Читать книгу Занимательная радиация - Александр Павлович Константинов - Страница 10

Как вы думаете, на сколько лет раньше умирают выжившие после атомной бомбардировке 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, они больные люди. Но забота государства, специальные методики оздоровления с лихвой компенсируют вредное действие облучения.

Нам важно понять: вовсе не все облучённые умирают от рака. И даже не большинство – но 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 человек [1].

Но опасения по поводу онкологических заболеваний основаны на реальных фактах. И в первую очередь – на результатах наблюдений американских медиков именно за хибакуси. Особенно – за теми, кто получил дозу более 0,5—1 Зв, но не умер от лучевой болезни. Так вот, в 1950-х годах была замечена одна особенность, касающаяся их здоровья. Выяснилось, что люди из этой большой группы населения (медики используют выражения популяция или 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 чёткая: чем ближе находились люди к эпицентру взрыва, тем чаще в этой группе болели раком. Медики 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. Те, что наблюдались сверх обычного (так называемого спонтанного) уровня онкологической смертности. Результаты исследований показаны на рис. 6.1 (такую зависимость медики называют «Доза-эффект»).

Рис. 6.1. Зависимость «доза – эффект»

Что же мы видим?

Первое. Частота избыточных случаев смертельного рака в области больших и средних доз (точнее – 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 2—3 раза.

Всё это выяснили уже в 50-е годы прошлого века. Но наука – радиобиология, радиационная медицина и т. д. – на месте не стоит, и к настоящему времени мы узнали много нового. Что же именно?

Во-первых. Оказалось, 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 кожные покровы. 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; как выражаются медики, 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 эффективной эквивалентной дозы, или просто – эффективной дозы (единица измерения – по-прежнему зиверт). 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).

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, при получении 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 (органы), то значение эффективной дозы будет совпадать 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, если 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].

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 будет тем выше, чем больше полученная им индивидуальная доза: 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 для них была 200 мЗв).

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

На самом деле подобные расчёты куда сложнее. Их результаты зависят ещё и от возраста облучённых (особый разговор – дети), и от формы онкологических заболеваний (лейкозы отличны от других раков) и т. п. Желающие разобраться детальнее могут обратиться к добротному 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, да! 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 т. п. И оценить вину радиации можно лишь косвенно, по статистике: насколько чаще болеют облучённые в сравнении с необлучёнными.

Здесь уместно сделать одно отступление. В медицине и в радиационной гигиене используют такие термины, как риск смерти, канцерогенный эффект, относительный онкологический риск и т. п. 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».

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 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 ею 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 4 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? Проследить за состоянием здоровья людей, получивших такие дозы – и обработать полученные данные. Однако не всё так просто. Получить надёжную статистику для малых доз очень трудно: значение спонтанной, естественной смертности от рака слишком велико. И выделить на этом фоне вину именно радиационного рака трудно, а чаще всего 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 популяций…

Не будем спешить с выводами, о малых дозах мы побеседуем отдельно и основательно.

В-шестых. Раковые заболевания проявляются далеко не сразу после облучения (в отличие от лучевой болезни). Не бывает такого варианта: «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 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 лёгкого, 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).

Беседуют пенсионеры.

– Вася, ты помнишь, как мы в 58-ом году служили?

– Ну.

– А помнишь, нам таблетки давали, чтобы мы по девкам особо не тосковали?

– Ну. И что?

– Кажется, эти таблетки начинают действовать.

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 – около 100 000 человек. Дополнительная смертность от всех форм рака составила менее 500 человек, или 9% по отношению к спонтанному уровню (рис. 6.3).

Обратите внимание – какие возможности для манипуляции. Захоти я попугать вас – просто сказал бы: смертность от лейкозов у облучённых японцев увеличилась вдвое – при невысокой средней дозе 200 мЗв. И это правда: 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.

Рис. 6.3. Смертельные злокачественные опухоли у хибакуси, 1650—1990 гг. (графическая обработка данных [5—6])

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

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

Основной персонал ПО «Маяк» числом 12500 человек. Те самые работники, которые в послевоенные годы получали высокие дозы облучения (см. рис. 4.1). Заболеваемость раком на 40% выше спонтанного уровня [5]. Это очень много, но ведь и облучение было чудовищным: дозы в отдельных случаях 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, даже при облучении большими дозами ни о какой фатальной угрозе и поголовной смерти от рака речь не идёт.

Да, опасно. Но куда меньше, чем курение.