ПРОБЛЕМА ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ПОРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ, РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

Оптимизация процесса радиологической защиты является одним из трех фундаментальных принципов, лежащих в основе системы радиационной защиты, за которую выступает Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ). Принцип оптимизации, сформулированный в 70-ые г.г., уникален в плане своих концепций и способов применения. Он расположен как бы на стыке точных и гуманитарных наук, поэтому с его помощью мы решаем (в том случае, когда наши знания относительно воздействий низких доз ионизирующего излучения недостаточны), какие меры защиты необходимо принять.

Каждый человек подвергается облучению от естественных и искусственных источников. Следовательно, любая разумная система радиационной безопасности должна иметь четко определенную об­ласть применения, если только она не предназначена для всей чело­веческой деятельности. Кроме того, эта система должна в согласо­ванной форме учитывать весьма широкий спектр обстоятельств.

К фундаментальным основам радиационной безопасности должно обязательно принадлежать ее социальное, а также научное обоснование, поскольку первичной целью радиационной безопасности является обеспечение людей приемлемыми нормами безопас­ности без чрезмерного ограничения полезной практической деятель­ности, приводящей к увеличению облучения. Кроме того, следует полагать, что даже малые дозы излучения могут вызывать какие-то вредные для здоровья эффекты. Поскольку для детерминированных эффектов существуют пороги, то этих эффектов можно избежать, ограничив дозы у отдельных лиц. В то же время стохастические эффекты нельзя полностью устранить, так как для них не существу­ет порога. Принципиальные основы позиции Комиссии состоят в том, чтобы предотвратить появление детерминированных эффектов, удерживая дозы ниже соответствующих порогов, и обеспечивать все разумные шаги для того, чтобы снизить вероятность появления стохастических эффектов.

Некоторые виды человеческой деятельности увеличивают общее облучение вследствие подключения новых групп источников, новых путей воздействия источников на человека, новых лиц или вследствие такого изменения дерева событий, связывающих сущест­вующие источники и человека, которые увеличивают облучение людей или число облученных людей. Комиссия называет такие ви­ды человеческой деятельности «практической деятельностью» (practice). Другие виды человеческой деятельности могут уменьшать общее облучение, воздействуя на имеющуюся форму этого дерева. Подобная деятельность может состоять в удалении имеющихся ис­точников, изменении путей воздействия или уменьшении числа об­лучаемых лиц. Комиссия обозначает все подобные виды деятель­ности как «вмешательство» (intervention).

Шаги, необходимые для ограничения облучения людей при контроле практической деятельности или при вмешательстве, могут предусматривать действия в любой точке дерева событий, связываю­щих источник с человеком. Действия могут предприниматься по от­ношению к источнику, к окружающей среде или к человеку. Они наименее разрушительны, если применены к источнику, и могут быть настолько эффективны, насколько требуется, если не откажут в результате аварии. Кроме того, они влияют на все связанные с дан­ным источником пути воздействия и на всех людей. В пределе дейст­вие может сводиться к прекращению применения источника. Там, где возможно, предпочтителен контроль источника. Действия, при­ложенные к окружающей среде или к людям, влекут за собой боль­ше неудобств и могут иметь отрицательные социальные последст­вия, не все из которых можно предвидеть. Их эффективность может быть ограниченной, поскольку они направлены лишь на отдельные путем воздействия источника и на отдельных лиц.

Комиссия разделяет облучение на три вида: профессиональ­ное облучение, т. е. облучение во время работы и, преимуществен­но, в результате работы; медицинское облучение, т. е. по преимуще­ству облучение людей в качестве неотъемлемой части их диагности­ки и лечения; облучение населения, которое включает все другие виды облучения.

При профессиональном облучении обычно можно контроли­ровать все три позиции: контроль источника – путем фиксации его параметров, его непосредственной защиты и контейнмента; контроль окружающей среды – наблюдая за вентиляцией и дополнительной защитой; контроль человека – предъявляя требования к рабочим операциям, используя защитную одежду и оборудование. Не все эти виды контроля необходимы постоянно. При медицинском об­лучении также применяют три вида контроля, но скорее в качестве части основной задачи – диагностики или лечения, а не как части отдельной системы безопасности. При облучении населения необходимо использовать контроль источника. Только если контроль источника не может быть достаточно эффективным, следует контро­лировать окружающую среду или людей.

Выбор соответствующих мероприятий для контроля зависит также от того, используются ли они при практической деятельнос­ти, приводящей к облучению, или при вмешательстве, направленном на снижение облучения. Если появится новая практическая деятель­ность, то можно решить, принять ли ее в том виде, как ее предлагают, или принять с изменениями, или отказаться от нее с самого начала. Продолжающиеся виды практической деятельности можно пере­сматривать в свете новых сведений или измененных нормативов безопасности и, по крайней мере в принципе, отказываться от них; при этом источники и пути их воздействия могут сохраняться. По­этому любые последующие изменения потребуют вмешательства. Аварии, если они произошли, приведут к таким ситуациям, в кото­рых единственно приемлемым действием будет какая-либо фор­ма вмешательства. В практической деятельности и при вмешательст­ве часто заранее ясно, что облучение состоится, и его размер можно предвидеть, хотя и с некоторой неопределенностью. Но иногда мо­жет появиться потенциальная возможность облучения, хотя и без уверенности в том, что оно случится. Комиссия называет такие об­лучения «потенциальными облучениями». Часто в известной степе­ни можно контролировать как вероятность, так и масштаб потен­циального облучения.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЙ, ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАДИОБИОЛОГИИ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОСНОВНЫХ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ РАДИОБИОЛОГИИ. ДОСТИЖЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УЧЁНЫХ В РАЗВИТИИ РАДИОБИОЛОГИИ. СТРУКТУРА РАДИОБИОЛОГИИ КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.

Ионизирующее излучение – удобный инструмент изучения основ жизни. В природе не существует феномена не подверженного модифицирующему воздействию ионизирующих излучений, так как энергия их всегда превосходит энергию внутримолекулярных и межклеточных связей.

Поэтому радиобиология неминуемо в той или иной степени отражает все области биологии. Соответственно, исключительно разнообразен набор объектов, являющихся предметом радиобиологических исследований, - макромолекулы, фаги, вирусы, простейшие, клеточные, тканевые и органные культуры, многоклеточные растительные и животные организмы, человек, популяция, биоценозы.

Фундаментальной задачей, составляющей предмет радиобиологии, является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на ионизирующее воздействие, на основе которых можно овладеть искусством управления лучевыми реакциями организма.

Наличие фундаментальной задачи, составляющей предмет радиобиологии, и собственных методов исследования определяет её как самостоятельную комплексную научную дисциплину, имеющую тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний (рис. 2.).

Одной из особенностей радиобиологии является то, что это экспериментальная дисциплина. Ни одно утверждение в радиобиологии не может быть воспринято серьёзно, если оно не имеет путей экспериментальной проверки.

Специфические, присущие только радиационному агенту свойства, определяемые его взаимодействием с любыми молекулами и структурами клетки, обуславливают другую особенность радиобиологии – необходимость проведения исследований на всех уровнях биологической организации –от молекулярного до популяционного.

Указанные особенности радиобиологии определяют специфику подхода к её изучению как предмета. Она состоит в том, чтобы из множества проявлений лучевого воздействия, обусловленного самой физической природой радиационного агента, каждый раз стремиться выделить ведущие, критические звенья, ответственные за исход рассматриваемой реакции. Кроме того важной чертой радиобиологических методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшего его дозой излучения, её распределением во времени и в объёме реагирующего объекта.

Современная радиобиология представляет не только самостоятельную комплексную дисциплину, но имеет чётко выделенные отдельные направления, главные из которых перечислены в рис. 3.

Каждое из перечисленных направлений имеет свои конкретные задачи, достаточно полно определённые их названием, для решения которых, однако, применяют специальные радиобиологические количественные методы исследования, что и объединяет их в одну общую дисциплину.

.

Радиационная иммунология

Радиационная цитология

Радиобиология опухолей

Радиационная гигиена

Медицинская радиобиология

Противолучевая защита и терапия

Радиационная экология

Космическая радиобиология

Общая (фундаментальная) радиобиология

Радиационная генетика

Радиационная биохимия

Из истории:

Возникновение радиобиологии обязано трём великим открытиям, увенчавшим окончание 19-го века

1895 г. – открытие Вильгельмом Конрадом Рентгеном X – лучей;

1896 г. – открытие Анри Беккерелем естественной радиоактивности урана;

1898 г. – открытие четой Кюри – Марией Склодовской и Пьером радиоактивных свойств полония и радия.

Три этапа развития радиобиологии:

I – й этап:

1896 г. – И.Ф. Тарханов установил в опытах на лягушках и насекомых реакции на облучение во многих системах организма, на основании чего им и было высказано сбывшееся вскоре предположение о возможности лечебного применения рентгеновского излучения.

1902 г. – Г. Фрибен описал первый случай лучевого рака кожи.

1903 г. – Е.С. Лондон – обнаружение летального действия лучей радия на мышей. Он также продемонстрировал действие излучение радия на многие системы организма, в частности на кроветворение. В 1911 г. вышла его книга «Радий в биологии и медицине».

Приведённые примеры, а также многочисленные наблюдения других исследователей знаменовали собой первый этап развития радиобиологии, характеризующийся работами описательного характера. Но, уже в этом периоде установлено два кардинальных факта – вызываемое ионизирующим излучением торможение клеточного деления (М. Корнике, 1905), и, различие в степени выраженности реакции разных клеток на облучение (И. Бергонье и Л. Трибондо).

В 1906 году были сформулированы положения, вошедшие в историю под названием закона, или правила, Бергонье и Трибондо. Суть этих положений состоит в том, что клетки тем более радиочувствительны, чем большая у них способность к размножению и чем менее определённо выражены их морфология и функция, т.е. чем они менее дифференцированы.

В 1903 году бала выявлена роль поражения ядра в клеточной радиочувствительности (Д. Бун).

II –й этап:

Второй этап развития радиобиологии связан со становлением её количественных принципов, имевших целью связать биологический эффект с дозой излучения. Этот этап характеризуется массовыми экспериментами на различных популяциях клеток и животных с количественным отражением результатов на специальных кривых доза – эффект.

1992 год – одна из знаменательных дат этапа, когда Ф. Дессауэр предложил первую теорию, объяснившую радиобиологический эффект дискретностью событий – актов ионизации в чувствительном объёме. Эти взгляды в последующем получили развитие в виде принципа попаданий и теории мишеней.

Обнаружение действия ионизирующих излучений на генетический аппарат клетки, сопровождающегося наследственной передачей вновь приобретённых признаков – Г.А. Надсон и Г.Ф. Филиппов (1925).

Мощным импульсом к бурному развитию радиобиологии явились успехи ядерной физики. Особо интенсивное развитие после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки. Как следствие – в 40 – 50-е в Европе и на других континентах начали создаваться крупные исследовательские центры.

Достижениям в области количественной радиобиологии отечественная наука прежде всего обязана Н.В. Тимофееву – Рессовскому и его ученикам В.И. Корогодину и Н.В. Лучнику.

Крупные исследования в области молекулярной и клеточной радиобиологии связаны с именами И.Б. Бычковой, Е.Б. Бурлаковой, В.А. Жестянникова, Р.В. Петрова и т.д.

В области противолучевой защиты широко известны исследования В.Г. Владимирова, Т.К. Джаракяна, П.Г. Жеребенко и т.д.

Широкое международное обсуждение вопросов радиобиологии впервые было проведено в 1955 г. на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии.