Сравнительная оценка рисков в атомной и других отраслях энергетической промышленности

неспецифическое сокращение жизни).

Конкретной целью радиационной защиты является предупреждение вредных

нестохастических эффектов и ограничение частоты соматико-стохастических

эффектов до уровня, считающегося приемлемым. Нестохастические эффекты могут

быть устранены установлением достаточно низкого предела эквивалентной дозы

таким образом, чтобы минимальная доза, способная вызвать повреждения, не

была достигнута в результате трудовой деятельности человека.

Для ближайшего будущего разумный метод определения приемлемости риска

при работе, связанной с источниками излучений, заключается в сравнении

этого риска с риском при работе в других областях деятельности, которые

признаются минимально безопасными.

Оценка риска от АЭС и ТЭС

Безопасность любой технологии – понятие относительное. Она связана с

другими видами технологии, лицами, районами, периодами времени. Основными

вероятными причинами технологического риска ядерной энергетики являются:

а) неправильное хранение высокоактивных ядерных отходов;

б) катастрофические аварии, в основном ядерных реакторов;

в) действие низкоактивных выбросов во время нормальной эксплуатации на

различных этапах ядерного топливного цикла;

г) вероятностные аварии на заводах по переработке облученного топлива;

д) нарушение технологической дисциплины.

Обычные выбросы низкой активности с АЭС приносят мало вреда, особенно

если их сравнить с ущербом, наносимым окружающей среде и здоровью при

сжигании ископаемых видов топлива. Наибольшую опасность будет, вероятно

представлять добыча и обработка урана, если этот уран использовать в

легководных реакторах, - примерно 70 смертных случаев в год на 400 ГВт,

производимых на АЭС. Что касается быстрых реакторов, то требования по

добыче и обработке руды здесь в 70 раз меньшие. Эти цифры находятся в ярком

контрасте с последними оценками смертных случаев, связанных с

использованием угля без серной очистки, количество смертельных случаев

составило 8 – 40 тыс. в год и вероятно, 1 – 4 тыс. в год при условии

жесткого контроля существующих норм выбросов. Такая статистика не дает

четкой картины причин смертности, но эффект сравнения, без сомнения,

существенен.

Для оценки последствий воздействия на организм различных вредных

факторов, в том числе и ионизирующего излучения, предполагается, в

частности, использовать «величину здоровья», которая является

интегрированным показателем таких параметров, как продолжительность жизни,

продолжительность физической и умственной работоспособности,

воспроизводство поколений и самочувствие.

Научной основой, на которой базируется трактовка радиационной

безопасности, является признание беспороговости действия излучения, т.е.

предполагается, что сколь угодно малая доза излучения, включая естественный

фон, может вызвать определенные изменения в организме. Концепция линейной

зависимости доза – эффект постулирует, что не может быть такой пороговой

дозы, ниже которой не индуцируется рак. Однако при эпидемиологическом

анализе этой зависимости следует иметь ввиду, что радиогенные формы рака не

отличаются по клинической, морфологической картине рака, индуцируемого

любыми другими патогенными факторами. Поэтому для корректной оценки этой

зависимости и получения статистически достоверных данных требуется

достаточно большая выборка, т.к. количества индуцированных случаев рака

изменяется пропорционально дозе, а численность обследуемых будет изменяться

обратно пропорционально квадрату этой дозы. Если при дозе 100 рад риск

индуцируемого рака в каком-либо органе с достаточной степенью точности

может быть оценен в группе 100 человек, то для определения риска с равной

достоверностью при дозе облучения до 1 рад потребуется изучение до 1млн

индивидов. Во всех случаях биологические последствия прямо пропорциональны

поглощенной дозе и числу облученных людей.

Концепция беспороговости действия ионизирующего излучения и линейной

зависимости в развитии биологических эффектов является ныне наиболее

приемлемой и обоснованной при нормировании радиационных воздействий как для

профессиональных работников, так и для всего населения. Вместе с тем

признание представления о беспороговости действия излучения и линейной

зависимости доза – эффект вынуждает пересмотреть взгляды о полной

безвредности установленных норм излучения и порождает новую проблему –

соотношение риска для населения с социально-экономической выгодой. Так как

проявления облучения в малых дозах носят стохастический характер и не могут

быть выявлены на уровне индивидуума, введено понятие доза – эффект для

популяции. Популяционная доза представляет собой сумму индивидуальных доз и

отражает степень радиационной опасности для всего населения в

противоположность индивидуальной дозе, являющейся показателем риска для

отдельного индивидуума этой популяции. При определении популяционной дозы

оправдано стремление к тому, чтобы она удерживалась «так низко, как это

разумно при учете социальных и экономических условий» (МКРЗ).

Оценка коллективной дозы требует не только дифференцированного подхода

к группам населения (профессиональные работники, отдельные группы населения

и все население), но и учета действия на них различного спектра изотопов на

каждой стадии ядерного цикла: более широкого на профессиональных

сотрудников и меньшего на все население в силу распада короткоживущих

нуклидов. С ростом масштабов развития ядерной энергетики в мире

увеличивается вклад воздействия излучения на все население в результате

попадания радионуклидов в окружающую среду. Её оценка учитывает попадание и

распределение в окружающей среде радионуклидов всего ядерного топливного

цикла и требует широкого международного сотрудничества.

Учитывая как рост источников возможного выброса радионуклидов в

окружающую среду, так и количество населения, подвергающегося их

воздействию, уже сейчас представляется необходимым рассмотреть вопрос о

распределении предела доз на население по источникам.

В СП АЭС – 79 от предела дозы облучения населения излучением

радиоактивным отходам АЭС выделена дозовая квота, составляющая 5%, в том

числе 4% за счет газоаэрозольных выбросов и 1% за счет жидких

радиоактивных отходов, от допустимого предела дозы для лиц категории Б

(ограниченной части населения), составляющей 5 мбэр·год-1. Этим существенно

снижается возможность неблагоприятных стохастических эффектов в результате

развития ядерной энергетики.

В соответствии с концепцией биологического риска радиационные

повреждения при действии излучения на организм могут проявиться в виде

соматических, соматико-стохастических и генетических заболеваний.

Соматические эффекты представляют собой различные формы лучевой патологии и

локальные лучевые поражения, возникающие при действии на организм излучения

в диапазоне 50 – 100 рад и выше. К числу соматическо-стохастических

изменений относятся сокращение продолжительности жизни, лейкозы и

неопластические процессы, проявляемость которых носит вероятностный

характер.

Выброс в окружающую среду искусственных радионуклидов, представляющих

собой в большинстве случаев сильные мутагены, приводит к накоплению

дефектов в различных сообществах и генетических аномалий в последующих

поколениях. Следствием является возникновение широчайшего спектра изменений

жизнедеятельности организмов - от её повышения до появления летальных

мутаций. По мнению некоторых учёных, все генетические изменения обусловлены

действием естественной радиации. Н.П. Дубинин считает, что естественный

радиоактивный фон ответственен за ј часть общего числа естественных

мутаций. Большинство мутаций, возникающих при действии ионизирующего

излучения, рецессивно. Они проявляются лишь в гомозиготном состоянии, а так

как мутированный ген половых клеток передаётся потомству, происходит

постепенное накопление генетического груза в последующих поколениях с

возрастанием вероятности его проявления в гомозиготном состоянии. Локальные

выбросы радионуклидов в регионы с последующим глобальным их

распространением их в атмосфере повышают радиационный фон, включаются в

пищевые цепи и, накапливаясь в организме, вызывают дополнительные

соматические и генетические повреждения.

По данным Н.П. Дубинина, возможная минимальная удваивающая доза для

редко ионизирующего излучения составляет 10 рад. При этом добавление к ней

1 рад за 20 лет для населения Земли в 3 млрд. человек приведёт к

генетическим повреждениям у 12 млн. человек. Генетические эффекты были

оценены по результатам экспериментальных исследований на животных и

экстраполяции полученных данных на человека. Например, при облучении дозой

в 1 рад число видимых мутаций на 1 млн. потомков в первом поколении

увеличится, исходя из удваивающей дозы в 20 рад, на 0,2%. Риск проявления

любого из этих последствий зависит от дозы воздействия, её мощности, вида

излучения, динамики облучения, состояния организма в момент облучения может

варьировать от полного отсутствия каких-либо изменений до гибели облученных

организмов. Суммарные данные о возможном риске заболевания

злокачественными новообразованиями при облучении представлены в таблице 1.

Атомная энергетика относится к искусственной среде обитания

(загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами). Оценить риск от

развития атомной энергетики можно при сравнении воздействия других факторов

среды обитания искусственного происхождения. При дозе на границе АЭС

5мбэр/год и условии, что радиационное воздействие продолжается на

протяжении жизни, общий риск возможной смерти выражается величиной в 3·10-7

чел\год. Сравнение данной величины с риском от других причин показывает,

что он чрезвычайно мал. Анализ статистических данных позволяет заключить,

что социально приемлемым профессиональным риском при длительном воздействии

оказывается уровень 5·10-4 чел/год. Эта величина соответствует смерти от

болезней людей в возрасте не более 30 лет и рассматривается в качестве

приемлемой для общества.

Приведённые данные радиационных нагрузок на организм в результате

выбросов ядерной энергетики позволяет считать её более безопасной по

сравнению с уровнем риска при производстве электроэнергии тепловыми

электростанциями на органическом топливе.

В СССР на долю угольных станций приходилось около 50% всех источников

электроснабжения и около 2/5 потребляемого органического топлива

расходуется на выработку электроэнергии. Предполагается, что это

соотношение не претерпит крупных изменений в ближайшем будущем.

Таблица 1

Ожидаемые размеры риска заболевания злокачественными новообразованиями

при облучении.

|ОРГАН |Риск заболевания при облучении |

| |дозой 1бэр/год * |

|Все органы и системы |180 |

|Костный мозг, легкие, желудок |30 |

|Грудная железа, поджелудочная |10 |

|железа, органы мочевой системы,| |

|центральная нервная система | |

|Щитовидная железа, кожа, кости |5 |

*Число случаев на 1 млн. человек.

В связи с радиационным воздействием ядерной энергетики на окружающую

среду были выполнены обширные исследования по определению аналогичных

воздействий естественных радионуклидов, выбрасываемых в атмосферу ТЭС.

Анализ радиационных нагрузок на население современных ТЭС и АЭС,

выполненный на примере Каменско-Днепровской ТЭС и Нововоронежской АЭС, с

учетом 20-летней работы станций и того, что содержание естественных

радионуклидов в отечественных углях составляет 0,2 – 14 пКи/г, показал

несомненное преимущество АЭС. КДТЭС потребляет 3,4 млн. тонн угля в год и

выбрасывает в атмосферу до 1,3·105 тонн золы. Сравнительные данные по

величинам дозовых нагрузок на население вокруг АЭС и ТЭС, а так же на всё

население страны свидетельствуют о большей радиационной чистоте АЭС. Риск

радиационного канцерогенеза для населения, которое проживает в районе

расположения АЭС, в 70 раз меньше риска для населения, проживающего вокруг

ТЭС аналогичной мощности, и в 30 раз для всего населения.

Аналогичное исследование было выполнено для условий США. Содержание

основных радионуклидов (урана и тория) в углях США составляет 0,2 – 43

мкг/г урана и 2 – 79 мкг/г тория. Для расчета дозовых нагрузок была

принята величина в 1 мкг/г для урана и 2 мкг/г для тория. Допущено, что

зольные выбросы в атмосферу не превышают 1% от их содержания в угле. Как

оказалось, популяционная доза от ТЭС, значительно выше, чем от АЭС. По

расчетным данным, вклад тепловых электростанций США в общее загрязнение

атмосферы составляет 36%.

Многочисленные эксперименты свидетельствуют, что химические

соединения, в том числе и выбросы ТЭС, при сопоставлении с радионуклидами

на уровнях допустимых содержаний обладают более выраженным токсическим

действием. Во всех случаях коэффициент запаса для химических соединений в

сотни раз ниже по сравнению с радионуклидами. Сравнение действия метиловой

и двухлористой ртути, свинца, кобальта, цинка, стронция, хлорофоса,

гексаметилендиамина и радиоизотопов (радия-226, цезия-137, стронция-89,

кобальта-60, цинка-65, свинца и полония-210) показало, что химические

соединения при концентрациях 100 ПДК уменьшали процессы естественного

очищения водоёмов и были губительны для большинства гидробионтов. При 100 –

1000-кратном повышении содержания химического соединения в воде во всех

случаях нарушались процессы естественного самоочищения водоёмов, в 70 –

100% наблюдалась гибель инфузорий, улиток, головастиков, икры и личинок

пресноводных рыб. Аналогичное разрушение при действии радионуклидов имело

место лишь при 10 – 1000-тысячном превышении их ПДК. Определение

биологических эффектов при действии этих химических соединений и

радионуклидов на течение эстрального цикла крыс показало, что клинические

изменения в первом случае проявляются на уровне 100 – 1000 ПДК, а во втором

– при 105 – 106-кратном его превышении. При анализе динамики мутационного

процесса в популяциях хлореллы при действии продуктов ядерного деления

(стронций, цезий) и химического мутагена этиленимина было выявлено, что ЭИ

даёт больше видимых мутаций.

Сравнительная оценка действия на организм химических соединений и

радионуклидов была получена при анализе их действия на продолжительность

жизни. Радионуклиды стронция, полония, радия и их стабильные аналоги

оказывали равнозначные биологические эффекты в сокращении продолжительности

жизни с разностью на 2 – 3 порядка в показателях ПДК. Во всех случаях для

достижения эквивалентного эффекта требовалось большее превышение нормативов

для радионуклидов по сравнению с химическими соединениями.

ТЭС – один из основных загрязнителей атмосферы. Уровень

индустриализации и концентрации промышленных объектов, их промышленные

территориальная плотность прямо коррелирует с частотой новообразований в

организме. За последние 30 – 40 лет в странах с интенсивным промышленным

развитием частота рака легких увеличилась в 2 – 5 раз и более. В этой связи

комитет экспертов ВОЗ по профилактике рака заключил, что загрязнение

атмосферного воздуха является важнейшим причинным фактором в возникновении

рака лёгких у человека. Эпидемиологические данные указывают на неуклонное

увеличение частоты рака лёгких в городах по сравнению с сельской

местностью, что не может быть отнесено за счёт большего или меньшего

распространения курения. Сравнение относительной безопасности газообразных

отходов лишний раз подтверждает преимущества АЭС по сравнению с ТЭС при

воздействии на организм человека.

Анализ совокупности воздействия нескольких вредных факторов ТЭС весьма

сложен из-за неопределённости в описании зависимости доза – эффект, так как

не всегда достаточно корректно удаётся установить удельный вклад каждого из

них в ответную реакцию организма, особенно в реализацию отдельных эффектов,

и экстраполяцию экспериментальных данных с животных на человека. Абсолютная

и относительная концентрация, длительность и порядок воздействия ещё в

большей степени усложняют картину комбинированных воздействий, так как

возможны различные варианты интеграции сочетанного действия патогенных

факторов: усиление эффекта при таком воздействии, отсутствие или торможение

эффекта одного из действующих агентов при их совместном влиянии, ослабление

суммарного эффекта, а так же независимость в действии каждого из них.

Недостаточная оценка комбинированных воздействий и возможность их

взаимного влияния на фенотипическую картину патологического процесса при

некоторых обстоятельствах могут породить преувеличение опасности и

завышение допустимых норм в силу того, что корреляционная доза – эффект

может детерминироваться отягчающим влиянием дополнительных факторов,

действие которых проявляется синергизмом по отношению к анализируемому

агенту. Поэтому в основу методологических подходов оценки многофакторных

воздействий на организм должен быть положен принцип единства организма и

среды. Это феномены саморегуляции организма, гомеостаза, адаптации и

интеграции функциональных отправлений организма при воздействии на него

отрицательных факторов внешней среды. В частности, необходимо учитывать

порядок действия факторов и их пространственно временные характеристики;

длительность воздействия каждого и физико-химические характеристики;

принимать во внимание степень воздействия и направленность изменений в

различных системах одного и того же организма при данном сочетанном

воздействии, интегральную направленность реакций организма в зависимости от

вида воздействия и течение репаративных процессов в органах и системах.

В отличии от ТЭС современные АЭС при штатной эксплуатации не меняют

радиационную обстановку в зонах их расположения. Опыт работы АЭС в нашей

стране, выполнение санитарно-технических требований при проектировании,

строительстве и эксплуатации сохраняют радиационную обстановку в зоне их

расположения на уровне предпускового периода, позволяя использовать

санитарно-защитную зону АЭС для нужд сельского хозяйства. Например, на

территории вокруг Белоярской АЭС усредненное значение дозы облучения в 1970

г. составляло 123(5 мрад/год, в 1972 – 1973 г.г. - 128(5 мрад/год; вокруг

Нововоронежской АЭС в 1971 г. - 95(3 мрад/год, в 1972 г. - 95(4 мрад/год.

Значение дозы на местности в контрольных районах равнялось 115(2 мрад/год

(в областном городе). Длительное наблюдение за здоровьем персонала,

работающего в зоне строгого режима, не выявило у них каких-либо

заболеваний, отличных от таковых у лиц, не связанных с ионизирующим

излучением, и за 10 лет эксплуатации АЭС не выявлено ни одного случая

профессионального заболевания радиационной природы. Сравнительный анализ

влияния ионизирующего излучения и атмосферных загрязнителей показал, что

расчетный риск от отходов ядерной энергетики не превышает процента риска,

связанного с предельными дозами, рекомендованными МКРЗ.

Расчетные данные коллективных доз облучения населения страны в

результате развития ядерной энергетики при достижении ею суммарной мощности

порядка 200 ГВт (эл.) составляют 22 чел-Зв/год, что эквивалентно дозе

облучения населения страны, которое оно получает от естественного фона

всего за 40 мин.

Таблица 2

Годовые дозы на душу населения в результате производства ядерной

электроэнергии вплоть до 2500 г.

|Показатель |Год |

| |1980 |2000 |2100 |2500 |

|Предполагаемое годовое производство|80 |1(103 |1(104 |1(104 |

|ядерной электроэнергии, | | | | |

|ГВт(эл.)(год | | | | |

|Годовая коллективная эффективная |500 |1(104 |2(105 |25(104|

|эквивалентная доза, чел-Зв | | | | |

|Население земного шара |4(109 |1(1010|1(1010|1(1010|

|Годовые эффективные эквивалентные |0,1 |1 |20 |25 |

|дозы на душу населения, мкЗв | | | | |

|Доля от среднего облучения |0,005 |0,05 |1 |1 |

|природными источниками, % | | | | |

Таблица 3

Сравнительная оценка воздействия на развитие рака лёгких выбросов АЭС

и ТЭС (бензпирена) на 1 млн. населения

|Характер воздействия|Вид риска |Общее |Вклад |Процент |

| | |количество|воздейст|смерти |

| | |смертей на|вия |от |

| | |1 млн. от |(графа |различны|

| | |риска |1) |х |

| | | | |воздейст|

| | | | |вий |

|1 |2 |3 |4 |5 |

|Доза 5 мбэр/год от |Рак, лейкемия|1500* |1 |0,06 |

|АЭС на границе | | | | |

|санитарной зоны | | | | |

|Бензпирен в воздухе |Рак лёгких |8677** |48 |5,5 |

|городов |(при | | | |

Страницы: 1, 2, 3