Основы радиационной биологии Основные биологические...

1

Основы радиационной биологии Основные биологические эффекты

радиации

2

Что такое ионизирующие излучения.

Взаимодействие излучений с веществом.

3

Парадоксы действия ионизирующих излучений

Малая поглощенная энергия – летальные эффекты.

Малое число пораженных молекул – летальные эффекты.

Кривые зависимости эффекта от дозы

4

Кривые доза-эффект

5

Объяснение радиационных парадоксов: теории попадания и мишени

Б.Н. Раевский

Н.В. Тимофеев-Ресовский

6

Недостатки теории попадания и мишени:

не учитывает биологическую стохастику

не принимает во внимание способность клеток к восстановлению

7

На человека и всю биосферу одновременно действуют

редкоионизирующие излучения, альфа-частицы радона и его

дочерних продуктов распада и УФ свет (излучение Вавилова-

Черенкова )

8

В Обнинске сделаны открытия способности клеток и хромосом

восстанавливаться от повреждений, вызванных ионизирующим излучением

В.И. КорогодинН.В. Лучник

9

Парадигмы радиобиологии и радиационной безопасности

Любая поглощенная доза является вредной

Существует линейная связь между дозой облучения и регистрируемым эффектом

Действие ионизирующего излучения является кумулятивным

10

Биологические эффекты острых доз облучения (≥100 Гр) называются детерминистскими. Они безусловно вызывают у человека заболевания.

Облучение при низких мощностях доз (≤100 Гр) вызывают заболевания с более низкой вероятностью или стохастичностью (стохастические эффекты).

11

Три механизма гибели (радиационные синдромы)

2–10 Гр Костномозговой синдром (кроветворный), гибель на 10–30 сутки

10–100 Гр Желудочно-кишечный синдром, гибель на 3–5 сутки

Более 100 Гр Церебральный синдром, гибель от нескольких минут до 48 ч

12

Классификация острой лучевой болезни

Легкая степень 1–2 Гр;

Средняя степень 2–4 Гр;

Тяжелая степень 4–6 Гр

13

Доза рентгеновского излучения ЛД50/30, Гр

Свинья 2Морская свинка 2,8Человек ЛД50/60 3

Обезьяна 4Мышь 6,6Крыса 7Кролик 8

14

Сокращение продолжительности жизни мышей

15

Сокращение продолжительности жизни

Данные 1956 года - из 80.000 американских врачей, умерших между 1930 и 1954 гг. средний возраст радиологов был 60,5 лет, а врачей, не связанных с облучением– 65,7 года

16

По данным американских и японских исследователей, в результате современных защитных мероприятий рентгеновского обследования продолжительность жизни врачей рентгенологов увеличилась по сравнению с аналогичной для других врачей на 3-5 лет.

По данным американских и японских исследователей, в результате современных защитных мероприятий рентгеновского обследования продолжительность жизни врачей рентгенологов увеличилась по сравнению с аналогичной для других врачей на 3-5 лет.

17

Развитие личинок из яиц Drosophila melanogaster при ЕРФ (1) и в низкофоновой камере.

2 – сниженный фон, 3 – компенсированный фон

Развитие личинок из яиц Drosophila melanogaster при ЕРФ (1) и в низкофоновой камере.

2 – сниженный фон, 3 – компенсированный фон

Âðåì ÿ, ñóò

0 2 10 11

Ðàç

âèòè

å ë

è÷

èí

îê, %

0

20

40

60

80

100

213

18

Carlson et al. (1957) Начиная счетвертого месяца жизни, крыс облучали

по 16 ч/день в течение года

Мощность дозы, Р/сутки

Продолжи-тельность жизни,

сут

% от контроля

0,280,602,573,96

Контроль

493510650590445

110115146133100

19

Средняя продолжительность жизни собак Dougherty (1967)

Число собак

Доза Ra-226,

мкКи/кг

Параметр

дни %

3423

00,0624

35183991

100113

20

(Gianferrari et al., 1962), Италия (провинция Vercelli Piemonte)Показатель Повышенный ЕРФ Нормальный

ЕРФ

Содержание урана

Средняя доза за год, мрадОбщее число смертей за 1941-1958 гг Из них от рака

20,8552

802 122

1,0147

1467173

21

Отношение смертности населения, живущего на большой высоте (3000 футов) и на уровне моря, к средней смертности по США от

всех видов рака Mason, Miller (1974)

Место жительства

На большой высоте

На уровне моря

Для мужчин 0,52 1,23Для женщин 0,86 1,03

22

Frigerio, Stowe, 1976

Количество штатов США

Средний ЕРФ, мрад/год

Смертность от всех видов опухолей на

100000 чел.

71414

210170118

126,3132,2146,8

23

Китайская Народная Республика в 1970–1978 гг. (Luxin, 1981) провинция

Гуангдонг с 80 000 населения

Показатель Повышенный ЕРФ

ЕРФ

Поглощенная доза, мрад/годСмертность от опухолей на 100 000 человек

300

41,1

110

48,8

24

Средняя продолжительность жизни рабочих Ханфорда, США (Barkev, 1978)

Облучавшиеся до допустимых уровней

Не облучав-шиеся

МужчиныЖенщины

78,781,2

71,375,4

25

Статистические показатели жизненности населения ФРГ и Швеции. Облученность

радоном в Швеции в 3-4 раза выше, чем в ФРГ Показатель ФРГ Швеция

Продолжительность жизни мужчин

Продолжительность жизни женщин

69,9

76,6

73,0

79,0

26

Зависимость смертности населения от рака легкого от концентрации радона в домах США

(Cohen, 1995)

Ñðåäí è é óðî âåí ü ðàäî í à, ï Êu/ë

0 1 2 3 4 5 6

Ñòà

íä

àð

òè

çîâ

àí

íî

å î

òí

îø

åí

èå

ñì

åð

òí

îñòè

îò ð

àê

à ë

åãê

îãî

0,6

0,8

1,0

1,2

27

Смертность от лейкемии людей, подвергшихся бомбардировке в Хиросиме и Нагасаки (Hattori, 1994)

Ï î ãë î ù åí í àÿ äî çà, ñÃð

1 10 100 1000

Ñì

åðòí

îñòü

íà

1000

00 ÷

åë. ç

à 35

ëåò

10

100

1000

10000

Êî í òðî ëü

28

Смертность населения после аварии на «Маяке» (Kostyuchenko, Krestinina, 1994). Кривая 1 –уровень

смертности по стране, кривая 2 - облученные жители

Äî çà, ì Çâ

0 100 200 300 400 500

Ñòà

íäà

ðòè

çîâ

àíí

àÿ

ñìåð

òíîñ

òü/1

000

÷åë

8

9

10

11

1

2

29

Онкологическая смертность после аварии на предприятии «Маяк» (Kostyuchenko, Krestinina, 1994).

Кривая 1 – необлученное население Челябинской области, кривая 2 – облученные жители

Онкологическая смертность после аварии на предприятии «Маяк» (Kostyuchenko, Krestinina, 1994).

Кривая 1 – необлученное население Челябинской области, кривая 2 – облученные жители

Äî çà, ì Çâ

0 100 200 300 400 500Ñòà

íäà

ðòè

çîâà

íí

àÿ ñ

ìåð

òíîñ

òü î

ò ð

àêà/

1000

00 ÷

åë

60

80

100

120

140

160

180

200

1

2

30

Авария на ядерном реакторе в Чернобыле. Для устранения последствий аварии было привлечено около 200000 ликвидаторов. В 1986 и 1987 гг. они получили дозу около 100 мЗв. Состояние здоровья этих рабочих изучалось Международным Чернобыльским проектом.

Авария на ядерном реакторе в Чернобыле. Для устранения последствий аварии было привлечено около 200000 ликвидаторов. В 1986 и 1987 гг. они получили дозу около 100 мЗв. Состояние здоровья этих рабочих изучалось Международным Чернобыльским проектом.

31

Результаты Российского Национального Медицинского Дозиметрического Регистра свидетельствуют, что в Брянской области показатель заболеваемости лейкозами не превышает этой величины по стране в целом.Не было зарегистрировано повышения и общей смертности от раков.

32

Смертность от рака радиационно-облученных рабочих разных стран (Luckey, 2007).

Äî çà, ñÇâ

0,3 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 20,0 50,0

Îí

êîë

îãè

÷åñ

êàÿ

ñì

åðòí

îñòü

, % î

ò ê

îíòð

îëÿ

0

20

40

60

80

100

71

5 3

86

2

4

33

В 1982–1983 гг. источник Со-60 случайно попал на свалку металлических отходов. В 1983–1984 гг. из них были построены 180 зданий, в которых размещались около 1700 квартир. В этих квартирах проживало и продолжает проживать около 10.000 населения, подвергаясь хроническому облучению при очень высокой мощности дозы вплоть до 1 мЗв/час, а оцененная максимальная ежегодная доза достигала 1 Зв. В первый же год проживания (1983) мощность дозы достигала 50 мЗв/год.

34

После 21 года проживания в загрязненных апартаментах доза варьировала от 0,4 до 6,0 Зв (Chen et al., 2004). Эти дозы были выше выживших после бомбардировок в Японии т выше, чем дозы, полученные ликвидаторами ЧАЭС

35

Смертность от рака общей популяции (1) Тайваня и облученных Со-60 резидентов (2)Смертность от рака общей популяции (1) Тайваня и облученных Со-60 резидентов (2)

Ãî äû

1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

Åæ

åãîä

íàÿ

ñì

åðòí

îñòü

îò

ðàê

à/10

0000

÷åë

îâåê

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1

2

36

Более 2000 детей родились в загрязненных квартирах. По статистике ожидалось 46 детей

с врожденными дефектами. Фактически выявлены только 3 таких ребенка

37

Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели человека считается риск, равный 10-6 в год.

Малым считается риск гибели человека, равный 10-8 в год.

38

Причина Степень рискаАвтомобильный транспорт 3·10-4

Пожар, падения, ожог 4·10-5

Отравления 2·10-5

Огнестрельное оружие 10-5

Водный транспорт

9·10-6

39

Причина Степень риска

Воздушный транспорт

9·10-6

Железная дорога 4·10-7

Молния 5·10-7

Атомная энергия 2·10-10

40

ВЫВОДЫ

1. ЕРФ необходим для биосферы2. Повышение ЕРФ в 10-50 раз не оказывает вредного действия3. Профессионалы атомной энергетики характеризуются пониженной вероятностью онкозаболеваний4. Люди, облученные в малых дозах, характеризуются пониженной вероятностью онкологии5. Риск гибели человека от атомной энергии составляет 10-10 в год

41

Исследования проведены при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда и Правительства Калужской области (проект №12-16-40002а(р)

42

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!