккерель равняется одному ядерному преобразованию в секунду или 0,026 нКи.
Бэр — биологический эквивалент рада, внесистемная единица эквивалентной или эффективной дозы ионизирующего излучения: 1 бэр = 0,013в = 0,01 Дж·кг-1.
Грей (Гp) — единица поглощенной дозы ионизирующего излучения (в системе СИ). Внесистемная единица - рад 1 Гр — 100 рад = 1 Дж·кг-1.
Зиверт (Зв) — единица эквивалентной и эффективной дозы в системе СИ. Внесистемная единица — бэр. 1Зв = 1 Дж·кг-1 = 100 бэр.
Кюри (Ku) — внесистемная единица активности радионуклида. 1 Кюри равняется активности 1 г радия-226, в котором за 1 с происходит 37 миллиардов ядерных преобразований.
Рад —внесистемная единица поглощенной дозы ионизирующего излучения. Равна энергии излучения 100 эрг, поглощенной массой 1 г:
1 рад = 0,01 Дж·кг-1 = 0,01 Гр
Рентген — единица экспозиционной дозы фотонного излучения, при прохождении которого сквозь 0,001293 г воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе образуются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. 0,001293 г — это масса 1 см3 атмосферного сухого воздуха при нормальных условиях: температура 00C и давлении 1013 гПа (760 мм рт.ст).
Электрон-вольт (эВ) — внесистемная единица для измерения энергии ионизирующего излучения: 1эВ = 1,6·10-19 Дж.
НРБУ-97 распространяются на ситуации облучения человека источниками ионизирующего излучения в условиях:
• нормальной эксплуатации индустриальных источников ионизирующего излучения;
• медицинской практики;
• радиационных аварий;
• облучения техногенно усиленными источниками природного происхождения. НРБУ-97 включает четыре группы радиационно-гигиенических регламентированных величин:
Первая группа — регламенты для контроля практической деятельности. Их целью является обеспечение облучения персонала и населения на принятом для индивидуума и общества уровне, а также поддержание радиационно-приемлемого состояния окружающей среды и технологий радиационно-ядерных объектов как с позиций ограничения облучения персонала и населения, так и с позиций понижения вероятности возникновения аварий на них.
В эту группу входят:
· пределы доз;
· производные уровни;
· допустимые уровни;
· контрольные уровни.
Вторая группа — регламенты, целью которых является ограничение облучения человека от медицинских источников.
В эту группу входят:
· рекомендованные уровни;
· рекомендованные величины.
Третья группа — регламенты, касающиеся предотвращенной вследствие вмешательства дозы облучения населения в условиях радиационной аварии.
В эту группу входят:
· уровни вмешательства;
· уровни действия.
Четвертая группа — регламенты, касающиеся предотвращенной вследствие вмешательства дозы облучения населения от техногенно усиленных источников природного происхождения.
В эту группу входят:
· уровни вмешательства;
· уровни действия.
ОСНОВНЫЕ ДОЗОВЫЕ ПРЕДЕЛЫ
В НРБ-76/87 дозовые пределы установлены для различных групп критических органов. Для категории А установлена предельно допустимая эквивалентная доза за календарный год (ПДД), а для категории Б — предел дозы за календарный год (ПД) (табл.5.5)
Таблица 5.5.
