Пожизненный риск смерти от рака лёгкого при различных сценариях ингаляционного поступления 239Pu Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Пожизненный риск смерти от рака лёгкого при различных сценариях

239 —

ингаляционного поступления 239Pu

Сокольников М.Э., Востротин В.В., Ефимов А.В., Василенко Е.К., Романов С.А.

ФГУП Южно-Уральский институт биофизики ФМБА России, Озёрск

На основании данных, полученных при оценке риска смерти от рака лёгкого в когорте работников ПО «Маяк», с использованием полученной модели избыточного относительного риска, статистических данных о смертности в России от всех причин и от рака лёгкого, проведён расчёт показателя пожизненного избыточного риска в год и к наступлению возраста 70 лет при начале работы с плутонием в возрасте 20, 30, 40 и 50 лет. При ингаляционном поступлении соединений 239Pu на уровне предела годового поступления в возрасте 20-70 лет показатель пожизненного избыточного риска смерти от рака лёгкого к возрасту 70 лет составляет для высокотранспортабельных соединений 0,0008, а для низкотранспортабельных соединений - 0,084. Таким образом, при поступлении низкотранспортабельных соединений на уровне предела годового поступления значение суммарного за 50 лет приемлемого риска превышено, показатель пожизненного избыточного риска в год превышает установленный предел приемлемого риска 0,001 в год при достижении 45, 50 и 60 лет при начале поступления в возрасте 20, 30 и 40 лет соответственно. Представленные данные указывают на необходимость внесения изменений в существующие Нормы радиационной безопасности применительно ингаляционного поступления 23 Pu в организм.

Ключевые слова: радиационная безопасность, пожизненный риск, ингаляционное поступление, 239Pu, радиогенный риск, a-излучение, рак лёгкого, нормы радиационной безопасности, радиационная защита, предел дозы.

Введение

В действующих Нормах радиационной безопасности (НРБ-99/2009) [1] указано, что в условиях нормальной эксплуатации источников ионизирующего излучения пределы доз облучения в течение года устанавливают исходя из значения индивидуального пожизненного избыточного риска в год, равного для персонала 1,0х10"3. Это означает, что все остальные нормируемые величины, включая основной предел дозы (20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет), а также пределы годового поступления нуклидов являются производными от принятого значения максимально допустимого пожизненного избыточного риска.

Показатель пожизненного избыточного риска, обусловленного действием ионизирующей радиации, является, таким образом, единственным (в соответствии с НРБ-99/2009) критерием надёжности этих норм, так как в случае, если при радиационном воздействии в пределах, установленных нормируемыми величинами, этот показатель окажется превышенным, это означает неадекватность установленного дозового предела. Так, например, если радиационное воздействие у персонала радиационно опасного производства является результатом поступления радионуклида в организм на уровне предела годового поступления (ПГП), а показатель пожизненного избыточного риска в год при этом превышает значение 1,0х10-3 (или 0,05 за 50 лет работы), то требуемый НРБ-99/2009 уровень радиационной защиты персонала не обеспечен.

Научной основой современных НРБ-99/2009 являются результаты, полученные при эпидемиологическом исследовании когорты лиц, переживших атомную бомбардировку в Японии [2-4]. Именно сделанные в данных исследованиях оценки риска Международная комиссия по

Сокольников М.Э.* - зав. лаб., д.м.н.; Востротин В.В. - зав. лаб., к.б.н.; Василенко Е.К. - нач. отдела; Ефимов А.В. - и.о. зав. лаб.; Романов С.А. - директор, к.б.н. ФГУП ЮУрИБФ ФМБА России.

•Контакты: 456780, Челябинская обл., Озёрск, Озёрское шоссе, 19. Тел.: +79124705865; e-mail: [email protected].

радиологической защите (МКРЗ) использовала при разработке рекомендаций [5], на которых основаны действующие НРБ-99/2009 [1].

Необходимо, однако, отметить, что использованные МКРЗ коэффициенты радиогенного риска получены для однократного радиационного воздействия внешнего излучения, при котором происходит облучение всего тела. При ингаляционном поступлении 239Pu действию а-излучения подвергаются в первую очередь органы основного депонирования нуклида: лёгкие,

239

печень и скелет. При этом даже при однократном поступлении Pu действие излучателя происходит с момента поступления и далее на протяжении всей оставшейся жизни индивида. Ранее [6] был проведён анализ смертности от рака лёгкого в когорте работников ПО «Маяк» и установлен характер зависимости смертности от дозы радиационного воздействия, возраста, пола и курения табака для этой когорты.

В представляемой работе на основании результатов, полученных [6], проведён анализ показателей пожизненного избыточного риска при различных сценариях ингаляционного поступления соединений 239Pu с различной транспортабельностью.

Материал и методы

Для оценки пожизненного избыточного риска использовали показатель Excess Lifetime Risk (ELR, пожизненный избыточный риск). Данный показатель, в соответствии с [7], определяется уравнением:

70 70

ELRC(e, D) = \цс(a | e, D)S(a | e,D)da -\цс(a)S(a | e)da, (1)

e e

где yc(a) - показатель смертности от причины с в возрасте a; yc(a\e,D) - показатель смертности от причины с в возрасте a при накоплении к возрасту e дозы облучения D; S(a\e,D) - вероятность дожития до возраста a при накоплении к возрасту e дозы D; S(a\e) - вероятность дожития до возраста e при отсутствии облучения.

Для определения значений функций S(a\e) и S(a\e,D) мы использовали данные таблицы продолжительности жизни населения России в 1990 г. [8], доступные в Интернете по состоянию на 18 ноября 2011 г. по адресу www.mortality.org или www.humanmortality.de. Это является упрощением, однако такое упрощение считается допустимым, когда приращение общего показателя смертности за счёт действия излучения является малым [7]. Уравнение 1 предполагает, что облучение было однократным и произошло в возрасте e. Однако при инкорпорации плутония облучение продолжается в течение всей жизни индивида. Мы считали, что в каждом возрасте e индивид подвергся действию дозы а-излучения плутония D, накопленной к этому возрасту.

В качестве значений функции yc(a) использованы повозрастные показатели смертности от рака лёгкого в России в 1990 г. [9].

Общие принципы, лежащие в основе определения пожизненного риска, изложены в [7]. Пожизненный риск смерти от всех причин составляет 100%. Тогда пожизненный риск смерти от онкологического заболевания соответствует доле онкологических заболеваний в структуре смертности. За счёт действия ионизирующей радиации вклад онкологических заболеваний в структуру причин смерти возрастает. Социально приемлемым риском (т.е. административно установленным пределом риска, связанным с работой в контакте с ионизирующими излучениями) считается такой, когда доля онкологических причин в структуре смертности увеличивается в результате профессионального облучения не более чем на 5% за всю жизнь (или на 0,1% в год).

Для определения значения функции yc(a\e,D) использовали модель, полученную [6] при анализе данных когорты персонала ПО «Маяк». Эта модель описывает зависимость смертности от рака лёгкого, от дозы радиационного воздействия, возраста, пола, курения и представляет собой модель избыточного относительного риска. В общем виде данная модель записывается в виде:

p(a,Da)= p0(a)x(l + ERR(a,Da)), (2)

где ju - смертность от рака лёгкого, случаев на 100000 человеко-лет наблюдения; - фоновая (обусловленная нерадиационными факторами) смертность от рака лёгкого; ERR - избыточный относительный риск; a - возраст, лет; Da - доза а-излучения.

С учётом полученных в [6] параметров (табл. 1), зависимость ERR{a,Da) для мужчин записывается в виде:

ERR(a, Da) = 7,4 xD„x e"3,lxin(ж), (3)

239

где 7,4 - коэффициент ERR на единицу дозы а-излучения Pu; Da- накопленная доза а-излучения

239

Pu, Гр; -3,1 - коэффициент уменьшения риска с возрастом; a - достигнутый возраст, лет.

Таблица 1

Параметры модели (уравнение 2), использованные для расчёта показателей смертности от рака лёгкого в зависимости от дозы а-излучения и возраста

Параметр Значение 95% доверительный интервал

ERR/Gy для а-излучения 239Pu в возрасте 60 лет Изменение ERR/Gy с возрастом, ex 7,4 -3,1 5,0; 11 -5,4; -0,8

При расчёте избыточного относительного риска учитывали минимальный лаг - период, равный 5 годам. Это означает, что при начале облучения лёгкого плутонием в 20 лет увеличение риска, связанное с дозой, накопленной в возрасте 20 лет, наступает через 5 лет (в возрасте 25 лет) и так далее, для всех возрастов. Использование лаг-периода обусловлено тем, что для развития опухоли необходимо некоторое (неизвестное) время, при этом доза, полученная непосредственно в год смерти (или за 1-5 лет до неё) уже не вносит вклад в увеличение риска. Использование пятилетнего лаг-периода позволяет исключить (с некоторой долей неопределённости) то минимальное время, когда увеличение дозы, в соответствии с современными представлениями о патогенезе злокачественных новообразований, уже не может вносить вклад в увеличение радиогенного риска. Использованное значение лаг-периода соответствовало тому, которое принималось в [6].

Для оценки пожизненного избыточного риска при ингаляционном поступлении соединений плутония особую важность имеет динамика накопления дозы а-излучения в лёгком. В зависимости от сценария облучения, определяемого классом транспортабельности соединения (класс «П» или класс «М»), кратностью поступления (одно- или многократное), характер накопления дозы радиационного воздействия может существенно изменяться. Для целей данной работы дозы, обусловленные ингаляционным поступлением 239Ри, были оценены по модели «Дозы-2008» [10] для следующих сценариев поступления:

1) поступление 1 Бк в день;

2) поступление плутония на уровне предела годового поступления, указанного в НРБ-99/2009 [1] и составляющего для соединений плутония класса «М» 1300 Бк в год, а для класса «П» - 78 Бк в год.

Необходимо помнить, что прямая оценка органных доз радиационного воздействия при

239

ингаляционном поступлении Ри невозможна, так же как и прямая оценка уровня его поступления. В связи с этим используются методы косвенной дозиметрии, включающие измерение содержания плутония в экскретах (кале и/или моче), и расчёт на основании результатов измерений содержания 239Ри и поглощённых доз а-излучения в органах. Методы измерения содержания плутония в экскретах имеют известные пределы чувствительности (минимально детектируемую активность, МДА). Наиболее чувствительный из этих методов (а-спектрометрический) позволяет обнаружить активность, составляющую 1 мБк 239Ри в суточной порции мочи. Таким образом, нулевые результаты измерения содержания плутония в моче не означают ещё отсутствие поступления нуклида в организм работающего. В то же время большинство лиц, работающих в контакте с соединениями плутония, имеют данные лишь однократного прижизненного измерения содержания плутония в организме. Исходя из этого, в дополнение к упомянутым выше нами были рассчитаны следующие сценарии ингаляционного поступления плутония:

3) равномерное поступление плутония в организм работающего, такое, что содержание плутония в суточной порции мочи находится на уровне МДА уже через 1 год после начала поступления;

4) равномерное поступление плутония в организм работающего, такое, что содержание плутония в суточной порции мочи находится на уровне МДА через 10 лет после начала поступления;

5) равномерное поступление плутония в организм работающего, такое, что содержание плутония в суточной порции мочи находится на уровне МДА через 10 лет после начала поступления и после обнаружения нуклида в моче сразу следует вывод работника из контакта с соединениями плутония;

6) однократное поступление 1 Бк.

Для всех сценариев расчёты проведены для возраста работника на момент начала поступления 239Ри, составляющего 20, 30, 40 или 50 лет. Для всех сценариев расчёты были проведены для соединений 239Ри класса «П» (коэффициент транспортабельности (Б=3%)) и соединений класса «М» (Б=0,3%).

Результаты и обсуждение

239

Динамика накопления дозы а-излучения Ри в лёгком за 50 лет с момента начала ингаляционного поступления нуклида в форме соединений класса «П» (Б=3%) и соединений класса «М» (Б=0,3%) при различных сценариях представлена на рис. 1.

При поступлении соединений 239Ри класса «П» за 50 лет облучения в лёгком формируются дозы, составляющие от 3,0х10-5 до 0,35 Зв, в зависимости от сценария. В случае если поступление нуклида началось в более позднем возрасте, дозы, накапливаемые к возрасту 70 лет, естественно, составляют меньшие величины (табл. 2). Поскольку соединения плутония класса «М» выводятся из лёгких гораздо медленнее, накапливаемые органные дозы а-излучения плутония являются существенно большими. Так, при поступлении 1 Бк в день низкотранспортабельных соединений, накапливаемая за 50 лет доза почти в 7 раз выше дозы, накапливаемой при поступлении высокотранспортабельных соединений. Для каждого из сценариев, чем позже начинается поступление, тем меньшая доза а-излучения накапливается к возрасту 70 лет (табл. 2).

э=з%

5=0.3%

10 20 30 40 50 Годы

10 20 30 40 50 Годы

............. 1 Бк/день

----МДАчерез 10 лет

......... Острое однократное 1 Бк

— ■ — ■ - ВДАчерез 1 год

— ■ ■ — ЛЩАчерез 10 пет и вывод

- пгп

239г

Рис. 1. Динамика накопления дозы а-излучения Ри в лёгком за 50 лет с момента начала ингаляционного поступления, при поступлении соединений класса «П» (Б=3%)

и соединений класса «М» (8=0,3%). По оси абсцисс - время после начала поступления, годы; по оси ординат - эквивалентная доза

а-излучения в лёгком, Зв.

Таблица 2

Эквивалентная доза облучения лёгкого (Зв) к возрасту 70 лет при различных сценариях поступления соединений 239Ри и возрасте начала контакта 20-50 лет

Сценарий облучения Соединения класса «П» Соединения класса «М»

Возраст облучения 20 - 70 лет

1 Бк/день 0,35х100 2,4х100

МДА через 1 год 0,17х100 10,2х100

МДА через 10 лет 5,0х10-2 1,2х100

МДА через 10 лет и вывод 1,3х10-2 9,2х10-2

Острое однократное 1 Бк 3,0х10-5 5,8х10-5

ПГП 7,0х10-2 8,6х100

Возраст облучения 30 - 70 лет

1 Бк/день 2,5х10-1 1,7х100

МДА через 1 год 1,2х10-1 7,2х100

МДА через 10 лет 3,5х10-2 8,1 х 10-1

МДА через 10 лет и вывод 1,2х10-2 7,7х10-2

Острое однократное 1 Бк 2,6х10-5 4,9х10-5

ПГП 5,5х10-2 6,1х100

Возраст облучения 40 - 70 лет

1 Бк/день 1,7х10-1 1, 1 х 100

МДА через 1 год 8,0х10-2 4,5х100

МДА через 10 лет 2,3х10-2 5,0х10-1

МДА через 10 лет и вывод 9,8х10-3 6,0х10-2

Острое однократное 1 Бк 2,2х10-5 3,9х10-5

ПГП 3,6х10-2 3,8хх10°

Возраст облучения 50 - 70 лет

1 Бк/день 9,6х10-2 5,5х10-1

МДА через 1 год 4,7х10-2 2,4х100

МДА через 10 лет 1,3х10-2 2,6х10-1

МДА через 10 лет и вывод 7,5х10-3 4,2х10-2

Острое однократное 1 Бк 1,7х10-5 2,9х10-5

ПГП 2,1 х 10-2 2,0х100

Зная динамику накопления дозы а-излучения 239Pu в лёгком за каждый год работы в контакте с соединениями этого нуклида и зависимость показателя риска от дозы и достигнутого возраста, мы определили показатель избыточного относительного риска за каждый год воздействия а-излучения. При этом, так как в данной работе мы рассматриваем риск, связанный с

239

действием а-излучения инкорпорированного Pu, мы приняли уровень действия внешнего у-излучения за нулевой. Для каждого из типов соединений, сценариев и возрастов начала поступления плутония величина ERR указывает, на сколько процентов должен увеличиться показатель смертности от рака лёгкого лиц соответствующего возраста, по сравнению с «фоновым». Зная повозрастные показатели смертности, количество лиц, доживших до соответствующего возраста S(a\e), и показатель избыточного относительного риска для каждого из сценариев облучения было вычислено число смертей от рака лёгкого в гипотетической популяции из таблицы продолжительности жизни, а также вероятность смерти от рака лёгкого при том или ином сценарии облучения. Разница между «фоновой» вероятностью смерти от рака лёгкого (т.е. при отсутствии радиационного воздействия) и вероятностью смерти от рака лёгкого при том или ином сценарии облучения представляет собой искомый показатель пожизненного радиационно-индуцированного избыточного риска (табл. 3).

Таблица 3

Пожизненный избыточный риск, накопленный к возрасту 70 лет при различных сценариях поступления соединений 239Pu и возрасте начала контакта 20-50 лет

Сценарий облучения Соединения класса «П» Соединения класса «М»

Возраст облучения 20 - 70 лет

1 Бк/день 3,7х10"3 2,3х10-2

МДА через 1 год 1,8х10"3 1, 0х 10-1

МДА через 10 лет 5,0х10"4 1, 1 х 10-2

МДА через 10 лет и вывод 2,0х10"4 1,2х 10-3

Острое однократное 1 Бк 4,6х10-7 8,2х10-7

ПГП 7,8х10-4 8,4х10-2

Возраст облучения 30 - 70 лет

1 Бк/день 2,2х10-3 1,3х10-2

МДА через 1 год 1,1 х10-3 5,7х10-2

МДА через 10 лет 3,1 х 10-4 6,4х10-3

МДА через 10 лет и вывод 1,6х10-4 9,0х10-4

Острое однократное 1 Бк 3,7х10-7 6,3х10-7

ПГП 4,8х10-4 4,8х10-2

Возраст облучения 40 - 70 лет

1 Бк/день 1,1 х 10-3 6,1 х 10-3

МДА через 1 год 5,5х10-4 2,6х10-2

МДА через 10 лет 1,5х10-4 2,9х10-3

МДА через 10 лет и вывод 1, 1 х 10-4 5,4х10-4

Острое однократное 1 Бк 2,8х10-7 4,3х10-7

ПГП 2,4х10-4 2,2х10-2

Возраст облучения 50 - 70 лет

1 Бк/день 3,8х10-4 1,8х10-3

МДА через 1 год 1,9х10-4 7,6х10-3

МДА через 10 лет 5,3х10-5 8,6х10-4

МДА через 10 лет и вывод 4,8х10-5 2,0х10-4

Острое однократное 1 Бк 1,6х10-7 2,1 х 10-7

ПГП 8,2х10-5 6,4х10-3

Превышение этим показателем величины 0,001 (0,1%) в год (или 0,05 за 50 лет) свидетельствует о превышении разрешенного Нормами радиационной безопасности предела пожизненного риска.

Зависимость показателей избыточного пожизненного риска от достигнутого возраста при различных возрастах начала поступления представлена на рис. 2 и 3 для соединений класса «П» и класса «М» соответственно. Для высокотранспортабельных соединений класса «П» при любых сценариях и возрастах начала поступления показатель пожизненного избыточного риска не превышен (табл. 4).

о Я

и о

О-О

сс

шЗ

оЯ

га о О-О

С£

ш8

20 40 60 80 100 Возраст, пет

1 Бк^день

20 40 60 80 100 Возраст, лет

МДА через 1 год

40 60 80 100 Возраст, лет

МДА через Юпет

Ц гч

* Я

га о £1.0

ш8

с см * Я

га о 0.0

ш8

О О -

с см * Я

га о О-О

ш8

20 40 60 80 100 Возраст, лет

МДА через 10 лет и вьвод

20 40 60 80 100 Возраст, л ет

Острое однократное 1 Бк

20 40 60 80 100 Возраст, лет

пгп

Рис. 2. Пожизненный избыточный риск рака лёгкого при различных сценариях поступления высокотранспортабельных (класс «П») соединений плутония и возрастах

начала поступления 20, 30, 40 и 50 лет.

По оси абсцисс - достигнутый возраст, годы; по оси ординат - пожизненный избыточный риск; вертикальная черта обозначает возраст 70 лет.

Предел годового поступления 239Ри в виде низкотранспортабельных соединений класса «М» (оксида плутония) составляет 1300 Бк в год. При таком поступлении плутония в течение 50 лет доза облучения лёгкого составит 8,6 Зв (табл. 2). При иных сценариях поступления доза а-излучения в лёгком составит 2,4; 10,2 и 1,2 Зв при поступлении 1 Бк в день, обнаружении в моче минимальной детектируемой активности через 1 год и через 10 лет соответственно (табл. 2). При этом поступление на уровне ПГП в течение всей профессиональной карьеры приведёт к пожизненному избыточному риску 0,08 - что существенно превышает установленный НРБ-99/2009 предел (табл. 3).

Ig

20 40 60 80 100 Возраст, л ет

1 Бк/день

20 40 60 80 100 Возраст, лет

МДА через 1 год

20 40 60 80 100 Возраст, лет

МДА через Юлет

Рис. 3. Пожизненный избыточный риск рака лёгкого при различных сценариях поступления низкотранспортабельных (класс «М») соединений плутония и возрастах начала поступления 20, 30, 40 и 50 лет.

По оси абсцисс - достигнутый возраст, годы; по оси ординат - пожизненный избыточный риск; вертикальная черта обозначает возраст 70 лет; горизонтальная черта - уровень приемлемого риска 0,001 в год.

Таблица 4

239

Возраст, при котором при различных сценариях поступления соединении Ри и возрасте начала контакта 20-50 лет оказывается превышенным предел пожизненного

избыточного риска в год 0,001

Сценарий облучения Соединения класса «П» Соединения класса «М»

Возраст облучения 20 - 70 лет

1 Бк/день - 55

МДА через 1 год - 45

МДА через 10 лет - -

МДА через 1о лет и вывод - -

Острое однократное 1 Бк - -

ПГП - 45

Возраст облучения 30 - 70 лет

1 Бк/день - -

МДА через 1 год - 50

МДА через 10 лет - -

МДА через 10 лет и вывод - -

Острое однократное 1 Бк - -

ПГП - 50

Возраст облучения 40 - 70 лет

1 Бк/день - -

МДА через 1 год - 56

МДА через 10 лет - -

МДА через 10 лет и вывод - -

Острое однократное 1 Бк - -

ПГП - 60

Сценарий облучения Соединения класса «П» Соединения класса «М»

Возраст облучения 50 - 70 лет

1 Бк/день - -

МДА через 1 год - 70

МДА через 10 лет - -

МДА через 10 лет и вывод - -

Острое однократное 1 Бк - -

ПГП - -

При поступлении плутония в виде высокотранспортабельных соединений с момента начала профессиональной карьеры в возрасте 20 лет в организм работника в таком количестве, что обнаружить его наличие в моче можно только через 10 лет (в 30-летнем возрасте), накопленная доза облучения лёгкого составит 0,05 Зв, а в виде низкотранспортабельных соединений - 1,2 Зв (табл. 2). Показатель пожизненного избыточного риска при этом составит 0,0005 для высокотранспортабельных (класс «П») соединений и 0,01 для низкотранспортабельных (класс «М», табл. 3).

Еще выше будут показатели пожизненного избыточного риска при таком сценарии поступления плутония, когда минимальная детектируемая активность обнаруживается в моче обследуемого через 1 год после начала работы. При таком поступлении доза облучения лёгкого составит 0,17 и 10,2 Зв для высоко- и низкотранспортабельных соединений соответственно (табл. 2), а показатель пожизненного избыточного риска - 0,002 и 0,1 соответственно (табл. 3).

Сопоставление результатов расчёта показателей пожизненного избыточного риска свидетельствует о том, что существующие НРБ-99/2009 не обеспечивают адекватной защиты персонала, работающего с плутонием, по крайней мере при его поступлении в виде низкотранспортабельных соединений. Действительно, при ингаляционном поступлении плутония в данной химической форме на уровне ПГП, при начале поступления в возрасте 20 и 30 лет, пожизненный избыточный риск смерти от рака лёгкого составляет 8,4х10-2 и 4,8х10-2 соответственно, превышая (или практически достигая), таким образом, установленный предел в 5%. Кроме того, данные табл. 4 свидетельствуют о том, что при поступлении низкотранспортабельных соединений 239Ри (что особенно важно - на уровне принятого сегодня предела годового поступления), будет превышено значение предела пожизненного избыточного риска в год 0,001, в возрасте от 45 до 60 лет в зависимости от возраста начала поступления (табл. 4). Поступление высокотранспортабельных соединений 239Ри не приводит к превышению данного показателя ни при одном сценарии поступления нуклида.

Причина этого, по нашему мнению, состоит в том, что ПГП плутония в форме низкотранспортабельных соединений рассчитан исходя из того, что эффективная доза за счёт радиационного воздействия от всех источников облучения тела, в соответствии с НРБ-99/2009, не должна превышать 20 мЗв в год. При ингаляционном поступлении низкотранспортабельных соединений плутония, которые медленно выводятся из лёгких, облучаются, в основном, именно лёгкие. При этом вклад облучения лёгких в эффективную дозу рассчитывается исходя из значения дозы а-излучения, поглощённой в лёгком, относительной биологической эффективности а-излучения и взвешивающего тканевого множителя, составляющего для лёгкого 0,12. Величины взвешивающих тканевых множителей рассчитаны на основе коэффициентов ущерба от злокачественных новообразований различных локализаций и приведены в публикации 103 МКРЗ [5]. Однако данные коэффициенты рассчитаны на основании сведений о заболеваемости/смертности от злокачественных новообразований лиц всех возрастов и лиц обоего пола. В то же время из-

вестно, что смертность и заболеваемость злокачественными новообразованиями существенно зависит от возраста. При этом рак лёгкого практически не встречается у лиц моложе 15 лет, а затем (в особенности после 40 лет) смертность от рака лёгкого удваивается каждые 5 лет. Кроме того, у женщин рак лёгкого встречается в 5-10 раз реже, чем у мужчин (во всяком случае - в России, где женщины курят гораздо меньше, чем мужчины). Усреднение коэффициентов ущерба для лиц обоего пола и всех возрастов приводит к их существенному занижению по сравнению с ущербом, наносимым радиационно-индуцированной смертностью от рака лёгкого в группе лиц, работающих с плутонием, которая представлена в основном мужчинами. В определённой степени это отражено в публикации 103 МКРЗ [5], где коэффициенты ущерба, рассчитанные для лиц трудоспособного возраста (20-70 лет), в 2 раза превышают коэффициенты для лиц всех возрастов. Расчёт данных коэффициентов только для мужчин трудоспособного возраста показал бы, скорее всего, ещё большую разницу с взвешивающими тканевыми множителями, рассчитанными для лиц обоего пола и всех возрастов.

239

Привлекает внимание также то, что при поступлении Ри на уровне ПГП и начале поступления в 20 лет, показатель пожизненного избыточного риска в год оказывается превышенным уже к возрасту 45 лет, при этом продолжительность предстоящей жизни работника вполне достаточна для того, чтобы онкологическое заболевание успело развиться.

Заключение

При ингаляционном поступлении низкотранспортабельных соединений 239Ри на уровне предела годового поступления нуклида, установленного действующими Нормами радиационной безопасности, требование НРБ-99/2009 о непревышении уровня пожизненного избыточного риска в год на уровне 0,001 не может быть выполнено. Это связано с применением к лицам, относящимся к категории «персонал», взвешивающих тканевых коэффициентов, усреднённых для лиц всех возрастов и обоих полов, что существенно занижает оценку ущерба от рака лёгкого у лиц трудоспособного возраста.

В своем нынешнем виде действующие Нормы радиационной безопасности не позволяют обеспечить радиационную защиту персонала, работающего в условиях возможного ингаляционного поступления плутония.

Исходя из изложенного, для обеспечения адекватной защиты персонала, работающего с плутонием, можно предложить несколько путей. Во-первых, поскольку вся система радиационной защиты в настоящее время основана на применении величины эффективной дозы, при организации радиационной защиты персонала возможно применение наборов взвешивающих тканевых множителей, рассчитанных отдельно для лиц трудоспособного возраста каждого пола. Такой подход позволит остаться в рамках существующей системы радиационной защиты и корректно учитывать радиационное воздействие от нескольких источников. Во-вторых, поскольку группа лиц, работающих с плутонием, по сравнению с численностью лиц, подвергающихся профессиональному радиационному воздействию, относительно невелика, возможно введение специального регламента нормирования радиационного воздействия для данной группы лиц. При таком подходе потребуется разработка соответствующего регламента. Наконец, для обеспечения надлежащего уровня дозиметрического контроля необходимо существенное повышение чувствительности методов оценки содержания плутония в организме.

Литература

1. 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.

2. Pierce D.A., Shimizu Y., Preston D.L., Vaeth M., Mabuchi K. Studies of the mortality of atomic bomb survivors. Report 12, part I. Cancer: 1950-1990 //Radiat. Res. 1996. V. 146, N. 1. P. 1-27.

3. Preston D.L., Shimizu Y., Pierce D.A., Suyama A., Mabuchi K. Studies of mortality of atomic bomb survivors. Report 13: solid cancer and noncancer disease mortality: 1950-1997 //Radiat Res. 2003. V. 160, N 4. P. 381-407.

4. 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.

5. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP publication 103 //Ann. ICRP. 2007. V. 37, N 2-4. P. 1-332.

6. Gilbert E.S., Sokolnikov M.E., Preston D.L., Schonfeld S.J., Schadilov A.E., Vasilenko E.K., Koshurni-kova N.A. Lung cancer risks from plutonium: an updated analysis of data from the Mayak worker cohort //Radiat. Res. 2013. V. 179, N 3. P. 332-342.

7. Thomas D., Darby S., Fagnani F., Hubert P., Vaeth M., Weiss K. Definition and estimation of lifetime detriment from radiation exposures: principles and methods //Health Physics. 1992. V. 63, N 3. P. 259-272.

8. Human Mortality Database University of California, Berkeley (USA), and Max Planck Institute for Demographic Research (Germany). Available at: http://www.mortality.org/ (accessed 18 November 2011).

9. Милле Ф., Школьников В.М., Эртриш В., Валлен Ж. Современные тенденции смертности по причинам смерти в России: 1965-1994. На русском и французском языках. Приложение на двух дискетах. Paris: INED, 1996. 140 с.

10. Khokhryakov V.V., Khokhryakov V.F., Suslova K.G., Vostrotin V.V., Vvedensky V.E., Sokolova A.B., Krahenbul M.P., Birchall A., Miller S., Schadilov A.E., Ephimov A.V. Mayak Worker Dosimetry System 2008 (MWDS-2008): Assessment of internal dose from measurement results of plutonium activity in urine //Health Phys. 2013. V. 104, N 4. P. 366-378.

Estimates of lifetime risk of lung cancer death under different scenarios

of 239Pu inhalation

Sokolnikov M.E., Vostrotin V.V., Ephimov A.V., Vasilenko E.K., Romanov S.A.

Southern Urals Biophysics Institute, FMBA, Ozersk

The annual value of lifetime excess risk of lung cancer mortality and lifetime excess risk over a period starting at age of first exposure to 239Pu - 20, 30, 40, 50 years - and ending at age 70 years were assessed with the use of the previously developed model for estimating excess relative risk, national statistical data on mortality from all causes and lung cancer, as well as estimates of lung cancer death risk in the cohort of the Mayak Production Association workers. Lifetime excess lung cancer mortality risk to the age of 70 years associated with annual occupational inhalation of readily transportable 2 9Pu compounds in the amount of the maximum annual permissible intake over the period 20-70 years of age is 0.0008, and the risk from intake of poorly transportable 239Pu compounds is 0.084. Results of study demonstrate the following: the value of total 50-year acceptable risk associated with annual occupational inhalation of poorly transportable 239Pu compounds in the amount of the maximal permissible intake limit exceeds the limit. The annual value of the lifetime excess risk of lung cancer mortality over a period starting at age of first exposure to 239Pu - 20, 30 and 40 years - and ending at age 45, 50 and 60 years exceeds the established annual limit of acceptable risk - 0.001. The presented data point to the necessity of updating existing radiation safety standards, which have respect to inhalation intake of 239Pu.

Key words: radiation safety, lifetime risk, inhalation intake, 239Pu, radiogenic risk, а-exposure, lung cancer, radiation safety standards, radiation protection, dose limit.

Sokolnikov M.E.* - Head of Lab., MD; Vostrotin V.V. - Head of Lab., C. Sc., Biol.; Ephimov A.V. - Head of Lab.; Vasilenko E.K.* - Head of Dep.; Romanov S.A. - Director, C. Sc., Biol. SUBI.

•Contacts: 19 Ozersk road, Ozersk, Chelyabinsk region, Russia, 456780. Tel.: +79124705865; e-mail: [email protected].

References

1. 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).

2. Pierce D.A., Shimizu Y., Preston D.L., Vaeth M., Mabuchi K. Studies of the mortality of atomic bomb survivors. Report 12, part I. Cancer: 1950-1990. Radiat. Res., 1996, vol. 146, no. 1, pp. 1-27.

3. Preston D.L., Shimizu Y., Pierce D.A., Suyama A., Mabuchi K. Studies of mortality of atomic bomb survivors. Report 13: solid cancer and noncancer disease mortality: 1950-1997. Radiat Res., 2003, vol. 160, no. 4, pp. 381-407.

4. 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.

5. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP publication 103. Ann. ICRP, 2007, vol. 37, no. 2-4, pp. 1-332.

6. Gilbert E.S., Sokolnikov M.E., Preston D.L., Schonfeld S.J., Schadilov A.E., Vasilenko E.K., Koshurni-kova N.A. Lung cancer risks from plutonium: an updated analysis of data from the Mayak worker cohort. Radiat. Res., 2013, vol. 179, no. 3, pp. 332-342.

7. Thomas D., Darby S., Fagnani F., Hubert P., Vaeth M., Weiss K. Definition and estimation of lifetime detriment from radiation exposures: principles and methods. Health Physics, 1992, vol. 63, no. 3, pp. 259272.

8. Human Mortality Database University of California, Berkeley (USA), and Max Planck Institute for Demographic Research (Germany). Available at: http://www.mortality.org/ (accessed 18 November 2011).

9. Mesle F., Shkolnikov V.M., Hertrich V., Vallen G. Sovremennye tendentsyi smertnosti v Rossii, 19651994. Na russkom i frantsuzskon yazykakh. Prilozheniye na dvukh disketakh [Modern Patterns of mortality in Russia: 1965-1994, supplement on two disquettes]. Paris, INED, 1996, 140 p.

10. Khokhryakov V.V., Khokhryakov V.F., Suslova K.G., Vostrotin V.V., Vvedensky V.E., Sokolova A.B., Krahenbul M.P., Birchall A., Miller S., Schadilov A.E., Ephimov A.V. Mayak Worker Dosimetry System 2008 (MWDS-2008): assessment of internal dose from measurement results of plutonium activity in urine. Health Phys, 2013, vol. 104, no. 4, pp. 366-78.