Сравнение расчетных оценок индивидуальных доз внутреннего облучения всего тела с данными, полученными на основе СИЧ-измерений: Брянская область Российской Федерации

Одним из показателей радиационного воздействия на население территорий, загрязненных радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС, является накопленная за определенный период времени доза облучения всего тела. В первый год после аварии на Чернобыльской АЭС доминировали расчётные методики оценки доз внутреннего облучения всего тела, позволяющие оценить величины средних по населенным пунктам и категориям населения годовых и накопленных эффективных доз [1]. Оценки средних доз были необходимы для принятия решений о проведении защитных и реабилитационных мероприятий [2].

В ходе многолетних исследований, проводимых специалистами МРНЦ в рамках ряда национальных и международных программ, шло целенаправленное накопление результатов массовых измерений активности 137Cs во всем теле у населения загрязненных территорий Брянской области с использованием мобильных и стационарных спектрометров излучения человека (СИЧ) [2], позволяющих оценить величины индивидуальных (персонифицированных) доз внутреннего облучения населения загрязненных территорий.

Традиционно персонифицированный подход применялся до этого в аварийных ситуациях лишь в тех случаях, когда отдельные индивидуумы подвергались существенно большим неконтролируемым дозам облучения, могущим привести к возникновению таких последствий, как лучевые повреждения, лучевая болезнь, чего, как известно, не было у населения загрязненных территорий после аварии на Чернобыльской АЭС (речь не идет здесь о персонале и ликвидаторах аварии, пострадавших в первые часы и дни после взрыва в Чернобыле).

Проблема оценки индивидуальных накопленных доз внутреннего излучения является актуальной в связи с тем, что дозы распределяются крайне неравномерно [4-7]. Так, дозы внутреннего облучения всего тела могут различаться в десятки раз, а дозы внешнего облучения всего тела – в несколько раз, даже для жителей одного и того же небольшого населенного пункта. Как правило, статистические распределения индивидуальных доз имеют резко выра-

Калашникова Е . Е .* – научн . сотр .; Степаненко В . Ф . – зав . лаб ., д . б . н .; Яськова Е . К . – вед . научн . сотр ., к . б . н .; Крюкова И . Г . – ст . научн . сотр ., к . б . н .; Дубов Д . В . – инженер . ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России .

женный несимметричный вид и характеризуются длинным «хвостом» в области доз, многократно превышающих средние и медианные величины. Следовательно, группы лиц с наибольшими дозами внутреннего облучения «скрываются» за усредненными характеристиками. Анализ и выявление дозообразующих факторов, ответственных за формирование таких «хвостов», позволили бы существенно сократить объем профилактических и защитных мероприятий, сконцентрировав их только на тех факторах, которые формируют наиболее значимые дозы облучения населения. Такая адресность защитных и профилактических мероприятий позволила бы сделать их более экономичными и одновременно – более эффективными.

Индивидуальный подход в оценке доз облучения населения необходим также для дозиметрической поддержки радиационно-эпидемиологических исследований стохастических эффектов воздействия ионизирующего излучения [2]. Естественно, что для обеспечения надежности расчетов доз облучения всего тела необходима их верификация с использованием имеющихся дозиметрических оценок, основанных на данных прямых измерений активности радионуклидов цезия в организме людей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях.

База первичных данных лаборатории медико-экологической дозиметрии и радиационной безопасности МРНЦ насчитывает более 36000 документов с результатами измерений содержания радиоактивного цезия в организме жителей, проживавших на момент измерений на территории Брянской области, загрязненной в результате аварии на Чернобыльской АЭС, с использованием СИЧ [7].

Следует отметить, что в силу исторически сложившихся причин (большие масштабы радиоактивного загрязнения и большие контингенты обследуемого населения, нехватка необходимой аппаратуры на начальных этапах аварии и т.д.) измерения проводились разнотипной аппаратурой и разными коллективами специалистов: силами местных санэпидстанций, специалистами МРНЦ, других ведущих научных центров страны, а также в рамках ряда международных программ [7]. В связи с тем, что базы данных содержали большое количество несоответствий, была проведена работа по удалению найденных несоответствий (исправлены опечатки; удалены записи, где имелась неполная информация о местах проживания обследуемых, либо не проставлены даты измерений). В итоге, в «референтной» базе данных по Брянской области осталось 34834 записи, признанных наиболее достоверными [7].

В рамках международных исследований по изучению медицинских и радиологических последствий чернобыльской аварии среди населения, проживающего в загрязненных районах Брянской области, были разработаны дозиметрические опросники, которые включают медицинскую, демографическую, дозиметрическую информацию, собранную в период с 1990 по 2010 гг. Данная информация необходима для индивидуализации накопленных эффективных доз облучения всего тела. Созданная на основе опросников общая база данных, имеющаяся в распоряжении лаборатории медико-экологической дозиметрии и радиационной безопасности МРНЦ, в настоящий момент содержит 1673 документа.

В процессе работы было выявлено, что количество людей, имеющих опросники и данные о прямых показаниях содержания цезия, составляет 142 человека. Для каждого из них была рассчитана индивидуальная накопленная эффективная доза внутреннего облучения всего тела по прямым показаниям содержания 137Cs в организме человека [7] и доза с применением радиоэкологической модели [3], персонифицированная на основе индивидуальных опросников.

Для расчета накопленных доз внутреннего облучения человека за определенный период времени по результатам измерений 137Cs во всем теле была использована модель, реализованная в виде программы CSWWOD, так как это описано в [7]. Данная программа рассчитывает индивидуальные годовые накопленные дозы внутреннего облучения всего тела с учетом результатов измерений активности 137Cs и 134Cs во всем теле, массы тела и возраста обследуемого, даты измерения, характеристик пребывания на загрязненной территории и особенностей поступления в организм радионуклидов с продуктами питания.

Накопленные дозы внутреннего облучения всего тела, индивидуализированные с помощью опросников, рассчитывали с помощью модели [3], учитывающей массу тела и возраст пациента, характеристики пребывания на загрязненной территории (переезды с территории на территорию), особенности поступления в организм радионуклидов с продуктами питания, тип потребляемой продукции, проведенные защитные мероприятия, а также радиоэкологические параметры – плотность загрязнения почвы на различных территориях, где находились обследуемые, коэффициенты перехода активности из почвы в продукты питания и их динамику, даты прихода радиоактивного облака на территории. Расчеты погрешностей индивидуальных доз осуществляли методом Монте-Карло, с использованием стандартной программы Crystall Ball (Crystall Ball 2000. – Desicioneering, Inc., USA CO, Denver 80202). При расчете погрешностей индивидуальных доз для каждого человека последовательно проводилось 1000 вычислений дозы при комбинациях значений параметров модели, которые случайно выбирались на основе заданной и включенной в базу данных эмпирической информации о виде статистических распределений параметров модели. Этот ряд оценок величин поглощенной дозы для каждого человека отражает в себе общий вклад в величину неопределенности индивидуальной дозы от неопределенностей всех используемых при расчетах параметров используемой модели. Полученное в результате статистическое распределение, характеризующее неопределенность величины поглощенной дозы для рассматриваемого индивидуума, имеет вид, близкий к логнормальному, а соответствующая величина неопределенности характеризуется величиной геометрического стандартного отклонения (GSD). Более того, для каждого индивидуума были установлены не только величины GSD, но и процентили распределения вероятности значения индивидуальной дозы с шагом в 5 %.

В результате сравнения доз, полученных на основе прямых измерений активности 137Cs в организме, и доз, вычисленных с помощью модели, учитывающей информацию, содержащуюся в индивидуальных опросниках, а также радиоэкологические данные, было установлено, что имеет место хорошая сопоставимость результатов, полученных при использовании двух вышеуказанных подходов.

На рисунке 1 приведены результаты сравнения оценок индивидуальных накопленных эффективных доз внутреннего облучения всего тела, основанных на результатах измерений активности 137Cs и 134Cs во всем теле, с расчетными индивидуальными дозами для жителей Брянской области (период накопления дозы от 1 по 13 лет после аварии, количество человек – 142). Как следует из данного сравнения, примененная модель оценки накопленных доз на осно- ве индивидуальных опросников и радиоэкологической информации хорошо согласуется с результатами оценок доз, основанных на данных прямых измерений содержания радиоактивного цезия в организме человека.

Рис . 1. Сравнение индивидуальных накопленных эффективных доз внутреннего облучения, вычисленных на основе радиоэкологической модели и информации из индивидуальных опросников (Dcalc, мЗв – ось абсцисс), с накопленными дозами внутреннего облучения, оцененными по «прямым» измерениям активности ¹³⁷Сs во всем теле (D, мЗв – ось ординат) у одних и тех же лиц. Указаны погрешности оценок доз в пределах 68 % доверительного интервала. Коэффициент линейной корреляции равен 0,98 (при р<0,05).

Представленные данные демонстрируют хорошее согласование результатов оценок индивидуальных накопленных доз внутреннего облучения всего тела у населения радиоактивно загрязненных после аварии на Чернобыльской АЭС территорий Брянской области, полученных как на основе прямых измерений, так и с помощью радиоэкологической модели, с использованием индивидуальных опросников и радиоэкологической информации (коэффициент линейной корреляции равен 0,98 (при р<0,05).

Этот вывод является весьма важным, поскольку обязательным условием любого радиационно-эпидемиологического исследования является применение одного и того же метода оценки доз у лиц, включенных в исследование. В то же время прямые измерения активности радионуклидов цезия в организме жителей загрязненных территорий не могут быть обеспечены для всего периода после аварии на ЧАЭС и для всех обследуемых лиц. Более реальным для данной ситуации является применение расчетного метода с использованием индивидуальных дозиметрических опросников. Поэтому факт установления хорошей корреляции между результатами оценок индивидуальных доз внутреннего облучения двумя методами позволяет с уверенностью применять расчетный метод для дозиметрической поддержки радиационноэпидемиологических исследований.