Кросс-верификация доз облучения ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС по данным ЭПР-дозиметрии и официальным дозиметрическим талонам национального радиационно-эпидемиологического регистра

За 30 лет после аварии на Чернобыльской АЭС по когорте ликвидаторов были опубликованы фундаментальные научные исследования, посвящённые оценке радиационных рисков онкологических и неонкологических заболеваний, подготовлены специальные документы НКДАР ООН [1].

После атомной бомбардировки в 1945 г. городов Хиросима и Нагасаки в течение последующих 70 лет были выполнены крупномасштабные радиационно-эпидемиологические исследования, результаты которых положены в основу существующих международных стандартов радиационной безопасности. Вместе с тем, следует подчеркнуть, что средняя доза облучения в когорте LSS (Хиросима – Нагасаки) составила 220 мЗв, т.е. существенно превышала среднюю дозу облучения ликвидаторов.

По степени надёжности дозиметрические данные для ликвидаторов можно разделить на три основные группы в зависимости от использованного метода оценки доз [2]:

• -    экспозиционная или поглощённая доза, полученная с использованием индивидуального дозиметра – максимальная погрешность около 50% при условии правильного его использования;

• -    групповая доза, приписанная лицам, входившим в группу, которая выполняла какую-либо работу в зоне, по показаниям индивидуального дозиметра, находившегося у одного из членов группы – максимальная неопределённость дозы по группе могла достигать 300%;

• -    маршрутная доза, которая оценивалась по средней мощности экспозиционной дозы в зоне проведения работ и времени пребывания в ней группы лиц – максимальная неопределённость дозы по группе могла достигать 500%.

Поскольку в нашем случае речь впервые идёт о проблеме оценки радиационных рисков при малых дозах облучения (до 200 мЗв) крайне актуальным остаётся вопрос о качестве и факторах неопределённости в дозиметрических данных по когорте ликвидаторов.

В дозиметрическом талоне Национального радиационно-эпидемиологического регистра не отражена методика оценки доз облучения ликвидаторов. Поэтому крайне важным является реализация процедуры кросс-верификации доз облучения ликвидаторов по данным ЭПР-дозиметрии и официальным дозиметрическим данным Национального регистра.

Определение индивидуальных доз методом ЭПР

Известно, что под влиянием ионизирующего излучения в эмали зубов образуются стабильные радиационно-индуцированные (РИ) парамагнитные центры, которые накапливаются в течение всего периода существования эмалевой коронки зуба. Сигнал от этих центров можно зарегистрировать методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). По интенсивности этого сигнала, на основе калибровочных зависимостей, можно определить поглощённую дозу в эмали, исходя из которой можно определить индивидуальную дозу. В этом заключается сущность метода ЭПР-дозиметрии по эмали зубов.

Приготовление образцов эмали, измерение спектров ЭПР и определение поглощённой дозы в эмали производили в соответствии со стандартизированной методикой МРНЦ. Этот подход был апробирован неоднократно в ходе международных интерсличений и был принят в качестве стандартизованной методики для всех рутинных измерений, проводимых в МРНЦ. Подробное описание и обоснование использованного методологического подхода приведено в предыдущих публикациях [3-5]. Методика отвечает требованиям российского стандарта

(ГОСТ Р22/3/04-96), международного стандарта (ISO 13304:2013) и рекомендациям МАГАТЭ (IAEA-TECDOC-1331: 2002).

Эмаль отделяли от дентина с помощью зубоврачебных боров. По интенсивности стабильного (РИ) сигнала ЭПР определяли дозу, поглощённую в эмали. Калибровку проводили на источнике гамма-излучения кобальт-60 в соответствии с показаниями тканеэквивалентного дозиметра. Оптимальная масса образца для измерений составляла 100-120 мг. Погрешность определения дозы для таких образцов составляла 30-50 мГр в области доз до 500 мГр и 10% при более высоких дозах. Для образцов с меньшей массой (минимальная допустимая масса 20-30 мг) погрешность более высокая, примерно обратно пропорционально массе. Индивидуальную дозу получали после вычитания вклада естественного фонового радиоактивного излучения интенсивностью 0,8 мГр в год и возраста эмали, определяемого исходя из возраста пациента на момент измерений и возраста формирования эмалевой коронки, зависящей от типа зуба [3-5]. Поправку на энергетическую зависимость радиационной чувствительности эмали не производили, поскольку не известен спектр действующего излучения.

Образцы зубов получали при удалении зубов по медицинским показаниям в основном в процессе специализированной медицинской диспансеризации, проводимой на базе МРНЦ для ликвидаторов. Были получены образцы для ликвидаторов, проживающих в основном в Калужской, Брянской и Ростовской областях. Образцы использовали с согласия пациента. При этом записывали информацию о донорах образцов в специальных сопровождающих формах, заполняемых при удалении. В формах указывали ФИО пациента, дату рождения, адрес места жительства, период участия в ЛПА, место работы. Указывали также тип зуба в соответствии с его позицией в челюсти. Сбор образцов и их анализ методом ЭПР производили в период 1992-2002 гг.

В начальный период проведения исследования при сборе образцов не отмечали информацию о типе зуба. Впоследствии было выяснено, что под влиянием УФ компонента солнечного света во внешней стороне эмали зубов передней части челюсти (позиции зубов 1 -3) формируется стабильный ЭПР сигнал, сходный с РИ сигналом [3]. Использование таких образцов для анализа методом ЭПР приводит к завышенной оценке дозы. При последующем сборе образцов, после 1995 г., стали отмечать информацию о типе зуба в соответствии с его позицией и стали использовать для анализа только эмаль зубов боковой части челюсти (премоляры и моляры).

Таким образом, были проведены измерения для 78 образцов эмали, из них только для 45 образцов известно, что тип зубов соответствует боковой части челюсти, и для них дозы ЭПР определены правильно. Для остальных 33 образцов позиции зуба неизвестны, среди них могут быть как боковые зубы, для которых дозы определены правильно, так и передние зубы, для которых дозы могут быть завышены.

Кросс-верификация доз облучения

В Национальный радиационно-эпидемиологический регистр были представлены данные на 78 ликвидаторов, прошедших в МРНЦ им. А.Ф. Цыба ЭПР-дозиметрию после аварии на Чернобыльской АЭС. Из этих 78 человек были зарегистрированы в НРЭР 66 ликвидаторов, из которых только у 35 человек имелись официальные дозиметрические талоны с полученной дозой облучения.

На рис. 1 показана зависимость отношения средних доз ЭПР-дозиметрии к средним дозам НРЭР (Dэпр_сред/Dнрэр_сред) от доз НРЭР по дозовым интервалам. Среднее из отношений по всем дозовым группам составляет 1,7, т.е. в среднем дозы ЭПР-дозиметрии выше доз НРЭР на 70%. Максимальное отличие установлено в диапазоне доз НРЭР 0-50 мЗв. Как было отмечено выше, средняя доза облучения ликвидаторов по данным НРЭР составляет 107 мЗв. Проведённая кросс-верификация показывает, что даже с учётом погрешностей в оценке доз НРЭР, лучевая нагрузка на ликвидаторов остаётся в диапазоне малых доз облучения (до 200 мЗв), что имеет принципиальное значение для планирования и реализации эпидемиологических исследований и выработке на этой основе рекомендаций по радиологической защите.

Рис. 1. Зависимость отношения средних доз ЭПР-дозиметрии к средним дозам НРЭР по дозовым интервалам.

Реконструкция доз облучения

Как было отмечено выше, у 66 ликвидаторов, зарегистрированных в НРЭР, для 35 человек имелись официальные дозы облучения и для 31 человека данные дозиметрии отсутствовали. В НРЭР была реализована технология реконструкции доз облучения для этих ликвидаторов. Для этого были получены средние дозы облучения в день с 26.04.1986 г. по 31.12.1990 г. по когорте ликвидаторов, у которых имелись дозиметрические талоны в Регистре с указанием доз внешнего облучения. Дозиметрические данные были сгруппированы по региональному сегменту НРЭР, полу и 5-летним возрастным интервалам.

На рис. 2 показана, в частности, вариабельность суточных доз облучения в 1986 г. для ликвидаторов из различных региональных сегментов НРЭР.

На рис. 3 показана динамика среднесуточной дозы для разных возрастных групп и периода пребывания в 30-км зоне.

Рис. 2. Вариабельность суточных доз облучения ликвидаторов в 1986 г. для различных региональных сегментов НРЭР.

Радиация и риск. 2016. Том 25. № 3                                                        Научные статьи

В ряде опубликованных радиационно-эпидемиологических исследований по когорте лик- видаторов было показано, что к группе повышенного риска (онкологические и неонкологические заболевания) следует отнести ликвидаторов, получивших дозы облучения более 150 мЗв [1].

Динамика среднесуточных доз для этой группы ликвидаторов показана на рис. 4. Легко заме- тить, что среднесуточная доза в группе повышенного риска в 1986-1988 гг. превышала 1 мЗв.

Рис. 3. Динамика среднесуточной дозы для различных возрастных групп и периода пребывания в 30-км зоне.

Рис. 4. Среднесуточные дозы облучения у ликвидаторов из группы повышенного риска, для которых доза облучения превышала 150 мЗв.

Рис. 5. Зависимость отношения средних доз ЭПР-дозиметрии к средним реконструированным дозам НРЭР по дозовым интервалам.

Из 31 ликвидатора, прошедшего ЭПР-дозиметрию, для 28 удалось восстановить их принадлежность к указанным выше группам. Зная время их пребывания в 30-км зоне, были реконструированы дозы внешнего облучения. На рис. 5 показана зависимость отношения средних доз ЭПР-дозиметрии к средним реконструированным дозам НРЭР. Среднее из отношений по всем дозовым группам составляет 2,2.

Выводы

• 1.    Впервые реализована технология кросс-верификации доз облучения ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС по данным ЭПР-дозиметрии, выполненной в Медицинском радиологическом научном центре им. А.Ф. Цыба, и официальным дозиметрическим талонам Национального радиационно-эпидемиологического регистра (63 человека).

• 2.    Данные ЭПР-дозиметрии и Национального регистра свидетельствуют о принадлежности части когорты ликвидаторов по лучевым нагрузкам к слабо изученному в области радиологической защиты интервалу малых доз облучения (до 250 мЗв), что дополнительно подтверждает актуальность проведения в дальнейшем эпидемиологических исследований по определению зависимости «доза-эффект».

• 3.    Установлено, что отличие дозовых оценок ЭПР-дозиметрии и официальных данных Национального регистра максимально в диапазоне доз облучения [0-50 мЗв) (отношения – 6,4). Для диапазона доз облучения 50 мЗв и выше имеет место достаточно хорошее согласие

• 4.    Предложена технология реконструкции доз облучения ликвидаторов, для которых отсутствуют дозиметрические талоны в Национальном регистре. Технология позволит существенно повысить статистическую мощность эпидемиологических исследований ликвидаторов.

• 5.    С целью минимизации влияния факторов неопределённости необходимо продолжить кросс-верификацию доз облучения ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС по данным ЭПР-дозиметрии и официальным дозиметрическим талонам Национального радиационно-эпидемиологического регистра.

(отношения – 0,8). Эти данные имеют важное значение при планировании дальнейших радиационно-эпидемиологических исследований когорты ликвидаторов, выполняемых в Национальном регистре.