История и программа биофизических обследований в эпидемиологической когорте работников ФГУП «ПО «Маяк»

Современные знания о связи дозы облучения и радиогенного риска нераковых заболеваний и других радиационно-индуцированных патологий в основном базируются на исследованиях, выполняемых среди значительных по численности когорт. Одной из основных международно признанных когорт, включённых в такого рода исследования, является когорта работников ФГУП «ПО «Маяк», контактировавших с источниками ионизирующего излучения в ранние годы функционирования предприятия [1-3].

Когорта работников ФГУП «ПО «Маяк» является объектом эпидемиологического исследования по оценке канцерогенного риска при ингаляционном поступлении промышленных соединений 239Pu с целью установления надёжности и научной обоснованности существующих пределов профессионального облучения инкорпорированным плутонием. При этом в когорте исследуются дозовые зависимости риска заболеваемости и смерти от злокачественных новообразований [4-9].

Формирование когорты было начато в начале 80-х годов ХХ века, и в связи с целями эпидемиологического исследования была поставлена задача обеспечения представителей эпидемиологической когорты дозиметрической информацией, включая данные о годовых поглощённых

Ефимов А.В.* – зав. отд.; Соколова А.Б. – ст. науч. сотр., нач. группы, к.б.н. ФГБУН ЮУрИБФ ФМБА России.

дозах на ткани и органы, обусловленных хроническим ингаляционным поступлением 239Pu в организм в условиях производства.

По состоянию на 1 января 2024 г. эпидемиологическая когорта работников ФГУП «ПО «Маяк», включённых в Регистр персонала ПО «Маяк» (работники реакторного, радиохимического, химико-металлургического производств, а также завода водоподготовки и ремонтно-механического цеха, начавшие работать в 1948-1983 гг.), включает 25757 человек.

Основным источником данных для выполнения индивидуальных оценок доз внутреннего облучения представителей исследуемой эпидемиологической когорты являются результаты биофизического обследования, в ходе которого определяется величина экскреции радионуклида 239Pu c суточным количеством мочи, как основного дозообразующего при внутреннем облучении нуклида в изучаемой когорте [10-12].

Такого рода обследования являются обязательными для персонала, занятого на участках по производству и переработке плутония для целей индивидуального дозиметрического контроля профессионального внутреннего облучения, и в разные годы порядок такого обследования регламентировался различными руководящими документами, отражающими принятые на момент их действия концепции обеспечения радиационной безопасности, а также санитарные правила и нормы при работах в контакте с аэрозолями 239Pu. Так, до введения в действие НРБ-96 и позже НРБ-99/2009 [13] контролируемой величиной являлось содержание 239Pu в организме и критических органах [14]. Начиная с 2000 г. с полным введением в действие НРБ-99 контролируемой величиной стала годовая эффективная доза и годовое поступление радионуклида.

Методы и результаты обследования представителей корты до начала 1990 г.

Ещё до начала формирования дозиметрического регистра персонала ФГУП «ПО «Маяк», в 1950-е годы были начаты биофизические обследования работников ФГУП «ПО «Маяк». В среднем ежегодно обследовалось около 50 человек. Систематические обследования уже более обширных групп персонала предприятия были продолжены в 1970-е годы и вплоть до конца 1990-х годов контролируемой величиной при внутреннем облучении являлось содержание 239Pu в организме и критических органах человека. Порядок организации определялся действующими на тот момент инструктивно-методическими указаниями [15].

Химические методы подготовки проб для измерений постоянно совершенствовались, обновлялась измерительная аппаратура и, как следствие, повышалась чувствительность метода. Для измерений плутония в пробах мочи использовали два метода: альфа-радиометрический и альфа-спектрометрический. Подробные характеристики методов измерения были опубликованы ранее в работах [16-18].

На ранних этапах выполнения индивидуального контроля минимально определяемая активность (МДА) 239Pu в суточном количестве мочи составляла от 1 до 10 Бк, к началу 1970-х годов за счёт внедрения более совершенных методик измерения и снижения фона лаборатории значение МДА достигло 0,1 Бк в суточном количестве мочи и далее снижалось до 10 мБк в суточном количестве мочи при использовании метода альфа-радиометрии с висмут-фосфатным осаждением аликвоты суточного количества мочи в объёме 500 мл. На рис. 1 представлена динамика роста количества обследованных работников и сведения о значении МДА соответствующего периоду времени выполнения первого обследования работника до начала 1990 г.

Рис. 1. Динамика роста количества обследованных работников к 1990 г.

Несмотря на организованный контроль внутреннего облучения персонала ФГУП «ПО «Маяк», к моменту постановки задачи по организации и ведению дозиметрического регистра представителей эпидемиологической когорты работников ФГУП «ПО «Маяк» значительная часть работников не была обеспечена дозовыми оценками, основанными на данных индивидуальных обследований. В табл. 1 представлены сведения о количестве представителей когорты, обеспеченных результатами биофизических обследований по состоянию на начало 1990 г.

Таблица 1

Сведения об обеспеченности результатами биофизических обследований эпидемиологической когорты работников ФГУП «ПО «Маяк» к 1990 г.

Персонал производства	Общая численность в регистре, чел.	Доля обследованных лиц от общей численности в регистре, %
Химико-металлургическое производство	7729	27
Радиохимическое производство	9164	25
Реакторное производство	5397	2
Завод водоподготовки и ремонтно-механический	3467	3
цех (вспомогательные подразделения)
Всего	25757	18

Как следует из данных табл. 1, к началу формирования дозиметрического регистра в целом было обеспечено данными индивидуального контроля не более 18% представителей эпидемиологической когорты. Наиболее обследованными (примерно каждый четвёртый работник) являлись работники химико-металлургического и радиохимического производств, что объясняется, прежде всего тем, что представители этих производств наиболее подвержены поступлению 239Pu по сравнению с представителями других производств, а действовавшие программы индивиду- ального дозиметрического контроля были направлены на обследования наиболее облучаемых групп персонала. Несмотря на указанный подход, большая часть лиц из персонала химико-металлургического и радиохимического производств оказались не включёнными в программы обследований и не были обеспечены данными о величине экскреции 239Pu с мочой.

Ниже представлена характеристика программ обследований и анализ возможных причин неполноты их охвата большей части персонала индивидуальным дозиметрическим контролем внутреннего облучения. Рис. 2 иллюстрирует динамику процесса принятия на производство и продолжения трудовой занятости, количество представителей когорты, остающихся живыми, а также прирост количества обследованных лиц.

Рис. 2. Динамика найма на работу, жизненного статуса и обследований персонала химико-металлургического и радиохимического производств к 1990 г.

Из данных рис. 2 следует, что к началу 1970-х годов, когда был начат систематический индивидуальный дозиметрический контроль внутреннего облучения, значительная часть работников уже была уволена с производства, около 600 из них умерли. К началу формирования дозиметрического регистра в 1990 г. из общей численности включённых в регистр работников химико-металлургического и радиохимического производств – 16893 человека, продолжали работать 4526 человек, оставались живыми 13845 человек.

Структура формировавшегося дозиметрического регистра по профессиональному и жизненному статусу, а также по обеспеченности данными индивидуального дозиметрического контроля внутреннего облучения персонала основных производств (химико-металлургическое и радиохимическое производства) по состоянию на начало 1970-х и 1990-х годов представлена в табл. 2. В скобках указано число обследованных работников из каждой категории. В среднем в год в рассматриваемый период времени выполнялось не более 500 обследований в год.

Анализ структуры обследованных за период с 1970 по 1990 гг. работников показывает, что в основном прирост числа обследованных представителей когорты обеспечивался за счёт продолжавших работу лиц (рис. 3).

Таблица 2

Структура дозиметрического регистра по профессиональному и жизненному статусу, а также по обеспеченности данными индивидуального дозиметрического контроля внутреннего облучения для работников основных производств

Профессиональный и жизненный статус	По состоянию на 01.01.1970 г.	По состоянию на 01.01.1990 г.
Заняты на производстве	6865 (384)	4526 (1866)
Уволены	7153 (152)	12367 (2483)
из них умерли	589 (14)	3048 (549)
Всего	14018 (550)	16893 (4349)

Рис. 3. Хронология обследований персонала радиохимического и плутониевого производств в зависимости от статуса трудовой занятости в период с 1970 по 1990 гг.

60%

Рис. 4. Относительная частота распределения количества обследований, приходящихся на одного работника радиохимического и плутониевого производств, в период с 1970 по 1990 гг.

Частота обследований в рассматриваемый период времени была низкой. Около половины продолжавших работать в период с 1970 по 1990 гг. работников были обследованы лишь одно- кратно. Пять и более раз, т.е. в среднем с интервалом 1 раз в 5 лет с учётом «входного» обследо- вания, было обследовано около 7% работающего на основных производствах персонала (рис. 4).

Кроме того, в виду невысокой периодичности контроля, в число обследованных в основном попадали лица, чей трудовой стаж на производстве превышал 20-30 лет. Среди лиц, прорабо- тавших 10 и менее лет, доля обследованных составляет менее 10% (рис. 5).

Стаж работы, лет

Рис. 5. Распределение охвата обследованиями персонала радиохимического и плутониевого производств в период с 1970 по 1990 гг. в зависимости от продолжительности трудового стажа.

Низкая периодичность контроля также обуславливала высокую продолжительность времени, прошедшего с момента начала работы до первого обследования, что существенно сократило период наблюдения в эпидемиологическом исследовании. Распределение относительного числа обследованных работников по стажу работы на основных производствах до первого обследования в период с 1970 по 1990 гг. представлено на рис. 6.

Стаж работ до первого обследования, лет

Рис. 6. Распределение относительного числа обследованных работников по стажу работы на основных производствах до первого обследования в период с 1970 по 1990 гг.

Практически все обследования в период с 1970 по 1990 гг. проводили в условиях стацио- нара, в ряде случаев после очередного отпуска работника так, чтобы избежать содержания 239Pu в пробе мочи, обусловленного его «транзитной» фракцией (рис. 7).

Рис. 7. Количество работников, обследованных после очередного отпуска и без перерыва в контакте с аэрозолями ²³⁹Pu в период с 1970 по 1990 гг.

В совокупности перечисленные выше характеристики и результаты программ индивидуального дозиметрического обследования при контроле внутреннего облучения показывают, что они не были направлены на решение вопроса обеспечения индивидуальными обследованиями большинства работников. Программы обследования предполагали обследование преимущественно работавших лиц с целью контроля накопления плутония в организме, при этом число обследований было невелико, а в программу обследований включались лица с наибольшим стажем работы. Сама же программа биофизических обследований была начата, когда более половины из числа работников основных производств были уже уволены, а 4% из их числа умерли. Обследование работников реакторного и вспомогательных производств носило эпизодический характер.

Программы обследований представителей когорты после 1990 г.

В начале 1990 г. в связи с организацией и ведением дозиметрического регистра представителей эпидемиологической когорты работников ФГУП «ПО «Маяк» встал вопрос об увеличении количества дозиметрических данных как за счёт выполнения обследований ранее необследованных работников, так и за счёт увеличения числа обследований, приходящихся на одного индивидуума.

С 2000 г. для измерений изотопов Pu и 241Am был внедрён и используется альфа-спектрометрический метод измерения. Применение метода альфа-спектрометрии привело к значительному снижению нижнего порога измерения [17].

Наряду с внедрением новых методик измерения 239Pu в пробах мочи выполнялись программы обследований действующего персонала и бывших работников, включённых в эпидемиологическую когорту. К началу 1990 г. работающими оставалось 4526 человек (24%) из числа 16893, нанятых на основные производства до 1983 г., и 2601 человек (29%) из числа 8864, нанятых на вспомогательные и реакторное производство.

Всего за период с 1990 г. до начала 2020 г. выполнялось две программы, целями которых было увеличение числа обследований как среди ранее обследованных лиц, так и обследование представителей когорты, ранее не обеспеченных данными индивидуального контроля. Наряду с обследованиями лиц, проходящими плановые обследования в стационаре, программы предусматривали амбулаторные обследования включённых в когорту действующих и бывших работников. При амбулаторном обследовании собиралась одна суточная проба мочи.

Первая программа выполнялась в период с 1996 по 1998 гг. включительно. За указанный период времени амбулаторно было обследовано 1345 работников основных производств, из них впервые было обследовано 1326 человек.

С целью попытки восполнить недостаточность обследований в 2010 г. была разработана и выполнялась развернутая программа биофизических обследований. Основные задачи программы – обследование ранее необследованных работников, а также обследование работников, для которых ранее было выполнено только одно обследование с использованием только альфа-радиометрического метода. Позднее в группу лиц, подлежащих обследованиям, были включены работники реакторного и вспомогательных производств. Таким образом, в список подлежащих обследованию лиц включали проживающих по состоянию на 1 января 2010 г. в Озёрске членов когорты, для которых на эту дату биофизические обследования не выполняли или было выполнено одно биофизическое обследование с использованием только альфа-радиометрического метода.

В течение 2010-2013 гг. программа обследований активно выполнялась за счёт персонального приглашения кандидатов на обследования путём телефонных переговоров. В последующие годы обследования выполняли в основном для лиц, оказавшихся на плановых обследованиях в стационаре Центра профессиональной радиационной патологии ФГБУЗ КБ № 71 ФМБА России в Озёрске.

Всего в ходе выполнения программы по состоянию на конец 2023 г. впервые было обследовано 922 включённых в эпидемиологическую когорту работника, для 1303 членов когорты были получены уточнённые дозиметрические оценки с использованием более чувствительного и селективного метода альфа-спектрометрии.

Динамика роста общего количества впервые обследованных представителей когорты с указанием принадлежности к производству за весь период выполнения программ индивидуального контроля представлена на рис. 8.

■ Вспомогательное ■ Химико-металлургическое ■ Радиохимическое ■ Реакторное

Рис. 8. Динамика роста общего количества обследованных представителей когорты за весь период выполнения индивидуального контроля.

В ходе выполнения программы было отмечено большое количество отказов от обследования, либо согласие на прохождение обследования только в рамках медицинского обследования в условиях стационара. Некоторые такие работники были обследованы в период 2014-2016 гг.

Выполненная, начиная с 2010 г., программа позволила увеличить численность обследованной когорты на 8% для представителей основных производств и на 50% для реакторного и вспомогательных производств.

Всего к концу 2023 г. из числа представителей основных, реакторного и вспомогательных производств было обследовано 8773 человека. Структура накопленных данных по числу обследованных представителей каждого производства и распределение по содержанию 239Pu в организме представлена в табл. 3.

Таблица 3

Структура дозиметрического регистра по числу обследованных представителей каждого производства и распределение работников по содержанию 239Pu в организме по состоянию на конец 2023 г.

Персонал производства	Общая численность в регистре, чел.	Количество обследованных лиц в регистре, чел.	Распределение обследованных работников по содержанию 239Pu в организме, Бк
			<100	1001000	100010000	10000100000	100000<
Химико-металлургическое производство	7729	3687	1531	1380	601	162	13
Радиохимическое производство	9164	4143	1420	2035	647	41	0
Реакторное производство	5397	517	259	242	14	2	0
Завод водоподготовки и ремонтномеханический цех (вспомогательные подразделения)	3467	426	317	102	6	1	0
Всего	25757	8773	3527	3759	1268	206	13

Анализ результатов индивидуального контроля работников, зарегистрированных в когорте основных производств, представленный на рис. 9, показывает тренд к снижению количества случаев выявления содержания 239Pu в суточном количестве мочи, превышающего предел детектирования метода измерения, у работников, нанятых в поздние годы функционирования рассматриваемых производств. Вместе с тем, в группах, отнесённым к разным временным периодам по дате первого обследования, но начавшим трудовую деятельность в один и тот же период времени, также отмечается тренд к снижению количества случаев выявления содержания 239Pu в суточном количестве мочи с увеличением времени до даты выполнения первого обследования.

На рис. 10 представлено частотное распределение содержания 239Pu в организме для групп с различными режимами обследований, выполненными в разные периоды времени.

Как следует из данных рис. 10, ранее необследованные работники в среднем накопили меньше 239Pu в организме по сравнению с работниками, которые были обследованы до 2010 г. Только у 1% впервые обследованных после 2010 г. было зафиксировано содержание в организме более 1000 Бк, тогда как у ранее неоднократно обследованных этот показатель составил 18%, у однократно обследованных – 12%.

Указанные факты подтверждают ранее сделанные предположения, что группа ныне живущих и необследованных в своё время работников, подвергалась наименьшему поступлению радионуклида как за счёт относительно непродолжительной работы на предприятии, так и за счёт работы в более благоприятной радиационной обстановке.

Первое обследование ■ до 1970 ■ 1970 - 1989 ■ 1990-2009 ■ 2010 и позднее

Рис. 9. Распределение частоты случаев выявления содержания ²³⁹Pu в пробах мочи в группах с различными сроками найма и обследования.

Рис. 10. Частотное распределение содержания ²³⁹Pu в организме для групп с различными режимами обследований.

Заключение

Получение данных об уровнях облучения действующего персонала ФГУП «ПО «Маяк», так и ретроспективная дозиметрия представителей эпидемиологической когорты работников предприятия являются одними из основных задач деятельности ФГБУН ЮУрИБФ [18]. Несмотря на достаточную результативность выполненных программ ретроспективного индивидуального дозиметрического контроля, увеличение количества обследований включённых в эпидемиологическую когорту лиц остаётся актуальной задачей для обеспечения дозиметрическими данными наибольшего числа представителей когорты, расширения периода наблюдения и снижения неопределённости оценок доз. Получаемые по результатам обследований сведения о содержании изотопов плутония в экскретах также могут служить данными для верификации и развития моделей биокинетики актинидов.