CC BY
17
DOI: 10.21870/0131-3878-2022-31-1-15-28 УДК 621.039.586:504.65-614.876(470.333)
Оценка радиационной безопасности населения загрязнённых вследствие аварии на Чернобыльской АЭС районов Брянской области на основе расчёта радиационных рисков с учётом их неопределённостей
Меняйло А.Н., Чекин С.Ю., Власов О.К., Максютов М.А., Кащеев В.В., Корело А.М., Туманов К.А., Щукина Н.В., Пряхин Е.А., Иванов В.К.
МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск
В основе современных рекомендаций Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) лежит классификация ситуаций облучения на планируемые, аварийные и существующие. В планируемых ситуациях для ограничения облучения человека устанавливаются пределы годового риска. Однако, при авариях или в существующих ситуациях облучения постоянное (ежегодное) управление источниками не всегда возможно, поэтому стратегия радиационной защиты посредством контроля предела индивидуального годового риска также не всегда может быть практически реализована. Целью данной работы является оценка радиационной безопасности населения, проживающего в настоящее время (на начало 2022 г.) в шести районах Брянской области, загрязнённых радионуклидами после аварии на ЧАЭС: Гордеевском, Злынковс-ком, Климовском, Клинцовском, Красногорском и Новозыбковском районах. Оценка текущего состояния радиационной безопасности населения основана на расчётах величины радиационного вреда от хронического облучения за счёт проживания в загрязнённых районах, с учётом неопределённости реконструированных доз облучения и параметров математических моделей риска для населения. Радиационный вред вычисляется по современной методике МКРЗ. Исходя из общего принципа консервативности оценки безопасности, расчётные верхние 95% доверительные границы радиационного вреда сравниваются с соответствующим пределом пожизненного радиационного вреда (3,5х10"3), определённым российскими нормами радиационной безопасности (НРБ-99/2009) при нормальных условиях облучения для нормативного периода жизни населения 70 лет. Радиационная безопасность населения Климовского района соответствует нормальным условиям облучения от техногенных источников ионизирующей радиации. Среди населения остальных пяти загрязнённых районов Брянской области определены критические группы, радиационный вред для которых превышает предельный уровень радиационного вреда 3,5х10"3 для нормальных условий облучения населения в планируемых ситуациях. Результаты данной работы могут быть использованы при подготовке рекомендаций органам здравоохранения по улучшению медицинского наблюдения за облучёнными гражданами, проживающими на загрязнённых радионуклидами территориях, а также при разработке нормативных документов по оказанию адресной медицинской помощи лицам из групп повышенного радиационного риска с использованием методов персонализированной медицины.
Ключевые слова: радиационная безопасность, радиационный вред, модель радиационного риска, эквивалентная доза, неопределённость дозы, неопределённость параметров моделей, нормы радиационной безопасности, номинальный коэффициент риска, эффективная доза, авария на Чернобыльской АЭС, 137Cs, население загрязнённых территорий.
Введение
В основе современных рекомендаций Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) лежит классификация ситуаций облучения на планируемые, аварийные и существующие [1]. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) констатирует, что меры по преодолению последствий ядерной или радиационной аварии должны приводить к возобновлению социальной и экономической деятельности человека, возможно, в ситуации «новой нормальности», которая отличается от ситуации облучения до аварии. В контексте современной сис-
Меняйло А.Н.* - вед. науч. сотр., к.б.н.; Чекин С.Ю. - зав. лаб.; Власов О.К. - зав. лаб., д.т.н.; Максютов М.А. - зав. отд., к.т.н.; Кащеев В.В. - зав. лаб., к.б.н.; Корело А.М. - ст. науч. сотр.; Туманов К.А. - зав. лаб., к.б.н.; Щукина Н.В. - ст. науч. сотр.; Пряхин Е.А. - науч. сотр.; Иванов В.К. - науч. руководитель НРЭР, Председатель РНКРЗ, чл.-корр. РАН, д.т.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.
•Контакты: 249035, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: (484) 399-32-81; e-mail: nrer@obninsk.com.
темы радиационной защиты новая нормальность представляет либо существующую ситуацию облучения, либо ситуацию планируемого облучения [2]. В планируемой ситуации индивидуальные дозы обучения и радиационные риски (от всех источников) не должны превышать некоторых предельных значений. При авариях и в ситуациях существующего облучения для ограничения дозы или риска от источника используется понятие «референтного уровня», выше которого планирование облучения недопустимо, а ниже которого радиационная защита должна быть оптимизирована [1]. Референтные уровни ограничивают остаточное облучение, которое сохраняется после проведения защитных мероприятий. В поставарийных существующих ситуациях облучение желательно снижать до предаварийного нормального уровня [1].
Если облучение управляемо и контролируется на протяжении всей жизни человека, то стратегия радиационной защиты может быть основана на установлении предела прироста индивидуального радиационного риска за счёт годового облучения и поступления радионуклидов в организм человека в течение года (такой прирост риска называется годовым риском). В России пределы индивидуального годового риска установлены действующими нормами радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Для населения в нормальных условиях эксплуатации источников ионизирующих излучений этот предел составляет 5х10-5 (за год) [3].
Однако, при авариях или в существующих ситуациях облучения постоянное (ежегодное) управление источниками не всегда возможно, поэтому стратегия радиационной защиты посредством контроля предела индивидуального годового риска также не всегда может быть практически реализована. Типичным примером является радиационная авария с последующим долговременным загрязнением радионуклидами территорий проживания человека. В этом случае через несколько десятков лет после аварии годовые радиационные риски для населения могут оказаться меньше предельного значения просто из-за радиоактивного распада дозообразующих радионуклидов. Однако, пожизненный радиационный риск населения будет оставаться высоким, поскольку определяется всей предыдущей историей облучения, включая аварийный и поставарийный периоды неуправляемого облучения со сравнительно высокими дозами.
Целью данной работы является оценка радиационной безопасности населения, проживающего в настоящее время (на начало 2022 г.) в шести районах Брянской области, загрязнённых радионуклидами после аварии на ЧАЭС: Гордеевском, Злынковском, Климовском, Клинцовском, Красногорском и Новозыбковском районах. Оценка текущего состояния радиационной безопасности населения основана на расчётах индивидуальных пожизненных радиационных рисков от хронического облучения за счёт проживания в загрязнённых районах, с учётом неопределённости реконструированных доз облучения и параметров математических моделей риска для населения. Исходя из общего принципа консервативности оценки безопасности, расчётные верхние 95% доверительные границы (95% ДГ) пожизненных радиационных рисков населения сравниваются с соответствующим пределом пожизненного радиационного риска, определённым НРБ-99/2009 [3] для нормативного периода жизни населения 70 лет (3,5х10-3).
Материалы и методы
В данной статье источником информации об облучении населения является база данных Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НРЭР) [4]. В ней содержатся реконструированные значения индивидуальных эффективных доз для внешнего и внутреннего облучения населения загрязнённых радионуклидами территорий России для каждого календарного года после
чернобыльской аварии. Всего в число исследуемых лиц вошло 63581 человек (27443 мужчины и 36138 женщин). На рис. 1 представлено возрастное распределение исследуемых лиц.
700
^ 600
см
8 500
го . __ * 400
^ 100 0
10
1 • О «л и О:
70
80
90
20 30 40 50 60
Возраст, лет * Мужчины •■•■б>... Женщины
Рис. 1. Распределение численности исследуемого населения по возрасту.
100
Пожизненный радиационный риск для исследуемого населения шести загрязнённых районов в основном определяется внешним и внутренним облучением от радиоизотопа 137^. На рис. 2 представлена зависимость средней накопленной эффективной дозы в зависимости от календарного года в исследуемых регионах. База данных содержит информацию до 2007 г. После этого времени принимается, что облучение происходит до 2022 г. с годовыми дозами 2007 г. В итоге в среднем суммарная накопленная эффективная доза по шести исследуемым районам Брянской области составляет 73 мЗв.
ш 10 а
со ^ г
,а 8 з о чд
е
3 0
, % \ ^ ^ ^ ^ ^ ^ % \ ^ Зц, ^ ^ ^ ^ ^
Календарный год < Средняя ожидаемая эффективная доза внутреннего облучения — ^ — Средняя эффективная доза внешнего облучения
Рис. 2. Динамика годовых эффективных доз внешнего облучения и накопленных ожидаемых эффективных доз внутреннего облучения в зависимости от календарного года.
После 1993 г. суммарные годовые эффективные дозы снижаются до уровня менее 1 мЗв/год, что соответствует пределу доз облучения населения при нормальных условиях эксплуатации источников ионизирующего излучения [3] или остаточной радиоактивности в среде обитания человека, при которой вмешательство малообоснованно [1].
со300
е200
6
4
2
Зависимость накопленной дозы от возраста и пола отдельно по загрязнённым районам Брянской области представлена на рис. 3 и 4. Наибольшая накопленная эффективная доза облучения соответствует Гордеевскому району, здесь средняя доза равна 117 мЗв.
В качестве меры пожизненного радиационного риска используется радиационный вред в соответствии с определением МКРЗ [1]. Радиационный вред рассчитывается на основе метрики радиационного риска «пожизненный атрибутивный риск» (LAR, от англ. lifetime attributable risk). Величина LAR характеризует число избыточных заболеваний злокачественными новообразованиями (ЗНО), которые могут произойти в течение всей последующий жизни в облучённой группе лиц по сравнению с необлучённой с такими же модифицирующими риск факторами (пол, возраст и др.). Радиационный вред, кроме избыточных случаев ЗНО, учитывает соответствующие потери лет жизни и качество жизни для не смертельных случаев ЗНО. Методики расчёта LAR и радиационного вреда на основе моделей риска МКРЗ [1] для внешнего и внутреннего облучения человека были изложены авторами ранее [5, 6].
Ш 180
со
160 140 120 100 80 60 40 20 0
ш
<п к го
I I
О)
с
го X
10
30
50
Возраст в 2022 г.
70
90
■ Гордеевский Злынковский
- Климовский -Клинцовский
■ Красногорский
- Новозыбковский
- Все районы в среднем
Рис. 3. Накопленная эффективная доза облучения мужчин, проживающих в шести загрязнённых районах Брянской области в 2022 г., в зависимости от достигнутого возраста.
180
в
со
160
го"
о 140 го 120
ш
а
X
100 80
60 40
20
10
30
50
Возраст в 2022 г.
70
90
Гордеевский Злынковский Климовский Клинцовский - Красногорский Новозыбковский Все районы в среднем
Рис. 4. Накопленная эффективная доза облучения женщин, проживающих в шести загрязнённых районах Брянской области в 2022 г., в зависимости от достигнутого возраста.
0
Актуальные на сегодняшний день рекомендации МКРЗ [1] содержат модели радиационных рисков для следующих локализаций солидных ЗНО: «Все солидные», «Пищевод», «Желудок», «Толстая кишка», «Печень», «Лёгкое», «Молочная железа», «Яичник», «Мочевой пузырь», «Щитовидная железа», «Остальные солидные». Для радиационного риска лейкозов в данной статье использована модель, опубликованная Preston et al. [7], а для радиационного риска ЗНО кости - модель, рекомендованная Научным комитетом ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) [8].
Для расчёта радиационного вреда от внутреннего облучения необходимо ожидаемые эффективные дозы от поступления с пищей в организм человека изотопов 137Cs перевести в эквивалентные дозы облучения по отдельным органам и тканям. Для этого применяется база данных дозовых коэффициентов. Подробное описание методики такого перехода уже было опубликовано ранее [5]. В этой работе применялась база данных дозовых коэффициентов, разработанная МКРЗ [9], но в данной статье для построения базы данных дозовых коэффициентов использовался набор утилит под общим названием Dose and Risk Calculation Software (DCAL) [10], разработанные Американским агентством по защите окружающей среды (US EPA). Программный комплекс DCAL [10] даёт значения дозовых коэффициентов для 137Cs в динамике на период 27 лет после поступления радионуклида в организм.
Расчёт радиационного вреда проводился с учётом факторов неопределённостей. Прежде всего, учитывались неопределённости реконструированных доз облучения. Для этого принималось, что эффективные дозы внешнего и ожидаемые эффективные дозы от внутреннего облучений распределены по закону логнормального распределения. Для внешнего облучения стандартное геометрическое отклонение было принято равным 1,5, а для внутреннего облучения - 3,5 [4].
Кроме того, свой вклад в неопределённость радиационного вреда вносят неопределённости параметров моделей радиационных рисков, которые, будучи идентифицированы на фактических данных когорты LSS, имеют свои характеристики разброса [7, 11].
Оценка неопределённостей в работе проводилась методом имитационного моделирования. Это означает, что параметры, имеющие неопределённость, разыгрывались случайным образом при помощи генератора псевдослучайных чисел. Разыгранные случайные параметры при подстановке в формулы расчёта риска дают случайные значения радиационного вреда. Набор таких случайных реализаций позволяет в итоге определить доверительные границы радиационного вреда.
Необходимые для расчёта радиационного вреда фоновые (в отсутствие облучения) показатели заболеваемости и смертности облучённого населения предполагались равными соответствующим показателям населения Брянской области в 2019 г. В свою очередь, возрастные показатели Брянской области были реконструированы из соответствующих грубых показателей и половозрастных показателей России в целом за 2019 г. [12].
Также были вычислены значения номинального радиационного вреда для исследованных лиц путём умножения номинального коэффициента риска НРБ-99/2009 [3] (5,5х10-2/Зв) на величину накопленной к 2022 г. суммарной (внешней и внутренней) эффективной дозы. Предельный для нормального облучения уровень радиационного вреда, равный 3,5х10-3, определяется как суммарный прирост индивидуального пожизненного риска за 70 лет жизни при максимально допустимом индивидуальном годовом риске для населения 5,0х10-5 в год [3].
Результаты и обсуждение
На рис. 5 и 6 представлены величины радиационного вреда МКРЗ, соответствующие значения верхней 95% ДГ и оценки номинального вреда НРБ-99/2009 для различных половозрастных групп населения, усреднённые по шести загрязнённым районам Брянской области.
1,4Е-02
1,2Е-02
ч 1,0Е-02
е р
т
^ 8,0Е-03
=г 6,0Е-03 а
4,0Е-03
2,0Е-03
0,0Е+00
10
20
30
40
50 60
Возраст в 2022 г.
70
80
90
100
Среднее значение ---Нижняя 95% ДГ
Номинальный риск (НРБ) ---Верхняя 95% ДГ
Рис. 5. Радиационный вред, его 95% доверительные границы (95% ДГ) и соответствующие значения номинального вреда НРБ-99/2009 [3] для различных возрастов мужского населения шести загрязнённых территорий Брянской области в 2022 г.
1,4Е-02
1,2Е-02
1,0Е-02
ый 8,0Е-03 н н о
^ 6,0Е-03
а д
а
4,0Е-03
2,0Е-03
0,0Е+00
10
20
30
40
50 60
Возраст в 2022 г.
70
80
90
100
Среднее значение ---Нижняя 95% ДГ
Номинальный риск (НРБ) ■ Верхняя 95% ДГ
Рис. 6. Радиационный вред, его 95% доверительные границы (95% ДГ) и соответствующие значения номинального вреда НРБ-99/2009 [3] для различных возрастов женского населения шести загрязнённых территорий Брянской области в 2022 г.
В 2022 г. максимальная доза облучения накоплена лицами возраста 36 лет, всю жизнь проживавшими на загрязнённых в 1986 г. территориях. Максимальные значения радиационного вреда также достигаются в этом возрасте.
Показанные выше данные расчёта говорят о том, что применение номинального вреда без учёта пола и возраста даёт неверное представление о распределении радиационного вреда. Лица мужского пола в возрасте до 45 лет и женского пола до 52 лет (включительно) в 2022 г. имеют средний радиационный вред, рассчитанный по моделям МКРЗ [1], выше номинального.
В точке максимума (36 лет) среднее значение радиационного вреда по шести исследованным регионам Брянской области достигает 4,7х10-3 для мужчин и 7,1 х10-3 для женщин. При этом верхняя 95% ДГ выше среднего значения в 1,7 раза для мужчин и для женщин. Уровень же номинального вреда в этой точке находится в 1,3 раза ниже среднего радиационного вреда для мужчин и в 2,0 раза ниже - для женщин.
Значение номинального вреда после возраста 36 лет практически не меняется и в среднем равно 4,0х10-3. Радиационный вред после 36 лет, усреднённый с весом численности населения, для мужчин равен 2,9х10-3, для женщин - 3,6х10-3, а в среднем для населения обоих полов -3,3х10-3. Средний радиационный вред для населения, рассчитанный по моделям МКРЗ [1], в 1,2 раза ниже номинального вреда для населения, рассчитанного как произведение накопленной эффективной дозы и номинального коэффициента риска НРБ-99/2009 [3].
Среднее значение верхней 95% ДГ радиационного вреда после возраста 36 лет для мужчин равно 4,8х10-3, для женщин - 5,9х10-3, в среднем для населения обоих полов - 5,5х10-3. Для населения обоих полов верхняя 95% ДГ в 1,66 раза выше среднего значения.
В табл. 1 и 2 для мужчин и женщин шести загрязнённых районов Брянской области представлены накопленные к 2022 г. эффективные дозы, средние значения и верхние 95% ДГ радиационного вреда, а также значения номинального вреда НРБ-99/2009 [3]. Усреднение проведено с весом численности населения в заданных районах.
Из табл. 1 и 2 видно, что верхняя 95% ДГ радиационного вреда превышает предельный для нормального облучения уровень 3,5х10-3 [3] для населения обоих полов в Гордеевском, Злынковском и Красногорском районах, а для женского населения - в Новозыбковском районе. При этом средние значения радиационного вреда находятся в основном ниже этого уровня. Исключения Гордеевский район и только для женщин Злынковский район. Здесь превышения уровня 3,5х10-3 наблюдается и для среднего значения. Для Гордеевского и Злынковского районов такое превышение наблюдается и для номинальных рисков для обоих полов.
Таблица 1
Накопленные к 2022 г. эффективные дозы, средние значения и верхние 95% доверительные границы (95% ДГ) радиационного вреда (РВ), а также значения номинального вреда (НРБ-99/2009) для мужского населения шести загрязнённых
районов Брянской области
Район Брянской области Накопленная эффективная доза, мЗв Среднее значение РВ Верхняя 95% ДГ РВ Номинальный вред (НРБ-99/2009)
Гордеевский 90,8 3,9х10-3 6,8х10-3 5,0х10-3
Злынковский 74,0 3,4х10-3 5,5х10-3 4,1 х 10-3
Климовский 13,5 6,3х10-4 8,6х10-4 7,4х10-4
Клинцовский 31,3 1,5х10-3 2,6х10-3 1,7х 10-3
Красногорский 51,0 2,2х10-3 3,7х10-3 2,8х10-3
Новозыбковский 39,0 1,8х10-3 2,4х10-3 2,1 х 10-3
Все районы в целом 51,5 2,3х10-3 3,7х10-3 2,8х10-3
Таблица 2
Накопленные к 2022 г. эффективные дозы, средние значения и верхние 95% доверительные границы (95% ДГ) радиационного вреда (РВ), а также значения номинального вреда (НРБ-99/2009) для женского населения шести загрязнённых
районов Брянской области
Район Брянской области Накопленная эффективная доза, мЗв Среднее значение РВ Верхняя 95% ДГ РВ Номинальный вред (НРБ-99/2009)
Гордеевский 99,5 5,1 х10-3 9,0х10-3 5,5х10-3
Злынковский 78,7 4,3х10-3 7,1 х 10-3 4,3х10-3
Климовский 14,6 8,2х10-4 1,1 х 10-3 8,0х10-4
Клинцовский 34,0 1,8х10-3 3,4х10-3 1,9х 10-3
Красногорский 53,1 2,7х10-3 4,5х10-3 2,9х10-3
Новозыбковский 46,5 2,7х10-3 3,6х10-3 2,6х10-3
Все районы в целом 58,3 3,1 х10-3 5,1 х 10-3 3,2х10-3
На рис. 7 и 8 представлены зависимости радиационного вреда от возраста в 2022 г. по районам Брянской области для мужчин и женщин соответственно. Максимальный в точке максимума (36 лет) для Гордеевского района средний радиационный вред достигает 8,9х10-3 для мужчин и 1,3х10-2 для женщин. Для Злынковского района в точке максимума значения радиационного вреда равны 7,1 х10-3 для мужчин и 1,1 х10-3 для женщин.
На рис. 9 и 10 представлены верхние 95% ДГ радиационного вреда в зависимости от возраста в 2022 г. для мужчин и женщин соответственно. В точке максимума для населения Гордеевского района верхняя 95% ДГ радиационного вреда достигает величины 1,6х10-2 для мужчин и 2,5х10-2 - для женщин. Это в 4,6 и 7,1 раза, соответственно, выше предельного для нормальных условий облучения уровня 3,5х10-3. Для населения Злынковского района верхние 95% ДГ радиационного вреда в точке максимума равны 1,2х10-2 для мужчин (в 3,4 раза выше предельного уровня 3,5х10-3) и 2,0х10-2 для женщин (в 5,7 раза выше предельного уровня 3,5х10-3).
1,5Е-02
ср т
>5
£ 1,0Е-02
I
0
го ^
чд
го р
1 5,0Е-03
р
О
0,0Е+00
10
Рис. 7. Среднее значение радиационного вреда у мужчин для шести загрязнённых районов Брянской области в зависимости от возраста в 2022 г.
30 50 70
Возраст в 2022 г.
90
Гордеевский Злынковский Климовский Клинцовский Красногорский Новозыбковский ■ Все районы в среднем
— — — Уровень 3,5Е-3
1,5E-02
>5 1,0E-02
j
го s ч:
S. 5,0E-03
x
:
ш
CP
О
0,0E+00
• Гордеевский
■ Злынковский
• Климовский
■ Клинцовский
• Красногорский
■ Новозыбковский
• Все районы в среднем
— — — Уровень 3,5E-3
10
30 50 70
Возраст в 2022 г.
90
Рис. 8. Среднее значение радиационного вреда у женщин для шести загрязнённых районов Брянской области в зависимости от возраста в 2022 г.
а
:
ш
J
а
s
:
а р
(U
В
2,6E-02 2,4E-02 2,2E-02 2,0E-02 1,8E-02 1,6E-02 1,4E-02 1,2E-02 1,0E-02 8,0E-03 6,0E-03 4,0E-03 2,0E-03 0,0E+00
■ Гордеевский
■ Злынковский
■ Климовский
■ Клинцовский
■ Красногорский
■ Новозыбковский
■ Все районы в среднем
— — — Уровень 3,5E-3
10
30 50 70
Возраст в 2022 г.
90
Рис. 9. Верхние 95% доверительные границы (ДГ) радиационного вреда у мужчин для шести загрязнённых районов Брянской области в зависимости от возраста в 2022 г.
ю
СП
X
р
О)
В
2,6E-02 2,4E-02 2,2E-02 2,0E-02 1,8E-02 1,6E-02 1,4E-02 1,2E-02 1,0E-02 8,0E-03 6,0E-03 4,0E-03 2,0E-03 0,0E+00
■ Гордеевский Злынковский Климовский
■ Клинцовский Красногорский Новозыбковский
■ Все районы в среднем
— — — Уровень 3,5E-3
10 30 50 70
Возраст в 2022 г.
90
Рис. 10. Верхние 95% доверительные границы (ДГ) радиационного вреда у женщин для шести загрязнённых районов Брянской области в зависимости от возраста в 2022 г.
В данной работе радиационный вред рассчитан на основе моделей радиационных рисков МКРЗ [1]. В то же время существуют другие признанные международные модели, разработанные НКДАР ООН [8] и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) [13]. Эти модели отличаются от моделей МКРЗ как расчётными формулами, так и принятым перечнем локализаций ЗНО. Но наиболее существенным различием является то, что расчёт пожизненного риска на основе моделей МКРЗ подразумевает применения DDREF=2, т.е. коэффициента, в 2 раза снижающего радиационные риски от их исходных, рассчитанных непосредственно по моделям. Поэтому оценка радиационных рисков по методу МКРЗ [1] является менее консервативной, чем оценка по методам НКДАР ООН [8] или ВОЗ [13]. Однако, именно модели риска МКРЗ [1] используются для вычисления коэффициентов номинального риска и последующего обоснования дозовых нормативов [3, 14]. Поэтому в данной работе радиационный вред для населения вычислялся в основном с использованием моделей риска МКРЗ [1].
Расчёты радиационного вреда проводились с учётом неопределённости оценок доз облучения и параметров моделей риска, однако изменение со временем фоновых показателей заболеваемости и смертности населения в расчётах не учитывалось. При прогнозе пожизненных радиационных рисков использовались фоновые показатели за 2019 г. [13], которые, однако, не будут оставаться постоянными на протяжении временного периода прогноза рисков (порядка 100 лет).
Прогнозные средние значения радиационного вреда по половозрастным группам и районам проживания населения в 2022 г. полностью согласуются с соответствующими прогнозными значениями, полученными авторами ранее по данным НРЭР за 2019 г. [6].
Заключение
Оценки номинального радиационного вреда для населения, рассчитанные как произведение накопленной эффективной дозы на номинальный коэффициент риска НРБ-99/2009 [3], в среднем хорошо согласуются со значениями радиационного вреда, рассчитанными по моделям МКРЗ [1], однако номинальный радиационный вред не зависит от пола и возраста облучённых лиц, вследствие чего недостаточно полно характеризует состояние радиационной безопасности облучённого населения и не позволяет корректно выделить критические группы населения.
Лица мужского пола в возрасте до 45 лет и женского пола до 52 лет (включительно) имеют средний радиационный вред, рассчитанный по современной методике МКРЗ [1], выше номинального радиационного вреда. Разница может составлять до 1,3 раза у мужчин и до 2-х раз у женщин. Для лиц старших возрастов радиационный вред, рассчитанный по современной методике МКРЗ [1], меньше номинального: для мужчин в возрасте 70 лет радиационный вред уже в 2,4 раза ниже номинального, а для женщин в этом возрасте - в 2,1 раза ниже номинального.
Критической группой населения в 2022 г. являются лица в возрасте 36 лет. В этом возрасте наблюдается максимальное значение радиационного вреда, достигающее величины 4,7х10-3 (95% ДГ: 2,9х10-3; 7,9х10-3) для мужчин и 7,1 х10-3 (95% ДГ: 4,3х10-3; 1,2х10-2) для женщин.
Расчёт верхней 95% ДГ радиационного вреда позволил консервативно оценить текущее состояние радиационной безопасности населения Брянской области после облучения в результате аварии на Чернобыльской АЭС.
В соответствии с НРБ-99/2009 [3], радиационная безопасность населения Климовского района соответствует нормальным условиям облучения от источников ионизирующей радиации, так как 95% ДГ радиационного вреда не превышает предельного уровня радиационного вреда 3,5х10-3.
Среди населения остальных пяти загрязнённых районов Брянской области можно выделить критические группы, радиационный вред для которых превышает предельный уровень радиационного вреда 3,5х10-3 для нормальных условий облучения населения в планируемых ситуациях.
Наибольший радиационный вред прогнозируется для населения Гордеевского района Брянской области. Там превышение предельного уровня 3,5х10-3 начинается с 31 года для мужчин и с 17 лет для женщин. В Гордеевском районе женщины, родившиеся даже через 18 лет после аварии на ЧАЭС, имеют превышение верхней 95% ДГ радиационного вреда над предельным уровнем, установленным НРБ-99/2009 для условий нормального облучения населения.
В 2022 г. к критическим группам населения Брянской области, с точки зрения обеспечения радиационной безопасности, относятся:
1) в Гордеевском районе - мужчины старше 30 лет и женщины старше 16 лет;
2) в Злынковском районе - мужчины в возрасте с 32 до 70 лет и женщины в возрасте с 22 до 73лет;
3) в Клинцовском районе - мужчины с 35 до 55 лет и женщины с 34 до 57 лет;
4) в Красногорском районе - мужчины с 34 до 63 лет и женщины с 33 до 64 лет;
5) в Новозыбковском районе - мужчины с 35 до 55 лет и женщины с 33 лет до 60 лет.
Результаты данной работы могут быть использованы при подготовке рекомендаций органам здравоохранения по улучшению медицинского наблюдения за облучёнными гражданами, проживающими на загрязнённых радионуклидами территориях, а также при разработке нормативных документов по оказанию адресной медицинской помощи лицам из групп повышенного радиационного риска с использованием методов персонализированной медицины.
Литература
1. Публикация 103 Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ): пер. с англ. /под общей ред. М.Ф. Киселёва и Н.К. Шандалы. М.: ООО ПКФ «Алана», 2009. 312 с. [Электронный ресурс]. URL: http://www.icrp.org/docs/P103_Russian.pdf (дата обращения 11.02.2022 г.).
2. IAEA Safety Standards. Arrangements for the termination of a nuclear or radiological emergency. General Safety Guide No. GSG-11. IAEA: Vienna, 2018. 189 p.
3. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Санитарные правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.2523-09. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 100 с.
4. Медицинские радиологические последствия Чернобыля: прогноз и фактические данные спустя 30 лет /под общей ред. чл.-корр. РАН В.К. Иванова, чл.-корр. РАН А.Д. Каприна. М.: ГЕОС, 2015. 450 с.
5. Меняйло А.Н., Чекин С.Ю., Кащеев В.В., Максютов М.А., Корело А.М., Туманов К.А., Пряхин Е.А., Ловачев С.С., Карпенко С.В., Кащеева П.В., Иванов В.К. Пожизненный радиационный риск в результате внешнего и внутреннего облучения: метод оценки //Радиация и риск. 2018. Т. 27, № 1. С. 8-21.
6. Меняйло А.Н., Кащеев В.В., Пряхин Е.А., Чекин С.Ю., Максютов М.А., Туманов К.А., Иванов В.К. Прогноз радиационных рисков населения на загрязнённых 137Cs территориях России в соответствии с современными рекомендациями МКРЗ //Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2020. Т. 65, № 3. С. 45-52.
7. Preston D.L., Kusumi S., Tomonaga M., Izumi S., Ron E., Kuramoto A., Kamada N., Dohy H., Matsui T., Nonaka H., Thompson D.E., Soda M., Mabuchi K. Cancer incidence in atomic bomb survivors. Part III: Leukemia, lymphoma and multiple myeloma, 1950-1987 //Radiat. Res. 1994. Vl. 137 (Suppl.). P. 68-97.
8. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2006 Report Vol. I, Annex A: Epidemiological studies of radiation and cancer. New York: United Nation, 2008.
9. ICRP Database of Dose Coefficients: Workers and Members of the Public; Ver. 3.0, official website. [Электронный ресурс]. URL: http://www.icrp.org/page.asp?id=402 (дата обращения 11.02.2022).
10. DCAL Software and Resources. [Электронный ресурс]. URL: https://www.epa.gov/radiation/dcal-software-and-resources (дата обращения 11.02.2022).
11. Preston D.L., Ron E., Tokuoka S., Funamoto S., Nishi N., Soda M., Mabuchi K., Kodama K. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998 //Radiat. Res. 2007. V. 168, N 1. P. 1-64.
12. Злокачественные новообразования в России в 2019 году (заболеваемость и смертность) /под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2020. 252 с.
13. Health risk assessment from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan Earthquake and Tsunami based on a preliminary dose estimation. Geneva: WHO, 2013.
14. Радиационная защита и безопасность источников излучения. Международные основные нормы безопасности. Общие требования безопасности. Серия норм безопасности МАГАТЭ, № GSR Part 3. Вена: МАГАТЭ, 2015. 311 с.
Assessment of the radiation safety of the population of the Bryansk region districts contaminated after the accident at the Chernobyl nuclear power plant based on radiation risks calculation, considering risk uncertainties
Menyajlo A.N., Chekin S.Yu., Vlasov O.K., Maksioutov M.A., Kashcheev V.V., Korelo A.M., Tumanov K.A., Shchukina N.V., Pryakhin E.A., Ivanov V.K.
A. Tsyb MRRC, Obninsk
The current recommendations of the International Commission on Radiological Protection (ICRP) are based on the classification of exposure situations as: planned, emergency and existing exposure situations. In planned situations, annual risk limits are set to limit human exposure. However, in emergency exposure situations or in existing exposure situations, permanent (annual) source control is not always possible, so the radiation protection strategy by monitoring the individual annual risk limit cannot always be practically implemented either. The purpose of this work is to assess the radiation safety of the population currently residing (at the beginning of 2022) in six districts of the Bryansk region: contaminated with radionuclides as a result of the Chernobyl accident: in Gordeevsky, Zlynkovsky, Klimovsky, Klintsovsky, Krasnogorsky and Novozybkovsky districts. Assessment of the current state of radiation safety of the population is based on calculations of the radiation detriment from chronic exposure due to living in contaminated areas, considering uncertainties of the reconstructed exposure doses and the parameters of mathematical risk models for the population. Radiation damage is calculated according to the modern ICRP methodology. Based on the general principle of conservative assessment of safety, the calculated upper 95% confidence limits (95% CL) of radiation detriment are compared with the corresponding lifetime radiation detriment limit, 3.5x10"3, determined by the Russian radiation safety standards (NRB-99/2009) under normal exposure conditions for the nominal period 70 years of life for the public. The radiation safety of the population of the Klimovsky district corresponds to the normal conditions of exposure from technogenic sources of ionizing radiation. Among the population of the remaining five contaminated districts of the Bryansk region, critical groups have been identified, the radiation detriment for which exceeds the limit 3.5x10-3 for normal conditions of public exposure in planned situations. The results of this work can be used in the preparation of recommendations for health authorities to improve medical monitoring of exposed citizens living in territories contaminated with radionuclides, as well as in the development of regulatory documents for the provision of targeted medical care to people from high radiation risk groups with the use of personalized medicine methods.
Key words: radiation safety, radiation detriment, radiation risk model, equivalent dose, dose uncertainty, model parameter uncertainty, radiation safety standards, nominal risk coefficient, effective dose, Chernobyl accident, 137Cs, population of contaminated areas.
References
1. ICRP Publication 103. Eds.: M.F. Kiselev, N.K. Shandala. Moscow, PKF «Alana», 2009. 312 p. Available at: http://www.icrp.org/docs/P103_Russian.pdf (Accessed 11.02.2022). (In Russian).
2. IAEA Safety Standards. Arrangements for the termination of a nuclear or radiological emergency. General Safety Guide No. GSG-11. IAEA, Vienna, 2018. 189 p.
3. Radiation Safety Standards (RSS-99/2009). Sanitary-epidemiological rules and standards. Moscow, Federal Center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2009. 100 p. (In Russian).
4. Medical radiological consequences of Chernobyl: forecast and actual data after 30 years. Eds.: Corr. Member RAS V.K. Ivanov, Corr. Member RAS A.D. Kaprin. Moscow, GEOS, 2015. 450 p. (In Russian).
5. Menyajlo A.N., Chekin S.Yu., Kashcheev V.V., Maksioutov М.А., Korelo A.M., Tumanov K.A., Pryakhin E.A., Lovachev S.S., Karpenko S.V., Kashcheeva P.V., Ivanov V.K. Lifetime attributable risks from external
Menyajlo A.N.* - Lead. Researcher, C. Sc., Biol.; Chekin S.Yu. - Head of Lab.; Vlasov O.K. - Head of Lab., D. Sc., Tech.; Maksioutov M.A. -Head of Dep., C. Sc., Tech.; Kashcheev V.V. - Head of Lab., C. Sc., Biol.; Korelo A.M. - Senior Researcher; Tumanov KA. - Head of Lab., C. Sc., Biol.; Shchukina N.V. - Senior Researcher; Pryakhin E.A. - Researcher; Ivanov V.K. - Scientific Advisor of NRER, Chairman of RSCRP, Corresponding Member of RAS, D. Sc., Tech. A. Tsyb MRRC.
•Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: (484) 399-32-81; e-mail: nrer@obninsk.com.
and internal exposure to radiation: method for estimating. Radiatsiya i risk - Radiation and Risk, 2018, vol. 27, no. 1, pp. 8-21. (In Russian).
6. Menyajlo A.N., Kashcheev V.V., Pryakhin E.A., Chekin S.Yu., Maksioutov Tumanov K.A., Ivanov V.K. Forecast of radiation risks of the population living in the contaminated 137Cs territories of Russia, in accordance with current ICRP recommendations. Meditsinskaya radiologiya i radiatsionnaya bezopasnost' - Medical Radiology and Radiation Safety, 2020, vol. 65, no. 3, pp. 45-52/ (In Russian).
7. Preston D.L., Kusumi S., Tomonaga M., Izumi S., Ron E., Kuramoto A., Kamada N., Dohy H., Matsui T., Nonaka H., Thompson D.E., Soda M., Mabuchi K. Cancer incidence in atomic bomb survivors. Part III: Leukemia, lymphoma and multiple myeloma, 1950-1987. Radiat. Res., 1994, vol. 137 (Suppl.), pp. 68-97.
8. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2006 Report Vol. I, Annex A: Epidemiological studies of radiation and cancer. New York, United Nation, 2008.
9. ICRP Database of Dose Coefficients: Workers and Members of the Public; Ver. 3.0, official website. Available at: http://www.icrp.org/page.asp?id=402 (Accessed 11.02.2022).
10. DCAL Software and Resources. Available at: https://www.epa.gov/radiation/dcal-software-and-resources (Accessed 11.02.2022).
11. Preston D.L., Ron E., Tokuoka S., Funamoto S., Nishi N., Soda M., Mabuchi K., Kodama K. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998. Radiat. Res., 2007, vol. 168, no. 1, pp. 1-64.
12. Malignant neoplasms in Russia in 2019 (morbidity and mortality). Eds.: A.D. Kaprin, V.V. Starinsky, A.O. Shahzadova. Moscow, P.A. Herzen MNIOI, 2020. 252 p. (In Russian).
13. Health risk assessment from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan Earthquake and Tsunami based on a preliminary dose estimation. Geneva, WHO, 2013.
14. Radiation protection and safety of radiation sources. International Basic Safety Standards. General safety requirements. IAEA Safety Standards Series No. GSR Part 3. Vienna, IAEA, 2015. 311 p.
