Файл: Биологические эффекты неравномерных лучевых воздействий..pdf

сохранившейся доли стволовых клеток костного мозга, начинай уже с момента получения дозиметрических данных.

Расчет эквивалентной дозы вторым способом, хотя он доста­ точно прост и точен, может быть использован в полетных усло­ виях и не требует оценки поглощенной дозы в облученном орга­ низме, однако для прогнозирования биологического эффекта не­ обходимо дождаться достижения минимального числа лейкоци­

тов. Математическая мо-

клеток костного мозга у собак. Для этих целей использованы данные по равномерному облучению этих животных протонами высоких энергий в дозе 50, 100, 150 и 250 рад [123]. Расчет про­ веден по методу наименьших квадратов с помощью уравнения

(1). Как видно из рис. 30, расчетная кривая выживания стволо­ вых клеток костного мозга для собак лежит несколько ниже аналогичной экспериментальной кривой, полученной для мышей. Тем не менее, общий ход кривых одинаков, а имеющийся сдвиг наводит на мысль о большей радиочувствительности стволовых клеток костного мозга собак. Расчетная кривая выживания стволовых клеток костного мозга собак была использована для определения эквивалентной дозы в первом и третьем вариантах расчета точно таким же образом, как кривая из работы [113]. Сводные результаты расчета представлены в табл. 14.

68

Видно, что при первом варианте расчета значения эквива­ лентной дозы для мышей и собак совпадают, в то время как при

мозга собак.

Совпадение результатов оценки эквивалентной дозы во всех трех вариантах расчета, несмотря на различие исходных кон­ цепций, свидетельствует о правомерности использования поня­ тия эквивалентной дозы для оценки биологических эффектов неравномерных облучений.

Радиобиологические и гигиенические аспекты проблемы неравномерного внешнего облучения

Вопрос о радиационно-гигиенической оценке неравномерного внешнего облучения является весьма актуальным, поскольку облучение тела человека в производственных условиях, а также в аварийных или чрезвычайных ситуациях всегда в той или иной степени неравномерно. В связи с этим выработка единых кри­ териев для оценки степени риска, вызываемого таким воздейст­ вием, приобретает особую значимость для радиационной ги­ гиены.

Существующие рекомендации МКРЗ не дают ответа на вопрос о том, каковы принципы нормирования и конкретные нормативы неравномерного внешнего облучения. Исключение сделано лишь для IV группы критических органов (кисти, пред­ плечья, ступни, лодыжки, а также кожа).

Согласно расчетным данным, средние поглощенные дозы в критических органах I группы, таких как семенники и костный мозг человека, при вентро-дорзальном рентгеновском или у-об- лучении с энергиями порядка 20—25 кэв (длинноволновое из­ лучение) отличаются приблизительно в 5,5 раза, а поглощенные дозы в отдельных участках таких органов, как тонкий кишечник

69

и селезенка, различаются почти на один порядок. При таком неравномерном облучении кардинальным является вопрос о том, какую дозу следует положить в оснрву нормирования — макси­ мальную, среднюю или отнесенную к определенной глубине тела или органа. При средней энергии излучения порядка 30—50 кэв Кп в организме могут составлять 1,5—4,0. При воздействии ультрадлинноволнового рентгеновского излучения (5—15 кэв) практически вся энергия поглощается в поверхностно располо­ женных тканях (в коже и поверхностных тканях глаза).

Относительное распределение глубинной дозы излучения одинаковой энергии зависит, как известно, от размеров облу­ чаемого объекта. В связи с этим при моделировании в экспери­ ментах на животных, особенно на мелких, неравномерного облу­ чения человека следует исходить из принципа эквивалентных энергий. Критерием эквивалентности облучения является оди­ наковое распределение относительной глубинной дозы в теле человека и животного. Такой подход, обусловленный неодина­ ковыми анатомо-топографическими отношениями отдельных ор­ ганов у человека и животных, является известным приближе­ нием. Поэтому материалы, полученные в экспериментах с соблюдением принципа эквивалентных энергий, должны быть подвергнуты дополнительному критическому анализу с опреде­ лением соотношений доза — эффект для отдельных критических органов.

В литературе имеется мало данных по количественному ана­ лизу причин гибели животных при неравномерном облучении. Неравномерное вентро-дорзалыюе воздействие длинноволнового рентгеновского излучения на мышей (определяется выживае­ мость, средняя продолжительность жизни, изменение массы тела и сперматогенного эпителия) оказалось более эффективным по сравнению с дорзо-вентральным воздействием, а также более распространенным в профессиональной практике, поэтому вент- ро-дорзальный способ был избран для проведения опытов.

Для изучения количественных зависимостей поражающего действия длинноволнового излучения были выполнены исследо­ вания на белых мышах с использованием рентгеновского излу­ чения с энергиями 10,2; 13,5; 25,0 и 73 кэв, эквивалентными по относительному распределению глубинных доз, и опыты по воз­ действию на человека излучения с энергиями 20—25; 30— 50 кэв и 1—1,5 Мэе соответственно.

Проанализированы данные о сроках гибели животных при воздействиях в равноэффективной дозе (ЛДбг/зо— ЛД75/30). На основе методики, описанной в работе [124], для каждого из ре­ жимов облучения определена средняя поглощенная доза во всем теле и в отдельных органах (табл. 15).

Отчетливо выявляется зависимость сроков гибели и средней продолжительности жизни (СПЖ) от Кн при использовании раз’ личных энергий рентгеновского излучения,

70

Таблица 15

Число погибших и средняя продолжительность жизни облученных мышей

Так, при воздействии коротковолнового излучения (73 кэв) СПЖ мышей составляла 11,5± 0,4 суток, гибель основной массы мышей (82%) происходила в период между девятыми и четыр­ надцатыми сутками.

Иными словами, основной причиной гибели мышей при воз­ действии коротковолнового рентгеновского излучения в дозе, незначительно превышающей ЛД50/зо, является, по-видимому, нарушение костномозгового кроветворения, что подтверждается изменениями в составе периферической крови.

При воздействии рентгеновского излучения с энергией 10,2 кэв гибель мышей происходила в более поздние сроки: 72% животных погибало после 15 суток (СПЖ в этот период равна 20 суткам) и лишь небольшая часть — в более ранние сроки, в результате чего СПЖ при воздействии излучения этой энер­ гии была наибольшей (16,7± 0,6 суток).

При воздействии излучений с энергиями 13,5 и 25 кэв гибель большей части мышей происходит в ранние сроки: до восьмых суток погибает соответственно 76 и 85% общего числа погиб­ ших животных, причем СПЖ в этот период составляет 5,8 и 4,1 суток. Это обусловливает уменьшение СПЖ мышей каждой из указанных групп в целом до 7,9±0,6 и 5,6±0,5, что значи­ тельно меньше СПЖ при воздействии излучений с энергией 10,2 и 73 кэв. Столь ранние сроки гибели могут свидетельствовать о поражении ЖКТ [125].

Таким образом, анализ данных по продолжительности жизни животных показывает, что в зависимости от величины Кн удель­ ный вклад различных причин гибели животных может быть не­ одинаковым.

сколько от величины средней поглощенной дозы и ее распреде­ ления по отдельным органам [126]. Из табл, 16 видно, что

74