CC BY
345
Оценка индивидуальных радиационных рисков при различных сценариях профессионального хронического облучения
Иванов В.К., Кайдалов О.В., Кащеева П.В., Корело А.М.,
Панфилов А.П.1, Василенко Е.К.2
ГУ - Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск;
1 Госкорпорация «Росатом», Москва;
2 ФГУП «ПО «Маяк», Озерск
В работе рассматривается новая технологическая платформа оптимизации радиационной защиты персонала на основе «дозовой матрицы». Приводится оценка радиационного риска при различных сценариях планируемого повышенного облучения. Формируется группа повышенного потенциального риска среди персонала ПО «Маяк», состоящего на индивидуальном дозиметрическом контроле, с учетом действующих стандартов НРБ-99.
Ключевые слова: технологическая платформа радиационной защиты, «дозовая
матрица», радиационный риск персонала ПО «Маяк».
В настоящее время Российская научная комиссия по радиационной защите (РНКРЗ) совместно с госкорпорацией «Росатом» проводят работы в рамках пилотного проекта по внедрению в отрасли новой технологической платформы обеспечения радиационной безопасности персонала, состоящего на индивидуальном дозиметрическом контроле (ИДК) [2-4, 8]. Указанная технологическая платформа оперирует с величинами индивидуального радиационно обусловленного избыточного риска с целью оптимизации процессов радиационной защиты.
В представленной работе дается оценка величины индивидуального радиационного риска персонала по технологии «дозовой матрицы» при различных сценариях, включая повышенное планируемое облучение.
1. От коллективной дозы к «дозовой матрице»
В качестве основного неблагоприятного эффекта радиационного воздействия в международных стандартах, прежде всего, рассматривается индукция возможных сопутствующих онкологических заболеваний.
Иванов В.К.* - Первый зам. Председателя РНКРЗ, зам. директора ГУ - МРНЦ РАМН, член-корреспондент РАМН; Кайдалов О.В. - ведущий научный сотрудник ГУ - МРНЦ РАМН, к.ф.-м.н.; Кащеева П.В. - аспирантка ГУ - МРНЦ РАМН; Корело А.М. - ведущий программист ГУ - МРНЦ РАМН; Панфилов А.П. - начальник отдела Департамента ядерной и радиационной безопасности, организации лицензионной и разрешительной деятельности Госкорпорации «Росатом», к.т.н.; Василенко Е.К. - зам. технического директора ФГУП ПО «Маяк» по охране труда и радиационной безопасности.
* Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королева, 4. Тел.: (495) 956-94-12, (48439) 9-33-90; e-mail: [email protected].
В новых рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) действительно отмечаются серьезные ограничения по возможности использования величины коллективной дозы для оптимизации радиационной защиты [10]. Дело в том, что с точки зрения отдаленных радиологических последствий «большая доза на небольшое число людей не эквивалентна малой дозе на большое число людей, даже если оба эти случая численно соответствуют одинаковой коллективной дозе».
МАГАТЭ еще в 1996 г. на основе рекомендаций Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) подготовило технический документ по оценке индивидуального канцерогенного риска среди работников атомной промышленности. Такие технологии оценки риска успешно действуют в ведущих ядерных странах, например, в США и Великобритании.
Рассмотрим простой пример, приведенный НКДАР ООН. Предположим, 100 млн человек получили крайне низкую дозу облучения - по 1 мЗв. Таким образом, коллективная доза составит 100 тыс. чел-Зв, и в рамках предыдущей модели МКРЗ ожидаемое число радиационно обусловленных смертей от онкологических заболеваний должно составить около 5 тыс. человек. Подтверждается ли это практикой? Результаты крупномасштабных эпидемиологических исследований убедительно свидетельствуют: такое повышение онкологической заболеваемости при малых дозах облучения не доказано.
МКРЗ предлагает уход от коллективной дозы путем введения понятия «дозовой матрицы», обеспечивающей возможность оценки индивидуальных радиационных рисков. Поэтому при оптимизации радиационной защиты населения и персонала на основе международных стандартов основной проблемой в ближайшие годы будет оценка таких рисков.
За последние 20-30 лет были проведены крупномасштабные радиационноэпидемиологические исследования по оценке зависимости «доза-эффект». Здесь, прежде всего, надо выделить данные по Хиросиме и Нагасаки. У жителей этих городов, подвергшихся атомной бомбардировке, число зафиксированных онкологических заболеваний примерно на 9 % превысило ожидаемый (спонтанный) уровень. Было также установлено, что наличие информации только о дозе облучения недостаточно для объективной оценки отдаленных медицинских последствий. Например, частота радиационно обусловленных лейкозов многократно возрастает с уменьшением возраста человека во время облучения (рис. 1) [13]. Все индивидуальные характеристики, дополнительно к дозе облучения, были заложены в модель оценки радиационного риска, которая получила согласование на международном уровне - в МАГАТЭ, МКРЗ, НКДАР ООН. Внедрение этой модели поможет в полной мере реализовать концепцию социально приемлемого риска при различных сценариях облучения.
все раки, кроме лейкозов
5
возраст при облучении | | 10 лет \ | 30 лет [ | 50 лет
Рис. 1. Зависимость радиационного риска от возраста при облучении.
2. НРБ-99: регламентация повышенного планируемого облучения
Согласно Нормам радиационной безопасности (НРБ-99) [9], «профессиональное облучение» представляет собой облучение персонала в процессе его работы с техногенными источниками ионизирующего излучения. Персонал подразделяется на группу А и группу Б, в зависимости от контакта с техногенными источниками излучения. В настоящее время НРБ-99 ограничивают только мощность эффективной дозы (мЗв/год) и накопленную за определенный период дозу облучения. Критерием ограничения является индивидуальный пожизненный риск от техногенного облучения, который принят равным 10-3. Исходя из этой величины риска, для группы А (персонал, работающий непосредственно с техногенными источниками излучения) в нормальных условиях работы допустимая мощность эффективной дозы составляет 20 мЗв/год, что за период трудовой деятельности (50 лет) составит 1000 мЗв. Допускается увеличение мощности дозы до 50 мЗв/год, однако суммарная доза за любые последовательные 5 лет не должна превышать 100 мЗв. В пункте 3.1.3 НРБ-99 указывается, что основные пределы доз, приведенные выше, не включают в себя дозы облучения от других источников.
Кроме основных пределов доз облучения НРБ-99 регламентируют уровень облучения в условиях ликвидации или предотвращения аварии: пункт 3.3 НРБ-99 - «повышенное планируемое облучение». Согласно этому пункту, планируемое повышенное облучение допускается для мужчин старше 30 лет лишь при их добровольном письменном согласии, после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья. При планируемом повышенном облучении допустимая годовая доза составляет 200 мЗв.
Повышенное облучение не допускается:
- для работников, ранее уже облученных в течение года в результате аварии или запланированного повышенного облучения с эффективной дозой 200 мЗв или с эквивалентной дозой, превышающей в четыре раза соответствующие пределы доз, приведенные в табл. 3.1 [9];
- для лиц, имеющих медицинские противопоказания для работы с источниками излучения.
После выполнения работ в условиях планируемого повышенного облучения лица, подвергшиеся облучению в течение года при мощности эффективной дозы, превышающей 100 мЗв/год, при дальнейшей работе не должны подвергаться облучению при мощности дозы не более 20 мЗв/год.
Облучение эффективной дозой свыше 200 мЗв в течение года НРБ-99 рассматривает как потенциально опасное.
Предельные дозы облучения работников, привлекаемых для проведения аварийных и спасательных работ и не относящиеся к персоналу, регламентируются так же, как и для персонала группы А.
Как видно из приведенных выдержек, НРБ-99 предусматривают как широкий диапазон ежегодных доз облучения, так и различные сценарии облучения (нормальный режим, режим планируемого повышенного облучения, режим облучения после проведения работ в условиях повышенного облучения).
Тем не менее, в НРБ-99 остаются открытыми некоторые положения, относящиеся к регламентации планируемого повышенного облучения. Так, в пункте 3.2.1 говорится: «...планируемое повышенное облучение допускается для мужчин старше 30 лет лишь при их добровольном письменном согласии, после информирования о возможных дозах облучения и «риске для здоровья». При этом отсутствует пояснение термина «риск для здоровья» и не приведен метод расчета «риска для здоровья», о котором необходимо информировать лиц, привлекаемых к работам в условиях планируемого повышенного облучения.
Далее, в НРБ-99 в качестве эталонного времени для нормирования доз облучения выбран 1 год. Следовательно, лицо, работающее в условиях планируемого повышенного облучения, может получить эффективную дозу 200 мЗв в течение весьма короткого промежутка времени. Такое облучение может рассматриваться как острое, воздействие которого на здоровье человека по современным представлениям отличается от пролонгированного.
В следующих разделах статьи будут приведены современные подходы к оценке индивидуального риска для здоровья работника, выполняющего работы в условиях планируемого повышенного облучения. Риски будут оцениваться для локализаций солидные раки и лейкозы.
3. Модель радиационных рисков UNSCEAR-94
Исследование японской когорты (LSS-когорта) позволило установить зависимость избыточного относительного риска (ERR) от дозы облучения, возраста при облучении и пола для онкологических заболеваний различной локализации. Эти данные в дальнейшем использовались при разработке моделей радиационных рисков онкологических заболеваний и, в частности, модели НКДАР ООН. НКДАР ООН разработана и предложена к использованию модель радиационных рисков онкологических заболеваний UNSCEAR-94 [14]. Согласно этой модели, ра-диационно обусловленная заболеваемость солидными раками различной локализации при остром облучении представляется в виде избыточного относительного риска ERR и имеет вид:
ERR(D, g) = a ■ D ■ exp (b ■ (g - 25)), (1)
где параметры риска a и b зависят от локализации заболевания; D - доза облучения в Зв; g - возраст на момент облучения. Латентный период для солидных раков принят равным 10 годам. Как видно из (1), на индивидуальном уровне риск ERR не зависит от уровня фоновой заболеваемости. Значения параметров а для солидных раков составляют 0,45 для мужчин и 0,77 для женщин. Для обоих полов b=-0,026.
На рис. 2 для солидных раков представлена зависимость ERR и AR (AR=ERR/(1+ERR) -атрибутивный риск) от возраста при однократном облучении мужчин в возрасте от 20 до 50 лет дозой 0,1 и 1,0 Зв. При расчете рисков учтен 10-летний латентный период. Так, при облучении в 20 лет, радиационный риск начинает сказываться только с 30 лет. Риск в 60 лет определяется дозой, полученной в возрасте 50 лет. Как видно из рисунка, при малых однократных дозах облучения избыточный и атрибутивный риски не превышают 0,1 (10 %) и практически совпадают. С ростом дозы различие в рисках становится весьма существенным. Так, ERR достигает значения 0,5 (50 %), а атрибутивный риск AR=0,34 (34 %). Согласно (1), с возрастом избыточный риск падает. Также уменьшается и атрибутивный риск.
0,6
0,5 и 0,4 <
=
0£
Ё о,з
U
0,2
0,1
О
30 35 40 45 50 55 60
ВОЗРАСТ ЧЕРЕЗ 10 ПЕТ ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ Рис. 2. Зависимость ERR и AR от возраста спустя 10 лет после облучения дозами
0,1 и 1,0 Зв (солидные раки).
Для лейкозов модель UNSCEAR-94 дает риск в виде избыточного абсолютного риска EAR (показатель на 100 тыс. чел.), который следующим образом зависит от дозы облучения, возраста при облучении и времени t, прошедшего со времени облучения:
EAR(D,g,t)
D
D0(g)
1 + ■
D
1,27
exp
t - 25
T(g)
(2)
где значения параметров й0 и тзависят от возраста при облучении д. Эти зависимости приведены в табл. 1. Для лейкозов риск квадратичным образом зависит от дозы й.
Таблица 1
Значения параметров избыточного абсолютного риска EAR лейкозов
в модели UNSCEAR-94
g, лет D0, Зв т, год
мужчины || женщины мужчины || женщины
0 - 19 0,300 0,152 5,88 14,3
20 - 39 0,208 0,103 7,69 33,3
> 40 0,076 0,038 14,3 33,3
Латентный период для лейкозов принят равным 2 годам. Как следует из модели (2), риск с течением времени уменьшается. В случае лейкозов для расчета атрибутивного риска необходимо привлекать данные о фоновой заболеваемости лейкозами. Для иллюстрации модели риска (2) на рис. 3 приведены фоновые показатели заболеваемости лейкозами и избыточный абсолютный риск EAR при дозе облучения 50 мЗв через два года после облучения. Недостатком этой модели является ее скачкообразная зависимость от возраста при облучении. При расчетах атрибутивного риска в дальнейшем использовались среднероссийские показатели заболеваемости лейкозом за 2005 г.
14
12
и
£ ю
о о
< 8 х
л
с с
ш 6 <
О ^
С
2
О
0 10 20 30 40 50 60
ВОЗРАСТ (ЧЕРЕЗ 2 ГОДА ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ)
Рис. 3. Показатели фонового риска лейкозов (сплошная кривая) и избыточного абсолютного риска EAR через два года (латентный период) после облучения дозой 50 мЗв. Избыточный абсолютный риск со временем после облучения уменьшается по экспоненциальному закону (2).
4. Алгоритм расчета атрибутивного риска при пролонгированном облучении
Как следует из моделей рисков (1) и (2), при однократном облучении избыточный относительный риск зависит от дозы облучения и возраста при облучении, а для лейкозов - и от времени, прошедшего после облучения. Поскольку работы в условиях планируемого повышенного облучения могут выполняться в течение нескольких лет, приведем алгоритм расчета риска для
такого режима облучения. При равномерном облучении в течение нескольких лет риски от ежегодного облучения суммируются с учетом дозы и возраста при облучении. В этом случае изменение индивидуального избыточного относительного риска с возрастом будет описываться обыкновенным дифференциальным уравнением с запаздывающим параметром (латентный период):
dERR(u) = ERR(D(u- TL),u- TL), (3)
du
где ERR(u) - избыточный относительный риск индивидуума в возрасте u на данный момент времени; D(u-TL) - доза облучения, полученная в возрасте при облучении g=u-TL. В качестве запаздывающего параметра в уравнение входит латентный период TL. После замены переменной u-TL=g уравнение (3) интегрируется:
u - Tl
ERR (u) = J ERR (D(g ), g )dg , (4)
g о
где g0 - возраст, при котором работник впервые подвергся облучению. Таким образом, интеграл (4) дает значение избыточного относительного риска работника, достигшего возраста u в текущем году. Из (4) также следует, что в настоящий момент риск определяется дозами облучения, который работник накопил 10 и более лет назад.
Поскольку для каждого работника режим облучения или зависимость d(g) индивидуальны, уравнение (4) может быть проинтегрировано только численным методом. Вводя дискретный шаг по возрасту в 1 год, в численном виде интеграл (4) записывается в виде суммы следующим образом:
g = u-Tl
ERR (u) = a• X Dg • exp(b • (g - 25)) , (5)
g=go
где g0, g, u - дискретные величины с шагом в 1 год; Dg - доза облучения, полученная в возрасте g.
Таким образом, для расчета индивидуального избыточного относительного риска ERR работника, направляемого на выполнение работ в условиях повышенного облучения, необходимо иметь данные о предполагаемых планируемых дозах облучения и возраст работника u. При наличии таких данных полный риск ERR заболевания солидными раками на текущий момент определяется по формуле (5). Несколько упрощенный вариант расчета ERR приведен в [12].
После того как найдено значение ERR(u), находится значение индивидуального атрибутивного риска AR(u) по формуле:
AR = ERR • 100%. (6)
1 + ERR
Аналогичный алгоритм использовался и при расчете атрибутивного риска заболевания лейкозами.
5. Зависимость индивидуального атрибутивного риска от сценария работы в условиях планируемого повышенного облучения
Основная задача данного раздела состоит в том, чтобы определить зависимость атрибутивного риска от возможных сценариев облучения при работе в условиях повышенного планируемого облучения и установить тот диапазон режимов работы, который минимизирует индивидуальный риск работника. Далее расчеты относятся только к лицам мужского пола.
5.1. Риск от облучения в нормальных условиях. Солидные раки
В первую очередь рассмотрим, каковы риски у профессионального работника в условиях нормальной эксплуатации источников излучения. В нормальных условиях НРБ-99 допускают ежегодную дозу облучения 20 мЗв. Примем, что работник работает с 20 до 60 лет и ежегодно получает дозу 20 мЗв. Риски за пределами этого возраста не рассматриваются. Для этого работника на рис. 4 представлена зависимость от возраста его индивидуального избыточного относительного риска (ERR) и атрибутивного риска (AR). Согласно современным представлениям [12], атрибутивный риск интерпретируется как вклад облучения в развитие онкологического заболевания (доля «вины» радиации). Величина атрибутивного риска используется при определении компенсационных выплат по случаю онкологических заболеваний работников атомной промышленности Англии [15].
20 м3 в год. сол1ЩНые раки
30 25 2#
б 15
Е
10
5 0
20 30 -10 50 60
ВОЗРАСТ
Рис. 4. Зависимость от возраста индивидуального избыточного относительного риска (ERR) и атрибутивного риска (AR) работника за период работы с 20 до 60 лет
при облучении дозой 20 мЗв/год.
Как видно из рисунка, атрибутивный риск нелинейно зависит от возраста, в то время как накопленная доза облучения линейно нарастает с возрастом со скоростью 20 мЗв/год. К 60 годам атрибутивный риск достигает 18 %. Радиационный риск из-за латентного периода начинает
проявляться с 30 лет. Если использовать градацию по группам риска [8], то в 42 года работник попадает в группу повышенного потенциального риска (AR>>10 %).
Таким образом, расчеты показывают, что в условиях нормальной эксплуатации источников излучения, но при критических дозах облучения индивидуальный атрибутивный риск не превышает 20 %. Этот уровень риска будет использоваться в дальнейшем в качестве реперного при анализе рисков в условиях планируемого повышенного облучения. Из модели риска (1) также следует, что с возрастом как ERR, так и AR уменьшаются - облучение в старшем возрасте приводит к меньшим рискам для здоровья (см. рис. 2).
На рис. 5 показана динамика величины атрибутивного радиационного риска солидных раков при ежегодном облучении персонала дозой 2 мЗв в возрасте от 20 до 60 лет.
2 нЗв'год, солидные раки
3 -
2.5 --------------------------------------------------------
и
о Н----------------1----------------1---------------1---------------
20 30 40 50 G0
ВОЗРАСТ
Рис. S. Зависимость от возраста атрибутивного риска (AR) работника за период работы с 20 до 60 лет при облучении дозой 2 мЗв/год.
Следует отметить, что примерно в 2 мЗв оценивается средняя годовая доза облучения персонала госкорпорации «Росатом» в последние годы. Из рис. Б следует, что величина атрибутивного риска при таком режиме облучения не превышает 2-3 %, что является, безусловно, приемлемым уровнем риска радиационного воздействия по всем современным международным стандартам.
5.2. Риск от облучения в нормальных условиях. Лейкозы
В случае лейкозов при расчете атрибутивного риска необходимо привлекать фоновые (спонтанные) показатели заболеваемости лейкозами. Следует отметить, что спонтанная частота заболеваемости лейкозами невелика и вероятность этого события составляет примерно 10-4 в год. Кроме того, согласно (2), риск от однократного облучения экспоненциально убывает со временем после облучения. Так, согласно табл. 1, при облучении в возрасте 20-39 лет риск EAR уменьшается примерно в три раза через 7 лет.
Для иллюстрации специфики рисков по лейкозам рассмотрим три режима облучения: 20 мЗв/год, 10 мЗв/год и 2 мЗв/год. Период работы, как и в случае солидных раков, с 20 до 60 лет.
На рис. 6 представлена зависимость атрибутивного риска от возраста для указанных трех режимов облучения. Как и следовало ожидать, с увеличением дозы облучения риск возрастает. Качественно все три зависимости ведут себя одинаково: в первые 5-10 лет риски возрастают, затем с 30 до 40 лет наблюдается стабилизация риска, а после 40 лет риски уменьшаются. Как следует из рисунка, при критическом режиме облучения в 20 мЗв/год, максимальные риски достигают 85 %, при облучении в 10 мЗв/год риск доходит до 74 %, а при 2 мЗв/год (уровень облучения в современной атомной промышленности) риск составляет немногим менее 40 %. Как уже было сказано, после 40 лет, несмотря на продолжающееся облучение, атрибутивный риск снижается и при критическом режиме облучения падает практически до 50 %.
Приведенные результаты расчета показывают, что при облучении в возрасте старше 40 лет риск по лейкозам меньше, чем при облучении в возрасте от 30 до 40 лет.
ЛЄНФ0 Ї ы
ВОЗРАСТ
Рис. 6. Зависимость атрибутивного риска лейкозов от возраста для трех режимов облучения в период работы от 20 до 60 лет.
5.3. Риск при планируемом повышенном облучении. Солидные раки
Рассмотрим три сценария работы в условиях планируемого повышенного облучения. Предположим, что имеется три кандидата для проведения работ в течение года, которые отличаются возрастом: 30, 40 и 50 лет. Планируемая доза облучения - 200 мЗв. На рис. 7 представлена для этого сценария зависимость атрибутивного риска от возраста. Как следует из рисунка, максимальному риску подвергается кандидат в возрасте 30 лет - риск для него составляет около 7 %. По мере увеличения возраста кандидатов атрибутивный риск падает и для кандидата,
облучившегося в возрасте 50 лет, составляет немногим более 4 %. Таким образом, чем старше по возрасту кандидат, привлекаемый к работам, тем меньшему риску он подвергается при выполнении работ в условиях планируемого повышенного облучения.
і£
и
соліщньїе І'.ІМІ
40
ВОЗРАСТ
■■Ц) лет 40 лет ■ ■ '50 лет
1
1
| ■ 1 1 | 1
:
Рис. 7. Атрибутивный риск по солидным ракам для трех кандидатов в возрасте 30, 40 и 50 лет, привлекаемых к выполнению работ в течение года в условиях планируемого повышенного облучения. Планируемая доза облучения 200 мЗв.
5.4. Риск при планируемом повышенном облучении. Лейкозы
Для рисков по лейкозам рассмотрим такие же сценарии, как и в пункте 5.3. На рис. 8 представлены результаты расчета рисков по указанным сценариям. В случае лейкозов при дозах облучения в 200 мЗв риски достигают 90 % для кандидата в возрасте 30 лет, что согласуется с расчетами, приведенными на рис. 5. С позиции групп риска [6], кандидаты в возрасте от 30 до 45 лет попадают в группу высокого потенциального риска (АЯ>75 %). Лица старше 45 лет попадают после выполнения работ в условиях повышенного облучения в группу повышенного потенциального риска (50 %<АЯ<75 %). Поскольку риски по лейкозам убывают со временем, то скажем, лица в возрасте 30-45 лет через 5-10 лет переходят в группу повышенного потенциального риска, а через 10-15 лет покидают и эту группу (АЯ<50 %).
Итак, расчеты атрибутивного риска по лейкозам показывают, что, как и в случае солидных раков, лица, привлекаемые к выполнению работ в условиях повышенного облучения в более старшем возрасте, подвергаются меньшим рискам.
ш
эо
б
2 60
3
х
со
I *»
о.
I-
еС
10 о
?0 25 30 35 40 45 50 55 60
ВОЗРАСТ
Рис. 8. Атрибутивный риск по лейкозам для трех кандидатов в возрасте 30, 40 и 50 лет, привлекаемых к выполнению работ в течение года в условиях планируемого повышенного облучения. Планируемая доза облучения 200 мЗв.
5.5. Риск при работе в нормальных условиях и в условиях планируемого
повышенного облучения
Очевидно, что лица, привлекаемые к работам в условиях планируемого повышенного облучения, являются профессионалами и до этого подвергались облучению в нормальных условиях работы с источниками излучения. Как было показано выше, атрибутивный риск на текущий момент зависит от всей предыстории облучения. Этот факт, по-видимому, следует учитывать при оценке рисков при работе в условиях повышенного облучения. В связи с этим рассмотрим сценарий, когда работник с 20 до 60 лет подвергается в нормальных условиях работы облучению в 5 мЗв/год, а в 40 лет в течение года выполнял работы в условиях повышенного планируемого облучения и получил дозу 200 мЗв. Результаты расчетов риска для этого сценария представлены на рис. 9. При таком режиме облучения работник попадает в группу повышенного риска в возрасте 27 лет. После работы в условиях повышенного облучения атрибутивный риск возрастает до 85 % (группа высокого потенциального риска). Примерно через 7 лет риск, несмотря на продолжающееся облучение, опускается ниже 75 %, и работник снова оказывается в группе повышенного риска. К 55 годам он выходит и из этой группы. Сопоставление рис. 8 и 9 показывает, что учет предыстории облучения практически не сказывается на максимальном значении атрибутивного риска. Это связано в первую очередь с соотношением доз облучения в нормальных условиях работы (5 мЗв/год) и в условиях повышенного облучения (200 мЗв/год). При сопоставимых дозах картина поведения рисков изменится.
лейкозы
Рис. 9. Атрибутивный риск по лейкозам при сочетании работ в нормальных условиях и в условиях планируемого повышенного облучения.
6. Расчет избыточного абсолютного риска EAR
Расчет величины ежегодного избыточного абсолютного риска EAR проводился с использованием формул (1) и (2). Формула для расчета EAR имеет вид:
EAR(u, g, D) = ERR(D, g) ■ m(u) , где u - текущий возраст, m(u) - фоновая заболеваемость (смертность). На основе данных [1], построена зависимость онкологической смертности (солидные раки, лейкозы) от заболеваемости. Эти зависимости в области возраста 20-70 лет с достаточной точностью описываются линейной функцией, вид которых представлен на рис. 10 (лейкозы) и 11 (солидные раки). R2 - величина достоверности аппроксимации. Аппроксимация использовалась для перерасчета онкозаболеваемости в онкосмертность.
0 10 20 30 -Ю 50 60
ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ на 100 ТЫС.
Рис. 10. Зависимость показателей смертности от показателя заболеваемости (лейкозы, Россия, 2005 г.). Пунктиром показан линейный тренд: у=0,86х-3,08. Достоверность аппроксимации 0,99.
500 1000 1500
ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ на 100ТЫС.
Рис. 11. Зависимость показателей смертности от показателя заболеваемости (солидные раки, Россия, 2005 г.). Пунктиром показан линейный тренд: у=0,73х-10,75.
Достоверность аппроксимации 1,0.
Рис. 12. Зависимость показателей заболеваемости и смертности от заболеваний системы кровообращения от возраста (НРЭР, 2007 г.).
По последним данным, полученным при исследовании когорты LSS, обнаружено, что облучение приводит к увеличению числа сердечно-сосудистых заболеваний при дозах свыше 500 мЗв [11]. В связи с этим фактом, в данной работе проведен также расчет избыточного абсолютного риска (EAR) для этого класса заболеваний (смертей). EAR здесь рассчитывался так же, как и для солидных раков, за исключением того, что латентный период определялся не временем после облучения, а величиной накопленной дозы. При накопленной дозе облучения менее 500 мЗв EAR=0, при дозе 500 и более мЗв - EAR>0. Значения параметра ERR a =0,45/4 для мужчин и 0,77/4 для женщин. Зависимость от возраста при облучении g отсутствует. На рис. 12 пред-
ставлена зависимость показателей заболеваемости (смертности) системы кровообращения по данным Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НРЭР) для возраста 20-70 лет [5]. Для этого класса заболеваний линейная зависимость между заболеваемостью и смертностью выражена слабо и при расчетах EAR использовались фактические показатели заболеваемости (смертности).
Далее на рис. 13-16 представлена зависимость EAR (заболеваемость, смертность) от возраста при облучении работника дозой 20 мЗв/год в возрасте 18-60 лет: для солидных раков, лейкозов, заболеваний системы кровообращения и всех трех классов заболеваний.
600
500
и 400
J)
t-
О
О
« 300 а:
<
ш
200
100
0
20 30 40 50 60 70
ВОЗРАСТ
Рис. 13. Зависимость от возраста избыточного абсолютного риска EAR для солидных раков.
Доза облучения 20 мЗв/год с 18 до 60 лет.
40 50
ВОЗРАСТ
Рис. 14. Зависимость от возраста избыточного абсолютного риска EAR для лейкозов. Доза облучения 20 мЗв/год с 18 до 60 лет.
40 50
ВОЗРАСТ
Рис. 15. Зависимость от возраста избыточного абсолютного риска БАЯ для заболеваний системы кровообращения. Доза облучения 20 мЗв/год с 18 до 60 лет.
Рис. 16. Зависимость от возраста избыточного абсолютного риска EAR для всех трех классов заболеваний. Доза облучения 20 мЗв/год с 18 до 60 лет.
Как видно из рис. 17, при рассматриваемом режиме облучения (20 мЗв/год) величина избыточного абсолютного риска превышает значение 10-3 (НРБ-99, п. 2.11).
о г~---------------1---------------1----------------1---------------1----------------
20 30 40 50 60 70
ВОЗРАСТ
Рис. 17. Зависимость от возраста усредненного по периоду облучения избыточного абсолютного риска EAR для всех трех классов заболеваний. Доза облучения 20 мЗв/год с 18 до 60 лет. Заштрихованная область: EAR меньше 1 -10-3.
7. Формирование групп потенциального радиационного риска среди персонала ПО «Маяк»
В настоящее время в систему АРМИР [7] (автоматизированное рабочее место по оценке индивидуального риска) включено 9900 человек из персонала ПО «Маяк», состоящего на ИДК. На рис. 18-21 приведены основные характеристики этой группы персонала ПО «Маяк». Было установлено, что к группе потенциального риска (ГПР) по международным стандартам «дозо-вой матрицы» следует отнести 881 человека (8,9 % от всей численности), к группе высокого потенциального риска (ГВПР) - 213 человек (2,1 % от всей численности). Из этих 213 человек 112 человек относятся к ГВПР по солидным ракам.
1600 1400 1200
л
о 1000
0
1 800
с
5 600
X
400 200 0
-20 20- 25- 30- 35- 40- 45- 50- 55- 60- 65- 70-
Возраст, лет
Рис. 18. Возрастное распределение персонала ПО «Маяк». Средний возраст - 44 года.
3000 и 2500 -£ 2000 -1500 -х 1000 -500 -
-5 5- 10- 15- 20- 25- 30- 35- 40- 45- 50-
Стаж на ИДК, лет
Рис. 19. Распределение по стажу персонала ПО «Маяк». Средний стаж - 14 лет.
.0
н
о
0
1 I
0)
ц
о
£
т
-50 50- 100- 150- 200- 250- 300- 350- 400- 450- 500-
Доза, мЗв
Рис. 20. Распределение по накопленной дозе персонала ПО «Маяк». Средняя накопленная доза - 70 мЗв.
1952 1958 1964 1970 1976 1982 1988 1994 2000 2006 Календарный год
Рис. 21. Динамика средней годовой дозы персонала ПО «Маяк». Средняя доза в 2006 г. - 2,8 мЗв.
Как видно из рис. 22, только для 17 человек из 112, входящих в ГВПР по солидным ракам, величина избыточного абсолютного риска (п. 2.11, НРБ-99) превышает к 2008 г. значение 10-3.
Рис. 22. Индивидуальная величина EAR для 112 человек ПО «Маяк», входящих в ГВПР в 2008 г. по солидным ракам.
Используя стандарт НРБ-99 (п. 2.11), сформируем две группы риска:
- группу потенциального риска (ГПР1), в которую входит персонал с превышением индивидуальной оценки EAR величины 10-3 в течение периода работы на ИДК;
- группу высокого потенциального риска (ГВПР1), в которую входит персонал с превышением среднего значения EAR величины 10-3 в течение периода работы на ИДК.
Для определения численности ГПР1 и ГВПР1 получена оценка EAR и среднего EAR для каждого работника ПО «Маяк» (9900 чел.), состоящего на ИДК. Установлено, что в ГПР1 входит 372 человека (средний возраст - 68 лет, средняя накопленная доза - 0,6 Зв), а в ГВПР1 (табл. 2) входит только 7 человек (средний возраст - 74 года, средняя накопленная доза - 2,4 Зв).
Следует еще раз отметить, что для 372 человек точечная оценка EAR в течение периода работы на ИДК превышает величину 10-3, а для 7 человек величину 10-3 превышает усредненная оценка EAR за период работы на ИДК. Вышеперечисленные работники (ГВПР1) получили основное облучение в 50-60-х годах, т.е. в первые годы работы ПО «Маяк». Превышение значений EAR величины 10-3 (группа ГПР1 - 372 человека) также относится к этому периоду работы ПО «Маяк».
Таблица 2
Данные о накопленной дозе и среднему EAR на 25 человек из 9900 работников ПО «Маяк» в 2008 г., 7 человек имеют превышение риска 10-3
ID № цеха Пол Год рождения Накопленная доза Среднее EAR (смертность)
8248 3 0 1934 3,03305 0,00126
13579 1 0 1932 2,18761 0,0011
4688 1 0 1935 2,63002 0,00106
4846 1 0 1935 2,49985 0,00106
8045 3 0 1930 2,0516 0,00104
8481 3 0 1937 2,46777 0,00102
8215 3 0 1936 2,37975 0,00101
7054 3 0 1937 2,14142 0,00086
3940 5 0 1938 2,03291 0,0008
8038 3 0 1933 1,67556 0,00076
4217 5 0 1939 1,67017 0,00065
7037 3 0 1935 1,52429 0,00063
4267 5 0 1937 1,55649 0,0006
4189 5 0 1937 1,41416 0,00058
6822 3 0 1941 1,44755 0,00058
7594 3 0 1935 1,39169 0,00058
3985 5 0 1932 1,22589 0,00056
12615 6 0 1935 1,33082 0,00054
6996 3 0 1939 1,31549 0,0005
7080 3 0 1940 1,26692 0,0005
4172 5 0 1940 1,22783 0,00049
7079 3 0 1940 1,21697 0,00049
7659 3 0 1939 1,259 0,00049
10071 3 0 1937 1,20769 0,00048
2841 2 0 1936 1,08494 0,00047
В Основах госполитики в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности РФ на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, утвержденных Президентом РФ, отмечается, что к основным принципам этой политики относится «реализация концепции социально приемлемого риска». Понятно, что эта концепция может быть реализована только на основе новой технологической платформы радиационной защиты персонала и населения, учитывающей современные международные стандарты, а также безусловном выполнении требований Российских НРБ. В связи с этим необходимо дальнейшее развитие и совершенствование не только системы дозовых ограничений, но и системы управления радиационными рисками профессионального облучения.
Литература
1. Злокачественные новообразования в России в 2005 году (заболеваемость и смертность) /Под ред.
B.И.Чиссова, В.В.Старинского, Г.В.Петровой. М.: ФГУ МНИОИ им. П.А. Герцена, 2007. 252 с.
2. Иванов В.К. Понятие «дозовой матрицы» в проекте новых рекомендаций МКРЗ: определение групп потенциального канцерогенного риска среди персонала АЭС концерна «Росэнергоатом» //АНРИ. 2005. № 4.
C. 14-17.
3. Иванов В.К., Панфилов А.П., Василенко Е.К. и др. АРМИР: «международный аудит» состояния обеспечения радиационной безопасности //АНРИ. 2006. № 4. С. 56-60.
4. Иванов В.К., Панфилов А.П., Василенко Е.К. и др. АРМИР: версия 2.0 //АНРИ. 2007. № 2. С. 41-44.
5. Иванов В.К., Цыб А.Ф. Медицинские радиологические последствия Чернобыля для населения России: оценка радиационных рисков. М.: Медицина, 2002. 392 с.
6. Иванов В.К., Цыб А.Ф., Агапов А.М. и др. Концепция оптимизации системы радиационной защиты в атомной отрасли: управление индивидуальными канцерогенными рисками и оказание адресной медицинской помощи //Радиация и риск. 2004. Спецвыпуск. С. 4-62.
7. Иванов В.К., Цыб А.Ф., Василенко Е.К. и др. Определение групп потенциального радиационного риска при хроническом профессиональном облучении: индивидуальный канцерогенный риск среди персонала ПО «Маяк» //Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. Т. 46, № 6. С. 645-653.
8. Иванов В.К., Цыб А.Ф., Панфилов А.П., Агапов А.М. Оптимизация радиационной защиты: «дозовая матрица». М.: Медицина, 2006. 304 с.
9. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). СП 2.6.2.758-99. М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. 166 с.
10. ICRP Publication 101. Assessing dose of the representative person for the purpose of radiation protection and the optimization of radiological protection: Broadening the process //Annals of the ICRP /Ed. J. Valentin. Elsevier, 2006.
11. ICRP Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection //Annals of the ICRP /Ed. J. Valentin. Elsevier, 2007.
12. Methods for estimating the probability of cancer from occupational radiation exposure. IAEA-TECD0C-870. Vienna, 1996.
13. Preston D.L., Ron E., Tokuoka S. et al. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998 //Radiat. Res. 2007. V. 168. P. 1-64.
14. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. UNSCEAR 1994 report to the General Assembly. New York: UN, 1994.
15. Wakeford R., Antell B., Leigh W. A review of probability of causation and its use in a compensation scheme for nuclear industry workers in the United Kingdom //Health Physics. 1998. V. 74, N 1. P. 1-9.
Assessment of individual radiation risks for different occupational radiation exposure scenarios
Ivanov V.K., Kaidalov O.V., Kashcheeva P.V., Korelo A.M., Panfilov A.P.1, Vasilenko E.K.2
Federal Institution - Medical Radiological Research Center of RAMS, Obninsk;
1 Rosatom State Corporation, Moscow;
2 Industrial Association Mayak, Ozersk
New "dose matrix" approach used for optimization of radiation protection of a personnel is examined. Values of radiation risks calculated for different occupational radiation exposure scenarios are given. Potential enhanced risk group among workers of the Industrial Association Mayak, who are under permanent dosimetry monitoring, is formed on the basis of dosimetric information and existing standards of radiation protection.
Key words: technological platform of radiation protection, "dose matrix", radiation risk among workers of the Industrial Association Mayak.
