Радиологический ущерб: применение новой метрики риска Международной комиссии по радиологической защите

В Указе Президента Российской Федерации от 13 октября 2018 г. № 585 «Об утверждении Основ государственной политики в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности Российской Федерации на период до 2025 года и дальнейшую перспективу» подчёркивается, что «защита в соответствии с принципом приемлемого риска …, снижение риска отдалённых последствий техногенного радиационного облучения для здоровья человека» отнесены к приоритетным задачам.

В действующих в нашей стране Нормах радиационной безопасности (НРБ-99/2009) [1] при обосновании защиты населения от источников потенциального облучения в течение года принимается следующее граничное значение обобщённого радиационного риска смерти: 10 ^-5 год ^-1 . Уровень пренебрежимо малого риска составляет 10 ^-6 год ^-1 .

Иванов В.К. – науч. руководитель НРЭР, гл. радиоэколог ПН «Прорыв», Председатель РНКРЗ, чл.-корр. РАН, д.т.н., проф.; Меняйло А.Н. – вед. науч. сотр., к.б.н.; Чекин С.Ю.* – зав. лаб.; Кащеева П.В. – ст. науч. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.

Величина радиационного риска обусловлена в основном канцерогенными эффектами действия радиации. Что означают эти ограничения с учётом текущей смертности от злокачественных новообразований (ЗНО)? По данным национальной статистики смертность от ЗНО в нашей стране в год составляет примерно 200 случаев на 100 тыс. жителей (т.е. 200 x 10 -5 год ^-1 ) [2]. Поэтому выполнение ограничения потенциального облучения допускает возможное повышение частоты этой патологии на 0,5%, в ситуациях пренебрежимо малого риска возможный рост канцерогенеза в 10 раз меньше, т.е. на 0,05%.

Указанные рисковые ограничения являлись базовыми в течение многих лет при оценке уровня радиологической защиты населения. Так, ранее нами было показано [3], что в условиях нормальной эксплуатации модуля фабрикации/рефабрикации (МФР) Опытно-демонстрационного энергетического комплекса (ОДЭК) радиационный риск смертности от ЗНО для населения г. Северска в 40 раз ниже уровня пренебрежимо малого. Казалось бы, вопрос безопасности закрыт. Однако, в последние годы на международном уровне (Международная комиссия по радиологической защите, МКРЗ) активно обсуждается более консервативная метрика риска, получившая название радиологический ущерб (РАУ).

Впервые понятие РАУ было введено МКРЗ в Публикации 22 более 30 лет назад (рис. 1) [4]. Речь идёт, как мы видим, не только об оценке вероятности негативного радиационного эффекта, но и о качестве предстоящей жизни пациента. Понятно, что совместное рассмотрение указанных факторов может дать дополнительные ограничения по риску канцерогенных эффектов при нормировании радиологической защиты населения.

В самом общем виде концепция радиационного ущерба была сформулирована в Публикации 22 МКРЗ: «Ущерб населению определяется как математическое понятие ожидаемого ущерба от облучения с учётом не только вероятности развития любого негативного последствия, но также тяжести этих последствий . Так, если р, - вероятность развития негативного эффекта /, тяжесть которого выражается как весовой коэффициент д_ь тогда ущерб G в группе из Р человек можно выразить как G=P2'_Jp,g_;».

Рис. 1. Понятие радиологического ущерба по рекомендациям МКРЗ (Публикация 22).

В Публикации 103 МКРЗ приведены основные постулаты при оценке РАУ (рис. 2) [5]. Величина РАУ определяется величиной пожизненного атрибутивного (радиационного) риска LAR (от англ. Lifetime Attributable Risk), качеством жизни, средней потерей лет жизни и долей летальности.

Возникают два основных вопроса, на которые необходимо получить ответы.

Во-первых, в какой степени величина РАУ (отражающая радиологический ущерб) отличается от величины LAR (отражающей радиационно-обусловленный канцерогенный риск)?

Во-вторых, обеспечена ли радиологическая защита населения г. Северска при эксплуатации ОДЭК в терминах LAR и РАУ одновременно?

Учитывая, что в соответствии с рекомендациями МКРЗ 2007 г. (Публикация 103) [5] значения LAR и РАУ определяются по новым математическим моделям, идентифицированным сравнительно недавно по данным наблюдения за состоянием здоровья лиц, переживших атомную бомбардировку японских городов Хиросима и Нагасаки, возникает необходимость разработки специальных программных средств для получения окончательных численных результатов. В рамках проектного направления (ПН) «Прорыв» для этих целей впервые в отрасли были созданы два программных модуля (ПМ) по Радиологическому Обеспечению ЗАщиты – РОЗА-Н и РОЗА-РАУ [6-8]. На рис. 3 приведён пример входной и выходной формы графического интерфейса пользователя программного модуля оценки РАУ (ПМ РОЗА-РАУ).

Этапы мне данные по полз местонахождению '

Вычисление пожизненного риска

Входящие

Базовые показатели

Этап 2 не относящийся к радиации связанный с радиацией

РА У = LAR [ к+q (1 - к)] I,

L4R - но^шальный риск заболеваемости раком; 7 - весовой коэффициент (от0 до 1). отражающий качество жизни онкобольного:

/ - средняя потеря лет жизни; * - доля летальности

Рис. 3. Пример входной и выходной формы графического интерфейса пользователя программного модуля оценки РАУ (ПМ РОЗА-РАУ).

Рис. 2. Радиологический ущерб (Публикация 103 МКРЗ).

В результате проведённых исследований было установлено, что величина РАУ превышает на 20% значение LAR смертности (LAR смерт. ) для контрольной популяции (девочки в возрасте 5 лет), т.е. R=1,2, где R=РАУ/LAR смерт. (рис. 4). Следует заметить, величина R максимальна при заболевании лейкозами и это понятно – при этой патологии наблюдается значительное сокращение ожидаемой продолжительности жизни.

Итоговые результаты представлены на рис. 5. На этом рисунке даны ответы на поставленные выше вопросы.

□ Все солидные раки □ Лейкозы в Все раки

Рис. 4. Величина R=РАУ/LAR смерт. при однократном облучении в возрасте 5 лет для женского населения при нормальной эксплуатации МФР.

1,00E-04

CD О

3 ? га  1,00E-05

$ тQ

5 °2

О о  1,00E-06

о I-х о о  1,00E-07

S-s $  1,00E-08

X -О Т 8x5

ХГ Ф J, 1,00E-09

£ J    1,00E-10

га

1,00E-11

0   5   10  15  20  25  30  35  40  45  50  55  60  65  70  75  80  85  90

Возраст при облучении, лет

10-5/год *

•   РАУ (НЭ)

^^^^е ■ 10-6/год **

---*--- LAR_смерт. (ЗПА )

*   LAR_смерт. (НЭ)

—е— РАУ (ЗПА )

Рис. 5. Значения LAR смерт . и РАУ для женского населения г. Северска после однократного (годового) облучения при нормальной эксплуатации (НЭ) и при запроектной аварии (ЗПА) на МФР.

* – граничное значение обобщённого риска от источников потенциального облучения в течение года (НРБ-99/2009); ** – уровень пренебрежимо малого риска (НРБ-99/2009).

Как и следовало ожидать, величина РАУ несколько выше, чем значение LAR смерт. , однако их отличия незначительны и не могут сказаться на общей стратегии радиологической защиты. Так, величина радиационно-обусловленного канцерогенного риска (LAR смерт. ) жителей г. Северска при нормальной эксплуатации МФР в 40 раз ниже пренебрежимо малого уровня (10 ^-6 год ^-1 ). Значения РАУ на 20% выше, чем соответствующее значение LAR смерт. , тем не менее РАУ остаётся ниже пренебрежимо малого риска в 32 раза.

На рис. 5 показаны значения LAR смерт. и РАУ в случае запроектной аварии на МФР. В этой ситуации величина LAR смерт. превышает 10 ^-6 год ^-1 для возрастной группы женщин до 22 лет. Важно отметить, что значение РАУ превышает величину 10 ^-6 год ^-1 для женщин до 30 лет. Однако в указанной ситуации запроектной аварии значения LAR смерт. и РАУ остаются ниже величины

10 ^-5 год ^-1 , которая определена стандартами радиологической защиты для источников потенциального облучения.

Таким образом, выполненные в рамках ПН «Прорыв» исследования по радиологической защите населения г. Северска, включающие одновременно определение по международным стандартам величин радиационно-обусловленного риска смертности от ЗНО и радиологического ущерба, убедительно показывают высокий уровень безопасности при эксплуатации МФР.

На рис. 6 показано отношение величины РАУ к величине LAR забол. для заболеваемости ЗНО. Ранее рассматривались эти отношения с учётом риска смерти от ЗНО. Как видно из этого рисунка, отношение R по всем ЗНО близко к единице. Это означает, что при рассмотрении заболеваемости ЗНО оценки РАУ и LAR забол. практически совпадают (рис. 7).

□ Все солидные раки ■ Лейкозы в Все раки

Рис. 6. Величина R=РАУ/LAR забол. при однократном облучении в возрасте 5 лет для женского населения при нормальной эксплуатации МФР.

1,00E-04

1,00E-11

0   5   10  15  20  25  30  35  40  45  50  55  60  65  70  75  80  85  90

Возраст при облучении, лет

1 0^-5/год *            ^^^^™ ^ 10^-6/год **          ^=^= LAR_забол. (НЭ)

<^=:^== РАУ (НЭ)            *   LAR_забол. (ЗПА )     •   РАУ (ЗПА )

Рис. 7. Значения LAR забол. и РАУ для женского населения г. Северска после однократного (годового) облучения при нормальной эксплуатации (НЭ) и при запроектной аварии (ЗПА) на МФР.

* – граничное значение обобщённого риска от источников потенциального облучения в течение года (НРБ-99/2009); ** – уровень пренебрежимо малого риска (НРБ-99/2009).

В рамках крупномасштабной радиоэкологической программы ПН «Прорыв» в 2023-2025 гг. планируется получить оценки радиационно-обусловленных канцерогенных рисков (LAR) и радиологического ущерба (РАУ) для населения г. Северска при эксплуатации РУ БРЕСТ-ОД-300, модуля переработки и ОДЭК в целом. Понятно, что уникальный опыт ПН «Прорыв» по оценке уровня радиационной безопасности населения на основе действующих международных стандартов может найти внедрение на предприятиях отрасли в целом [9, 10].

Выводы

• 1.    На примере эксплуатации МФР ОДЭК в нормальных условиях и при запроектной аварии впервые получены одновременно оценки пожизненного атрибутивного канцерогенного риска (LAR) и радиологического ущерба (РАУ) по технологии МКРЗ.

• 2.    Установлено, что значения LAR и РАУ отличаются не более чем на 20%, что позволяет их использование в оценке радиационной безопасности в атомной отрасли.

• 3.    Полученные значения LAR и РАУ для МФР показывают высокий уровень безопасности населения г. Северск, исключающий необходимость организации мероприятий по эвакуации.

Публикация подготовлена по результатам выполнения работ в Госкорпорации «Росатом» в рамках ПН «Прорыв».