Медицинские последствия облучения населения
(17 лет после Чернобыльской аварии)

профессор И.Я.Василенко, профессор О.И.Василенко

   Прошло 17 лет после аварии на ЧАЭС – крупнейшей в мировой атомной энергетике. 21 апреля 1986 г. в ходе запланированного эксперимента на 4 энергоблоке, пущенном в эксплуатацию в 1983 г., в процессе снижения его мощности в результате нарушения персоналом режима управления реактором произошла авария, сопровождавшаяся тепловым взрывом с разрушением активной зоны реактора и пожаром, продолжавшимся около 10 суток. На допущенные грубые нарушения эксплуатации реактора наложились конструктивные недостатки системы его управления и ядерно-физической схемы реактора.
    Известно, что в процессе эксплуатации реактора в нём накапливается огромное количество продуктов ядерного деления урана (ПЯД), представляющих собой сложную смесь свыше 200 радионуклидов средней части Периодической системы Д.И.Менделеева (от цинка до гадолиния), радионуклидов наведённой активности, в том числе трансурановые элементы (ТУЭ). Радионуклиды характеризуются различными физико-химическими особенностями, что определило величину их выброса (см. табл. 1), миграцию во внешней среде, в том числе по пищевым цепочкам, биологическую опасность, как источника внешнего, а при поступлении в организм человека, и внутреннего, облучения.

Таблица 1

Величина выброса радионуклидов (в % от содержания в реакторе)

Радионуклид	% выброса
РБГ	100
131I	50-60
134,137Cs	20-40
132Te	25-60
другие радионуклиды	4-6
ТУЭ	3.5

    Взрыв и пожар привели к выбросу в атмосферу огромного количества радиоактивных материалов, состоящих из радиоактивных газов, аэрозолей, мелкодисперсных частиц топлива и конструкционных материалов. Суммарный выброс (без РБГ) оценивается в 285^.10¹⁶ Бк (50 МКи). По оценкам некоторых специалистов он мог быть и большим.
    Радиоактивному загрязнению подверглись огромные территории. Основная масса тугоплавких радионуклидов (⁹⁰Sr, ²³⁹Pu и др.) выпала в 30-километровой зоне вокруг станции, интенсивно загрязнив её. За пределами этой зоны выпали не только короткоживущие летучие радиоизотопы (радиоизотопы йода, РБГ и др.), но и радионуклиды с большими сроками жизни, среди них радиоизотопы цезия (^134,137Cs). Так в РФ 4 области (Брянская, Калужская, Орловская, Тульская) были загрязнены с плотностью более 37 кБк/м² (1-40 Ки/км²), общая площадь загрязнения составила 57650 км² , в Беларуси – 5 областей (46500 км²), в Украине - 6 областей (41900 км²), в остальных республиках - 60 км². Общая площадь загрязнения превысила, таким образом, 146000 км². На этой территории проживало свыше 6 млн. человек, что составляло 19, 5, и 1 % населения Беларуси, Украины и России. Их относят к числу пострадавших. Все они подверглись облучению в той или иной дозе. В табл. 2 приведено число пострадавших на декабрь 2000 г.

Таблица 2

Число пострадавших при аварии на ЧАЭС

Примечание
*⁾ Включая добровольных переселенцев;
**⁾ В каждой республике статус определения инвалидности свой.

Пострадавшими считают

• заболевших лучевой болезнью или ставших инвалидами вследствие облучения;
• принимавших участие в ликвидации последствий аварии;
• эвакуированных, переселенцев или покинувших загрязнённые районы по собственной инициативе;
• продолжающих проживать в районах, признанных загрязнёнными.

    Основная часть активности была выброшена в атмосферу. Изменения направления ветра и выпадение частых дождевых осадков привело к крайне неравномерному загрязнению не только в пределах отдельных районов, но нередко и в пределах отдельных населённых пунктов, где загрязнение носило пятнистый характер. Дозы облучения даже в одном населённом пункте могли существенно различаться, что крайне затрудняло оценку доз как внешнего, так и внутреннего облучения.
    Выпавшие радионуклиды характеризовались, как было отмечено, различными физическими, химическими и биологическими свойствами. Однако, надёжных данных о характере загрязнения в начальный период аварии было явно недостаточно, а именно в этот период формировались основные дозы как внешнего, так и внутреннего облучения и требовались оперативные меры защиты. Критическим нуклидом в этот период был радиоактивный йод. Меры защиты населения и должны были быть направлены на срочную йодную профилактику. К сожалению, йодная профилактика среди населения часто проводилась неадекватно складывающейся радиационной обстановке.
    В нашей статье [1] рассмотрены медицинские последствия облучения персонала станции и ликвидаторов аварии. Острая лучевая болезнь была диагностирована у 134 человек из числа персонала станции и пожарных, подвергшихся относительно равномерному гамма-облучению в дозах 1-12 Гр. Отягощающими факторами были внутреннее облучение за счёт ингалированных радионуклидов и термические ожоги. Тяжесть поражения усугубляло и действие нерадиационных факторов, в первую очередь химических. В первые три месяца умерло 28 человек и в последующие годы ещё 14 человек от различных причин, в том числе не связанных непосредственно с лучевой болезнью.
    Дозы облучения ликвидаторов аварии были существенно ниже и различались по годам. Их можно отнести к категории малых. Более интенсивному облучению подверглись ликвидаторы 1986 г. – средняя доза их внешнего облучения оценена в 16 сГр. Часть ликвидаторов получила более высокие дозы – 20-25 сГр. Дозы облучения ликвидаторов 1987 и 1988-90 гг. оценены соответственно в 9 и менее 5 сГр. Облучение носило протяжённый характер (месяцы), т.е. в течение всего времени нахождения в зоне загрязнения. Разумеется приведённые данные, в значительной части полученные расчётным путём, носят ориентировочный характер. Приведённые величины доз зарегистрированы в Российском государственном медико-дозиметрическом регистре (РГМДР). Некоторые исследователи приводят [2] более высокие дозы, но и их величины не выходят за пределы малых доз. Облучение в таких дозах не могло вызвать ни острых, ни хронических поражений.
    В данной статье основное внимание обращено на медицинские последствия облучения сельского населения, которое составляет основную часть пострадавших.
    От радиоактивных выпадений в зонах загрязнения в первую очередь пострадали сельские районы. Загрязнение пахотных земель, лугов, леса нанесло огромный экономический ущерб, ибо традиционным занятием местного населения было сельское хозяйство – производство зерна, картофеля, льна, животноводство, а также сбор грибов, лесных ягод, орехов, охота, рыбная ловля. Все производимые продукты питания имели, в той или иной степени, загрязнения и стали источниками поступления радионуклидов человеку. Сельские жители больше времени проводили на открытом воздухе, занимаясь производственной деятельностью и подвергаясь внешнему облучению. Важную роль в загрязнённых районах играла также лесная промышленность и торфоразработки.
    В начальный период аварии меры защиты населения были направлены на

• дозиметрический контроль уровней загрязнения;
• срочную эвакуацию из зон интенсивного загрязнения;
• йодную профилактику (в должном объёме она далеко не всегда проводилась);
• дезактивацию населённых пунктов;
• строительство дамб и других сооружений с целью уменьшения стоков загрязнённых вод с территорий интенсивного загрязнения;
• контроль за уровнем загрязнения местных продуктов питания;
• меры по ограничению поступления радионуклидов в растительную и животноводческую продукцию при её производстве;
• снабжение местного населения чистыми продуктами питания.

    После распада йода радиационную обстановку стал в основном определять радиоактивный цезий. Как было отмечено, радиоактивный цезий ¹³⁷Cs составлял значительную часть выброса радионуклидов. Он характеризуется высокой миграционной способностью, в том числе по пищевым цепочкам, легко переходит из почвы в растения и поступает человеку по цепочкам: растения-человек, растения-животные-человек, вода-гидробионты-человек. Цезий характеризуется высокой токсичностью и всасываемостью при поступлении в организм любым путём. В организме он равномерно распределяется, что приводит к практически равномерному облучению. Этому способствует и высокая проникающая способность гамма-квантов его дочернего нуклида ^137mBa (E = 0.662 МэВ).
    Бедные почвы типа полесских (песчаные, торфяные) основных районов загрязнения характеризуются высокой миграцией радионуклидов в растения. В таблице 3 в качестве примера приведены коэффициенты перехода ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr из почвы в растения.

Таблица 3

Коэффициенты перехода ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в продукты питания
из почвы полесского типа в 1986-1988 гг. [3]

*⁾ На территории водосброса реки

    В таблице 3 для сравнения приведены коэффициенты перехода из почвы другого опасного радионуклида - ⁹⁰Sr. Разумеется, фактическое содержание - ⁹⁰Sr в продуктах питания было значительно ниже поскольку количество выброшенного в атмосферу радиоактивного стронция было значительно меньшим и выпал он в основном в 30-километровой зоне.
    Поступление цезия человеку зависит от характера его питания. Вклад в 1980-1985 гг. в основных продуктах питания в наиболее загрязнённых областях Беларуси у сельского населения был следующим: молоко – 17 %, мясо – 6 %, рыба – 1.5 %, картофель – 40.5 %, овощи – 9 %, фрукты и ягоды – 4 %, грибы – 13 %, хлеб – 3-6 %, а в 1990 г. молоко – 19 %, мясо – 9 %, рыба – 0.5 %, картофель – 46 %, овощи – 7.5 %, фрукты и ягоды –5 %, хлеб и хлебопродукты – 18 % [3].
    Медицинские последствия аварии для жителей пострадавших областей определяются дозами облучения. Критическим радионуклидом в начальный период был радиойод в молоке и листовой зелени, а в последующем ¹³⁷Cs. В таблице 4 приведены средние значения доз в зависимости от плотности загрязнения ¹³⁷Cs. На формирование доз оказывает влияние характер питания, материальное положение жителей и многие другие факторы.

Таблица 4

Средние индивидуальные дозы [мЗв],
полученные в 1986-1995 гг. населением,
в зависимости от плотности загрязнения ¹³⁷Cs *⁾
(НКДАР 2000)

*⁾ За исключением доз в щитовидной железу.

    Из приведённых в таблице 4 данных следует, что дозы определяются плотностью загрязнения. Существенное значение имеют процессы миграции радионуклидов, а также образ жизни и поведение пострадавших. Отмечается, что дозы облучения жителей, потребляющих в больших количествах “дары природы” (грибы, лесные ягоды, орехи и особенно дичь) существенно выше средних.
    В настоящее время дозы внутреннего облучения, полученные от продуктов питания, питьевой воды и вдыхаемого воздуха снизились менее значительно, чем дозы внешнего облучения.
    Значительную часть дозы население, как было отмечено, получило в начальный период аварии. Примерно 90 % дозы уже реализовано. Причём сельское население подверглось более интенсивному облучению. Источником поступления радионуклидов людям на загрязнённых территориях могут быть лесные пожары или пожары на торфяниках, а также продукты сжигания загрязнённой древесины для отопления домов.
    Есть сведения, что, несмотря на снижение плотности загрязнения за счёт физического распада радионуклидов и их миграции, у некоторой части населения дозы облучения не только соответственно снизились, но даже увеличились, что можно связать с падением уровня благосостояния и увеличением потребления местных загрязнённых продуктов питания.
    Из приведённых данных следует, что дозы облучения населения, за исключением облучения щитовидной железы йодом, можно отнести к категории малых с малой мощностью дозы. Нет необходимости останавливаться на поднявшейся в начальный период в средствах массовой информации, особенно западных, волне слухов и домыслов о возможных медицинских последствиях облучения. Облучение в таких дозах не могло вызвать ни острых, ни хронических лучевых поражений. 17-летний срок наблюдения не только отечественных, но и зарубежных специалистов, подтверждает это.
    Опасность облучения в малых дозах связывают с возможностью развития злокачественных новообразований (ЗНО). Если исходить из линейной беспороговой концепции, то увеличение онкологической заболеваемости может превысить фоновую на единицы процентов (3-5 %). Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ), Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР) и Российская комиссия по радиологической защите (РКРЗ) исходят из этой концепции, считая, что любая доза, отличная о нуля, связана с риском. Номинальные коэффициенты риска приведены в таблице 5.

Таблица 5

Номинальные коэффициенты стохастических эффектов
(МКРЗ, Публикация 60)

*⁾ Для больших доз выход смертельного рака в 2 раза больше

    Такой подход к оценке малых доз остаётся гипотезой. Не существует пока общенаучного согласия относительно природы и масштабов риска малых доз радиации. Убедительных экспериментальных и эпидемиологических данных, подтверждающих справедливость линейной беспороговой концепции, нет. Безусловно радиация в любой дозе в результате процессов ионизации и возбуждения атомов с последующим образованием высокоактивных радикалов вызывает определённые повреждения. Большинство из них безвредны или нейтральны, а вредные отсеиваются в каждом поколении. Об этом свидетельствует эволюция жизни на Земле. В процессе эволюции в организме выработались и эволюционно закрепились мощные системы защиты, обеспечивающие гомеостаз организма при действии не только малых доз радиации, но и других вредных нерадиационных факторов. Вредное действие радиации начинает проявляться с увеличением дозы, т.е. с определённого порога. Об этом свидетельствуют не только экспериментальные исследования, но и эпидемиологические наблюдения. Многолетние наблюдения за когортой в 86500 человек, пострадавших в Хиросиме и Нагасаки, не выявили злокачественных новообразований при дозах облучения ниже 20 сГр. У потомков пострадавших не были выявлены генетические нарушения. Следует при этом учитывать, что облучение было острым, эффективность которого выше, чем у протяжённого облучения.
    Онкологическая смертность является одним из основных показателей смертности и инвалидности в РФ. С начала 90-х годов прошлого столетия в России ежегодно регистрируют более 400 тыс. новых случаев ЗНО. За период 1996-1999 гг. зафиксирован усиленный рост онкологической заболеваемости в России в целом, в среднем на 2 % в год. Причинами являются улучшение диагностики, рост числа лиц пожилого возраста, техногенное загрязнение среды обитания человека, ухудшение социального положения подавляющей части населения.
    Заболеваемость лейкозами является одним из основных индикаторов онкозаболеваемости, обусловленной облучением. Он в 3-4 раза превышает показатель для солидных раков. Латентный период оценивается в 2-3 года после облучения. В Брянской области, которая подверглась наиболее интенсивному загрязнению в РФ, заболеваемость лейкозами не превышает аналогичный показатель по стране в целом. Отмеченный незначительный положительный тренд статистически недостоверен. Учитывая, что радиационный риск заболеть лейкозом наибольший для детского, на момент облучения, населения, необходимы дальнейшие наблюдения.
    Солидные раки составляют более 95 % от общего числа злокачественных новообразований. Ежегодный прирост за 1982-1999 гг. составил в Брянской, Калужской областях и РФ в целом соответственно 1.9, 2.4 и 1.8 %. Учитывая длительный латентный период – свыше 10 лет, трудно делать окончательные выводы. Необходимы дальнейшие эпидемиологические наблюдения с учётом действия на человека всех негативных факторов.
    Среди радиоактивных выпадений было немало горячих частиц. К ним относят радиоактивные аэрозоли микрометрового и субмикрометрового размера, активность которых на несколько порядков больше средней активности обычных частиц подобного размера и достигает 10^-10-10^-8 Ки. Такие частицы при ингаляции в местах задержки могут создавать высокие локальные дозы облучения – не менее 10 Зв в год. Наличие горячих частиц было зафиксировано в ближайший период аварии в лёгких животных и человека. Термин “горячие частицы” чаще используют для альфа-излучающих нуклидов, в частности - плутония. Горячие частицы поступали в атмосферу не только в момент аварии, но и в последующем. Источником их могли быть лесные пожары, пожары на торфяниках в зонах радиоактивного загрязнения, а также продукты сжигания загрязнённой древесины для отопления домов. По данным клинико-эпидемиологических наблюдений за пострадавшими при атомных бомбардировках в Хиросиме и Нагасаки латентный период рака лёгких у человека составляет примерно 15 лет и больше. Необходимы дальнейшие наблюдения. Следует отметить, при ингаляции аэрозолей в опытах на животных показано, что более опасным является не локальное облучение с большой мощностью дозы (горячие частицы), а диффузное облучение, когда вероятность лучевой трансформации клеток значительно большая и вероятность возникновения рака в таких условиях значительно выше, чем при локальном облучении [5].
    Как было отмечено в начальный период аварии критическим нуклидом был радиоактивный йод – источник внешнего и внутреннего облучения населения. В молодых ПЯД на долю радиоизотопов йода ^131-135I приходится около 20 % их бета-активности (см. табл. 6). Из общего количества радионуклидов 50 МКи, поступивших во внешнюю среду, на долю радиоизотопов йода пришлось 7.3 МКи. Кроме того, источником радиоизотопов йода был радиоактивный теллур, поступивший во внешнюю среду также в значительных количествах. При распаде радиоизотопов теллура его дочерними нуклидами являются радиоизотопы йода.

Таблица 6

Удельная активность (Бк/г) радиоизотопов йода
в облучённом топливе реактора РБМК в течение первых суток

    Поступив во внешнюю среду, радиойод включается в биологические цепи миграции и становится источником облучения растений, животных и человека. Важное значение имеет его высокая биологическая доступность (растворимость, транспортабельность). Основным источником перорального поступления радиойода человеку было молоко, получаемое от животных, выпасаемых на загрязнённых пастбищах, и листовые овощи. Радиойод мог поступать населению и ингаляционно из загрязнённой атмосферы. Особую опасность радиойод представлял для детского населения, учитывая особенности метаболизма нуклида, малые размеры щитовидной железы у детей и характер их питания (молоко, молочные продукты). Грудным детям радиойод мог поступать с молоком матери в условиях нахождения радиойода в её организме, а у беременных женщин переходить через плаценту в плод.
    В щитовидной железе даже при поступлении в организм небольших количеств радиойода формируются большие дозы. Радиационное повреждение железы приводит к нарушению гормоногеза. Гормоны щитовидной железы играют ключевую роль в сохранении гомеостаза, обеспечивая физическое и психическое развитие ребёнка. Особую опасность представляет бластомогенное действие радиойода. Количество рака у детей в зоне радиоактивного загрязнения значительно превысило первоначальные прогнозные оценки и рак диагностировали в более ранние сроки Начиная с 1990 г. распространённость рака в Беларуси возросла в 18 раз, а в наиболее загрязнённой Гомельской области в 28 раз, в Брянской области России - в 9 раз, в том числе в Клинцевском районе – почти в 48 раз, в Украине – в 4,8 раз (в Киевской области – в 9,8 раз). До 1989 г. частота рака в каждом регионе сохранялась на относительно постоянном уровне. Динамические исследования, проведённые по программе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) АЙФЕКА, подтвердили необычное увеличение случаев рака у детей в возрасте до 15 лет [6]. К моменту аварии были разработаны эффективные методы йодной профилактики. К сожалению, йодная профилактика, если и проводилась, то далеко не в том объёме, как того требовала сложившаяся радиационная ситуация.
    Таким образом, население в зоне радиоактивных выпадений подвергалось длительному комбинированному облучению в малых дозах с низкой мощностью дозы. Комплексные медицинские исследования отечественных специалистов не выявили нарушений состояния здоровья, непосредственно связанных с облучением, за исключением тиреоидной патологии, включая увеличение частоты злокачественных новообразований щитовидной железы, особенно у лиц, подвергшихся облучению в детском возрасте. Получены убедительные доказательства связи этой патологии с инкорпорацией радиоактивного йода, который находился в составе радионуклидов, выброшенных из разрушенного энергоблока. Отсутствуют и генетические нарушения.
    Наблюдения отечественных специалистов подтверждены исследованиями иностранных учёных, проводившихся по программам ВОЗ (АЙФЕКА), фонда “Сасакова” и др. Это нашло своё отражение в докладе НКДАР ООН за 2001 г.
    У населения, однако, регистрируют различного рода нарушения здоровья, но причиной их является не облучение, а многие нерадиационные факторы. Большое значение в их генезе (травматизм, сокращение продолжительности жизни, особенно у мужчин, снижение рождаемости, ухудшение здоровья детей и др.) имеют социально-экономические факторы.
    Проблема малых доз была и остаётся наиболее сложной радиобиологической проблемой. Делать окончательные выводы об опасности облучения в малых дозах ещё рано. Необходимы дальнейшие комплексные наблюдения. Переселение, отчуждение большой территории, нарушение землепользования, нарушение экономики загрязнённых территорий оказало негативное действие на здоровье население и стало тяжёлым бременем для национальных бюджетов республик. Реабилитация этих территорий, восстановление экономики станет мощным фактором защиты и социальной реабилитации, улучшения здоровья местного населения.

Список литературы

1. Василенко И.Я., Василенко О.И. Медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС: 16 лет спустя. // Бюллетень по атомной энергии. Апрель 2002. С. 24-28.
2. Ильин Л.А., Крючков В.П., Асанов Д.П. и др. Уровни облучения участников ликвидации последствий Чернобыльской аварии 1986-1987 гг. и верификация дозиметрических данных. // Радиационная биология. Радиология. 1995. Т. 35, в. 6. С. 803-827.
3. Ермалицький А.П. Загрязнение продуктов питания ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, как фактор внутреннего облучения населения до и после аварии на Чернобыльской АЭС (1980-1990). // Радиочувствительность при ядерных взрывах и авариях. Труды международной конференции. Т. 3. СПБ Гидрометеоиздат 2000. С. 10-14.
4. Публикация МКРЗ № 60. Ч. 1. Пределы годового поступления радионуклидов в организм человека. 1990. Публикация МКРЗ № 61. М.: Энергоатомиздат 1999. - 191 с.
5. Василенко И.Я. Горячие частицы. // Природа 1999, № 10. С. 25-31.
6. Медицинские последствия Чернобыльской аварии. Результаты пилотных проектов АЙФЕКА в соответственных национальных программах. Научный отчёт ВОЗ. Женева, 1996, 560 с.