Radioaktyvumas

1128 0

Niekas neabejoja, kad jonizuojantieji spinduliai žalingai veikia visus gyvus organizmus, nors populiariojoje ir mokslinėje literatūroje kartais pasirodo publikacijų, kuriose įrodinėjamas nedidelių apšvitos dozių galimas naudingumas sveikatai. Šis faktas gali pasirodyti kvailas ir juokingas. Tačiau radiacinės saugos istorija, gyvuojanti jau antrą šimtmetį, yra lygiai tokia pat dramatiška ir kupina prieštaringų faktų kaip ir bet kuri kita istorija. Minėtasis prieštaravimas yra vienas tokių pavyzdžių.
Atradus rentgeno spindulius, žmonėms atrodė, kad atsirado ne tik universalus būdas pažvelgti į žmogaus organizmo vidų, bet ir panacėja nuo viisų ligų. Į sąrašą ligų, kurias buvo siūloma gydyti rentgeno spinduliais, mūsų amžiaus pradžioje buvo įrašyti ir raupai, tuberkuliozė, migrena, epilepsija. Pirmieji radiologai visiškai nenutuokė apie žalingą rentgeno spindulių poveikį. Jie savo rankas laikydavo po rentgeno spindulių pluoštu, kai tyrinėdavo vaizdo kokybę, nustatinėdami rentgeno vamzdžio veikimo parametrus. Ir taip būdavo elgiamasi prieš kiekvieną procedūrą.
Nors pirmieji rentgeno spindulių poveikio akims faktai buvo užfiksuoti jau 1896 m., žmonėms sunku buvo suprasti tiesiogiai neapčiuopiamą pavojų. 1896 m. pabaigoje jau buvo paskelbta nemažai darbų, įrodančių rentgeno spindulių žaalą. Štai Amerikos fizikas Elijas Tompsonas (Elihu Thompson) keletą dienų laikė savo rankos mažąjį pirštą tiesioginiame rentgeno spindulių pluošte. Dėl to pirštas ėmė skaudėti, ištino, sustingo, pasidarė pūslėtas. E.Tompsonas visus viešai perspėjo, „kad po to nereikėtų per vėlai gailėtis”. Nors to

okių perspėjimų vis daugėjo, tačiau medikai, naudojantys rentgeno spindulius gydymui, nors matė, kaip jie ardo audinius, jokių saugos priemonių nesiėmė. Paprasčiausiai manyta, kad dermatitus ir odos nudegimus sukelia kažkokie antriniai, pvz., ultravioletiniai arba rentgeno vamzdžio katodo spinduliai, ozonas, elektrinė indukcija. Šiandien keistai atrodo toks žalingo rentgeno spindulių poveikio ignoravimas.
Radioaktyvumas už rentgeno spindulius yra „jaunesnis” tik 114 dienų. Nors susidomėjimas Henrio Bekerelio (Henri Becquerel) atrastaisiais spinduliais buvo kur kas mažesnis, šių spindulių neigiamas poveikis buvo pastebėtas kur kas anksčiau, matyt, ir dėl to, kad pats H.Bekerelis ir Pjeras Kiuri (Pierre Curie) nešiodavosi radį savo kišenėse. Tačiau masyvūs seifai, kuriuose buvo laikomas radis, tada buvo gaminami tam, kad apsaugotų patį radį, brangią medžiagą, o ne tam, kad apsaugotų nuo jo.
1904 m. mirė Klarensas M.Dali (CClarence M.Dally), įžymiojo Tomo Edisono (Thomas Edison) asistentas. Mirties priežastis – apsišvitinimas rentgeno spinduliais. Tikriausiai jis buvo pirmoji jonizuojančiosios spinduliuotės auka.
Bostono stomatologas Viljamas Herbertas Rolinsas (William Herbert Rolins) buvo radiacinės saugos pionierius. Jis pirmasis suprato, kad išsklaidyti rentgeno spinduliai nėra naudingi, ir pasiūlė saugotis nuo jų diafragmomis ir švinu ekranuoti rentgeno vamzdžius. Ekrano efektyvumą nustatyti jis pasiūlė fotografiniu metodu. Šis metodas naudojamas dar ir dabar. Gydytojams, atliekantiems fluoroskopinius tyrimus, V.Rolinsas pasiūlė dėvėti apsauginius akinius. Jis sukūrė ištraukiamosios ventiliacijos sistemą, skirtą ištraukti ke
enksmingiems azoto oksidams ir ozonui iš rentgeno kabinetų, pateikė pirmuosius radiacinės saugos siūlymus.
Svarbiausi apsaugos nuo rentgeno spindulių principai buvo sukurti per pirmąjį jų naudojimo dešimtmetį. Tiesa, šių principų buvo (ir yra) ne visada laikomasi. Paradoksaliai atrodo tas faktas, kad pirmieji radiacinės saugos principų pažeidimai buvo dėl nežinojimo, o dabar – dėl žinojimo. Dažnokai žmonėms, dirbantiems su jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais, atrodo, kad jų daroma žala yra tokia menka, jog neverta imtis sudėtingų apsaugos priemonių.
Dabartinės radiacinės saugos taisyklės, normos ir reikalavimai rašyti žmonių krauju. Žinomiausios katastrofos, kuriose „dalyvavo” jonizuojantieji spinduliai – Hirosima, Nagasakis ir Černobylis – yra tik ledkalnio viršūnė. Esmė slypi kur kas giliau.
Jonizuojančiųjų spindulių išskirtinė savybė yra ta, kad jie jonizuoja medžiagą, t.y. sąveikaudami su medžiagos atomais, išmuša iš jų vieną ar kelis elektronus. Atomas, tapęs jonu, turinčiu elektrinį krūvį, pradeda „elgtis” visiškai kitaip. Tokio „elgesio” rezultatas ir yra tai, kas vadinama jonizuojančiųjų spindulių poveikiu. Visi žmonės yra girdėję apie spindulinę ligą, jonizuojančiojo spinduliavimo sukeltą piktybinę ligą – vėžį ar genetinius pokyčius. Tačiau yra tokių jonizuojančiųjų spindulių sukeltų sveikatos sutrikimų, kuriuos gali sukelti ir kiti veiksniai, beje, dažnai ne visiškai žinomi.
Vienas iš tokių susirgimų yra piktybinis navikas. Nagrinėjant urano kalnakasių, Hirosimos ir Nagasakio bombardavimus patyrusių žmonių, darbininkų, prieš karą dirbusių Amerikos pramonėje, naudojusioje radžio da
ažus, epidemiologinius duomenis, nustatyta, kad jonizuojantieji spinduliai sukelia piktybines ligas. Kartu buvo gauta duomenų, kurie parodė, kad nedidelės apšvitos dozės duoda tam tikros naudos, pvz., skatina imuninės sistemos veiklą. Apskritai epidemiologiniuose tyrimuose, nagrinėjančiuose jonizuojančiųjų spindulių poveikį žmogui, yra daug vienas kitam prieštaraujančių rezultatų. Tai susiję ne tik su tam tikrais pasirinktų tyrimo metodų trūkumais, bet ir su veiksniais, darančiais žmogaus organizmui visiškai tokį pat poveikį kaip ir jonizuojantysis spinduliavimas arba visiškai priešingą jam.
Atlikti epidemiologinius tyrimus yra labai sudėtinga. Vien nustatant tiriamųjų žmonių gautas dozes galima padaryti daug klaidų. Kitos klaidos atsiranda atrenkant tiriamuosius žmones, atmetant nereikšmingus ir nustatant reikšmingus parametrus, vertinant rezultatus. Todėl radiacinė biologija pastaruoju metu įžengia į naują etapą – mikrodozimetriją.
Trečiąjį mūsų amžiaus dešimtmetį, atliekant rentgeno spindulių sąveikos su ląstelėmis eksperimentus, buvo gauta sunkiai paaiškinamų rezultatų. Išlikusių po apšvitinimo aukštesniųjų mikroorganizmų skaičiaus priklausomybė nuo apšvitos dozės turėjo laipsnio rodiklio (eksponentės) pavidalą. Atrodė, kad viena mikroorganizmų dalis buvo labai jautri jonizuojantiesiems spinduliams, o kita – daug mažiau jautri. Todėl buvo iškelta idėja, kad spinduliavimo poveikis yra atsitiktinio pobūdžio. Tuo remiantis buvo padaryta visiškai nauja išvada, kad vieno elektrono būsenos pokytis gali sunaikinti milijonus atomų.
Taip atsirado taikinio teorija – mikrodozimetrijos pagrindas. Beje, graikiškai „taikinys” yra stochos, stochazein, o tai reiškia „spėliojimą”. Atsirado stochastinių (atsitiktinių) jo
onizuojančiosios spinduliuotės poveikio efektų terminas. Šie efektai yra piktybiniai navikai ir genetiniai pokyčiai. O minėtasis terminas skirtas pabrėžti tokių efektų skirtumui nuo deterministinių, arba priežastinių, efektų, pvz., spindulinės ligos. Pastarųjų efektų priežastis yra labai aiški – jonizuojančioji spinduliuotė. O stochastinių, arba atsitiktinių, efektų priežastimi, kaip minėta, gali būti ir kiti veiksniai. Todėl dėl stochastinių efektų daugiausia ir diskutuojama. Radiacinė sauga irgi didžiausią dėmesį skiria apsaugai nuo tokio jonizuojančiųjų spindulių poveikio. Pagrindinė to priežastis yra ta, kad žmogus palyginti retai susiduria su dozėmis, lemiančiomis priežastinius efektus. Tik keliasdešimt žmonių Černobylio avarijos metu gavo apšvitos dozes, sukėlusias priežastinius efektus. Ir niekas nežino, kokiame skaičiuje žmonių pasireikš ar net pasireiškė Černobylio avarijos nulemti stochastiniai efektai. Iki šiol atliktų epidemiologinių tyrimų rezultatai yra tokie prieštaringi, kad jų išvados apima neįtikėtinai platų spektrą: nuo teiginio, kad Černobylis turėjo įtakos milijonams žmonių, iki lygiai taip pat pagrįsto teiginio, kad avarija praktiškai jokio poveikio, išskyrus vaikų skydliaukės patologinių atvejų pagausėjimą labiausiai paveiktuose rajonuose, neturėjo.
Galbūt dėl atsitiktinių efektų ir apšvitos dozės, kai ši dozė yra palyginti maža, ryšio neapibrėžtumo apie pusę šimtmečio po rentgeno spindulių ir radioaktyvumo atradimo radiacinės saugos filosofija rėmėsi teiginiu, jog esama slenkstinės dozės, žemiau kurios jokių efektų jonizuojančioji spinduliuotė nesukelia. Manyta, kad mažos jonizuojančiųjų spindulių dozės visiškai nekenksmingos. Radiacinės saugos tikslas buvo saugoti nuo didelių dozių. Dėl tų dozių dydžio nebuvo diskutuojama.
Apie 1950 m. buvo pastebėta, kad padaugėjo leukemijos atvejų tarp žmonių, patyrusių atominį bombardavimą. Tada ir buvo suvokta, kad piktybinė liga gali būti vienos ląstelės somatinės mutacijos išdava. Susiejus šį faktą su anksčiau žinotu faktu, kad vienas jonizuojančiosios spinduliuotės kvantas gali pažeisti ląstelę, buvo padaryta revoliucinė radiacinei saugai išvada, kad netgi labai mažos dozės, žinoma, su kur kas mažesne tikimybe, gali sukelti piktybinę ligą. Beje, net ir dabar kur nors galima perskaityti, kad tam tikro dydžio dozės yra visiškai nepavojingos. Šis teiginys yra neteisingas, lygiai kaip ir teiginys, kad bet kokio intensyvumo jonizuojantieji spinduliai yra mirtinai pavojingi.
Žmogus nuo pat savo atsiradimo Žemėje kiekvieną valandą, dieną ir naktį yra veikiamas vadinamosios foninės jonizuojančiosios spinduliuotės. Jungtinių Tautų mokslo komiteto (UNSCEAR), nagrinėjančio jonizuojančiosios spinduliuotės poveikį, duomenimis, viso pasaulio gyventojų kolektyvinė efektinė dozė dėl Černobylio avarijos yra 600 000 žmog. zivertų, dėl atominių elektrinių veikimo nuo 1956 iki 1990 m. –
400 000 žmog. zivertų, dėl branduolinio ginklo bandymų atmosferoje – 30 mln. žmog. zivertų. Vis dėlto šie dydžiai, palyginti su gamtine apšvita, yra menki. Minėtųjų kolektyvinių dozių suma yra lygi tik 2,5 metų kolektyvinei dozei nuo gamtinių spinduliavimo šaltinių. D.Britanijos Nacionalinės radiacinės saugos valdybos (NRPB) duomenimis, kiekvieną valandą į vidutinio žmogaus kūną pataiko apie 0,5 mln. antrinių kosmoso spindulių ir neutronų, apie 30 000 atomų suskyla plaučiuose, apie 7000 urano ir 15 mln. kalio–40 atomų suskyla visame kūne. Be to, dar 200 mln. gama kvantų per tą patį laiką pataiko į tokio žmogaus kūną iš grunto ir statybinių medžiagų. Skaičiai įspūdingi, ir vis dėlto nėra foninio lygio duomenų, parodančių ryšį tarp dozės ir nuo jos priklausančių piktybinių ligų ar genetinių pokyčių skaičiaus.
Visi duomenys, kuriais remiantis teigiama apie žalingą jonizuojančiosios spinduliuotės poveikį, gauti kur kas didesnių dozių atvejais. Dauguma informacijos buvo gauta nagrinėjant žmonių, pergyvenusių atominį bombardavimą, ir medicininės apšvitos veiktų pacientų susirgimų ir dozių ryšį. Po to rezultatai buvo pritaikyti mažoms dozėms ir mažoms dozės galioms taikant tam tikrą dozės galios pataisą. Taip buvo išaiškintas žalos (neigiamo jonizuojančiųjų spindulių poveikio) ir dozės ryšys. Todėl dabartinės radiacinės saugos koncepcijos pagrindiniai postulatai yra konservatyvaus pobūdžio (griežtesni negu turėtų būti remiantis tyrimų duomenimis), šitaip užtikrinantys didesnę saugą.
Jau daugelį metų manoma, kad pagrindinė genetinių pokyčių priežastis yra jonizuojančioji spinduliuotė. Beje, 1927 m. paskelbtas darbas (Muller), kuris ir buvo jonizuojančiojo spinduliavimo poveikio slenksčio nebuvimo idėjos pagrindas. Šiame darbe pateikiami rezultatai, gauti tiriant jonizuojančiųjų spindulių poveikį muselėms drozofiloms. Mažai kas žino, kad visi genetinių pokyčių įrodymai iki šiol gauti dirbant su augalais, musėmis ir pelėmis. Kol kas nėra tokių įrodymų žmogui. DNR lygyje augalai ir pelės nuo žmogaus nedaug skiriasi. Tačiau iki šiol lieka neapibrėžti kiekybiniai tokių pokyčių žmoguje tikimybės dydžiai.
1991 m. Tarptautinė radiologinės saugos komisija (ICRP) išleido savo įprastinį šešiasdešimtąjį leidinį, kuriame išdėstyti svarbiausi radiacinės saugos principai. Remdamosios jais, šešios tarptautinės organizacijos – Tarptautinė atominės energijos agentūra (IAEA), Maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO), Pasaulinė sveikatos organizacija (WHO) ir kitos – parengė pagrindinius radiacinės saugos standartus. Šie standartai yra rekomendacinio pobūdžio, tačiau šalys, siekiančios būti tarptautinių bendrijų narėmis, privalo savo radiacinės saugos taisykles ir normas rengti pagal šiuos standartus.
Tai logiška, nes tokios rekomendacijos yra tūkstančių žmonių, šimtų mokslinių institucijų ir dešimčių metų darbo išdava. Bandymas surasti kažką savo ir naujo būtų tolygus dviračio išradinėjimui. Žinoma, tai nereiškia, kad radiacinėje saugoje viskas aišku, kad tereikia mechaniškai išversti šiuos standartus ir juos įteisinti. Ir toliau moksliniai centrai darbuojasi, stengdamiesi gauti tikslesnius dozių skaičiavimo metodus, rasti tikslesnį žalos ir dozės ryšį, nustatyti optimalius radiacinės saugos principus. Antra vertus, kiekviena šalis šiuos standartus pritaiko savo sąlygoms, ypač ekonominėms. Pakėlus radiacinės saugos kartelę per aukštai, šalis ekonomiškai nebepajėgs laikytis aukšto lygio standartų. Be to, dauguma minėtųjų standartų rekomendacijų yra minimalios, todėl šalys, skelbiančios, jog įgyvendina ICRP 60 leidinio principus, privalo jų laikytis. Europos Sąjungos komisija 1996 m. parengė direktyvą, kurios pagrindas ir yra minėtieji pagrindiniai radiacinės saugos standartai. Šioje direktyvoje rašoma: „Šalys narės iki 2000 m. gegužės 13 d. turi priimti s

. . .

Join the Conversation

×
×