VII Sesja Naukowa im. Rolanda Maze, XXIII LO d, 1. luty 2008 ODDZIAYWANIE MAYCH DAWEK PROMIENIOWANIA NA ZDROWIE CZOWIEKA

Dr in. A. StrupczewskiPrzewodniczcy Komisji Bezpieczestwa JdrowegoInstytut Energii Atomowej, SwierkA.Strupczewski@cyf.gov.pl

Promieniowanie to nieodczny element naszego rodowiskaPromieniowanie dochodzi do nas

z kosmosu - im wyej jestemy, tym jest wiksze z gleby - bo pierwiastki radioaktywne promieniuj z wody bo woda te jest radioaktywna...z powietrza- gdy wdychamy radioaktywny radon...z poywienia- np. w mleku jest radioaktywny potas...z cia innych ludzi bo wszyscy jestemy radioaktywni...

I to dobrze, bo bez promieniowania organizmy gin.

Radioaktywno jest wszdzie i wcale nam nie przeszkadzaLimit radioaktywnoci dla wody pitnej - 5 pCi/ litr. (1 pCi = 2 rozpady/min) Radioaktywno wody usuwanej z EJ ograniczona wg przepisw do 10 pCi na litr. Na pierwszy rzut oka wydaje si to rozsdne. Ale litr normalnej wody morskiej, w ktrej pywamy przy okazji pobytu na jakiejkolwiek play, zawiera rednio 350 pCi. Innymi sowy, normalna woda morska jest 35 razy bardziej radioaktywna od wody usuwanej z EJ. Mleko zawiera rednio 1400 pCi na litr. Oliwa do saatek ma pene 5000 pCi na litr, co oznacza, e oliwa saatkowa jest 1000 razy bardziej radioaktywna ni woda z kranu wg limitu EPA. A jednak nikt nie twierdzi, e woda morska, mleko i oliwa saatkowa stanowi obecnie zagroenie radiacyjne dla spoeczestwa

Moc dawki promieniowania jest rna w rnych krajach i rejonach wiata

Dawniej promieniowanie byo wiksze ni dziGdy pracoway naturalne reaktory w Oklo, wzbogacenie uranu wynosio okoo 3%, tyle co w dzisiejszym paliwie w reaktorach PWR. Wraz ze spadkiem aktywnoci uranu U-235 malaa te moc dawki od gruntu na Ziemi, w tym take i od radonu. Gdy powstaway pierwsze komrki eukariotyczne zawarto U-235 w uranie naturalnym bya 10 x wiksza ni terazPierwsze organizmy ywe byy przystosowane do promieniowania wyszego ni mamy obecnie na Ziemi.

Emisje z EJ: mae i wci zmniejszane

Chart1

5303.318

43052.2

2201.84.5

810.92

270.30.2

130.20.1

< Gazy szlachetne TBq/GWe.a

> Jod 131 GBq/GWe.a

> Pyy radioaktywne GBq/GWe.a

TBq/GWe.a

GBq/GWe.a

Redukcja emisji z reaktorw PWR wg [UNSCEAR 2000]

Chart3

Sheet1

TBq/GWe.aGBq/GWe.aGBq/GWe.a

1970-19745303.318

1975-197943052.2

1980-19842201.84.5

1985-1989810.92

1990-1994270.30.2

1995-1997130.20.1

Chart2

7.31311020

3.545252

2.15.57.4

0.31.41.1

0.20.50.08

Lotny C-14 TBq/Gwe.a

Cieky Sr-90 TBq/Gwe.a

Cieky Cs-137 TBq/Gwe.a

Cieky Cs-137, Sr-90 [TBq/GWe.a]

C-14 [TBq/GWe.a]

Rys. 11 Uwolnienia substancji radioaktywnych z zakadw przerobu paliwa wypalonego wg [UNSCEAR 2000]

Sheet2

LotnyLotnyCiekyCiekyCieky

C-14I-131Sr-90Ru-106Cs-137

TBq/Gwe.aTBq/Gwe.aTBq/Gwe.aTBq/Gwe.aTBq/Gwe.a

1970-797.30.121312641020

1980-843.50.0345112252

1985-892.10.00035.5337.4

1990-940.30.000091.42.31.1

1995-970.20.0000110.50.40.08

Sheet3

Zasada: redukowa dawki promieniowania jak tylko jest to rozsdnie moliweZasada przyjta przez przemys jdrowy i konsekwentnie stosowana Obecne emisje z elektrowni jdrowych s bliskie zeruPowodowane przez nie dawki s wielokrotnie mniejsze od naturalnych waha ta promieniowania powodowanych rnicami wysokoci nad poziomem morza lub lokalnym promieniowaniem radonu. Dawki dla grupy krytycznej to jest dla grupy osb najbardziej naraonych mieszkajcych w ssiedztwie elektrowni jdrowej wynosz we Francji okoo 0.01 mSv/rok, a wahania ta naturalnego sigaj od 2 do 10 mSv/rok

Dawki promieniowania wokoo EJ s tak mae, e nie powoduj adnych skutkwTo naturalneZalecenia i wymaganiaDawki na granicy EJ

Chart1

7.3

2.4

1

0.3

0.1

0.03

0.01

Wielko, mSv/rok

Dawka rocznamSv/rok

Porwnanie dawek promieniowania od EJ z tem naturalnym i dawkami dozwolonymi

Sheet1

rodzaj dawkiWielko, mSv/rok

To w Finlandii7.3

To na wiecie2.4

Zalecenia UE i MKOR1

Zalecenia DJ0.3

Wymagania EUR0.1

EJ Ringhals0.03

EJ we Francji0.01

Sheet2

Sheet3

Czy mae dawki promieniowania s szkodliwe?Moliwe modele odpowiedzi na mae dawki promieniowania

Umieralno na raka w funkcji ta naturalnego w rnych stanach USA. Linia pozioma i puste kko oznaczaj redni umieralno i to promieniowania w USA [Frigerio 73].Zaczlimy od zaoenia, e promieniowanie ta powoduje raka i fakty zmusiy nas do stwierdzenia, e tak nie jest Frigerio

W rejonach o podwyszonym tle promieniowania mniej ludzi umiera na rakaBadano mieszkacw uzdrowisk ze rdami radonowymi jak Misasa w Japonii, prowincji Yangjiang w Chinach (max. 6,4 mGy/rok), rejonu Kerala w Indiach (max 35 mGy/rok), Ramsar w Iranie, gdzie rednia mocy dawki wynosi 10,2 mGy/rok, a max moce dawki sigaj 260 mGy/rok. W adnym z tych rejonw nie wykryto zwikszonej umieralnoci na raka Badania w USA - wszystkie wyniki wskazuj, e wysokiemu tu promieniowania towarzyszy niska umieralno na raka. Rzeczywiste czstoci zachorowania na raka puc w 6 stanach USA o najwyszym tle promieniowania wynosz rednio 44/rok na 100 000 mieszkacw, a w stanach o najniszym 73/rok na 100 000 mieszkacw

Tam gdzie promieniowanie gamma jest wysokie (rys. z lewej) zapadalno na raka jest maa (rys. z prawej) [Duport 02]

Ottawa U I. E. - International Centre for Low-Dose Radiation Research (Jan 2002)

The more Gamma, the less cancers

Badania wpywu radonu na raka puc - wielkie studium CohenaBadania wpywu stenia radonu w domach na umieralno na raka puc [6] przeprowadzone przez prof. Cohena objy 1730 okrgw administracyjnych USA, w ktrych mieszka ponad 90% ludnoci USA. Wyniki Cohena wykazay, e wzrost stenia radonu w domach nie powoduje wzrostu umieralnoci na raka puc przeciwnie, dane statystyczne wskazuj, e umieralno na raka jest mniejsza w rejonach o wyszym promieniowaniu radonu, Rozbieno w stosunku do wynikw hipotetycznych opartych na modelu LNT jest bardzo dua, tak e wyniki tych bada s zasadniczo niezgodne z modelem LNT.

Badania Cohena nie potwierdzaj szkodliwoci radonuUmieralno na raka puc w funkcji redniego stenia radonu w domach w okrgach administracyjnych USA, porwnana z umieralnoci obliczon wg modelu liniowego LNT zamieszczonego w raporcie BEIR IV. m/mo stosunek umieralnoci obliczonej wg hipotezy LNT do umieralnoci przy steniu 0 lub zarejestrowanej w badaniach przy mierzonych steniach radonu w domach do umieralnoci przy rednim steniu radonu w domach w USA, 1.7 pCi/litr [Cohen 1995a

Wielko dawek promieniowania i umieralno na raka w stanach USA o najwyszym i najniszym poziomie ta promieniowania naturalnego [Jagger 98]

rednie roczne dawki promieniowania w rejonach wiata, mGy/rok

Yangjiang, China o wysokim tle promieniowania.

Laureatka Nagrody Nobla , Prof. Dr. Rosalyn Yalow: Podobnie brak rnic stwierdzono w rejonach o wysokim promieniowaniu w Brazylii i w Indiach."

Stosunek dawek w HBRA do CA: 3.5 w domu, 3.7 na dworzu. Efekty dobroczynne s silniejsze od negatywnych [Wei, 97]. Umieralno na raka (na 100,000 osobo lat) 51.41 w HBRA, 64.31 w rejonie kontrolnym CA [ZuFan Tao 97].

Badania w prowincji Yangjiang w Chinach rednie dawki roczne w terenie o podwyszonym promieniowaniu (HBRA) wynosz 6,4 mSv, a w terenie kontrolnym (CA) 2.4 mSv, populacja 100 000 osb, badania trwaj ju 15 lat, a obejmuj ponad 30 lat.Umieralno na choroby nowotworowe ( poza biaaczk) wrd osb w wieku od 40 do 70 lat : w CA 168/100 000 w HBRA 143.8 /100 000 Otrzymana negatywna korelacja umieralnoci na raka i mocy dawki jest wyraona wspczynnikiem ujemnym o wartoci ERR = - 0.11

Wysokie promieniowanie (Chiny) niska umieralno na raka

Prowadzone ju od wielu lat badania w Chinach systematycznie daj wyniki sugerujce dobroczynne dziaanie promieniowania jonizujcego na organizm czowieka Prof.. Yallow, lauretka nagrody Nobla w dziedzinie bada promieniowania

Wykres1

168143.8

CA

HBRA

Umieralno na raka na 10000 mieszk

Umieralno na raka w Yangiang w Chinach

Wykres2

168

143.8

Wykres4

2.4

6.4

roczna dawka prom. mSv

Wykres5

168

143.8

Umieralno na raka na 100 000 mieszk

Umieralno na raka - Chiny

Arkusz1

CA168

HBRA143.8

CA2.4

HBRA6.4

Wykres3

0.550.85

0.40.8

0.480.78

0.470.83

Misasa, P

Kerala, India. rednie dzienne wchanianie Ra-228 przez populacj w rejonie monazytowym w Kerala jest okoo 40 do 50 razy wiksze ni rednie na wiecie. Wskaniki: podno; umieralno niemowlt; poronienia; uszkodzenia podu. Nie wykryto ujemnych skutkw promieniowania w HBRA [Kesavan 97a]Podno obejmuje te zdolno do ycia embrionu. Niedoywiona ludno w Kerala dostaje dawki promieniowania 4-8 razy wiksze ni rednie w innych bogatszych rejonach. Mimo to wskanik podnoci w Kerala jest wyszy, a liczba zgonw noworodkw mniejsza ni w jakimkolwiek innym rejonie Indii. [Luckey 91]

Obszar o wysokim tle promieniowania w Ramsar, Iranrda promieniowania w RamsarMapa Ramsar, Iran

Dawki w Ramsar, Iran:0.142 mSv/h x 8600 h/rok x70 lat= 88 Sv !

Dom w Ramsar: wiele pokole otrzymywao w cigu 70 lat 17,000 mSv (240 razy wicej ni obecne limity ICRP dla spoeczestwa). Ale nie wystpowa wzrost adnych zachorowa, a osigany wiek dochodzi do 110 lat (dr Sohrabi 1990)(140 mikroGy/h x 8784 h/a = 1230 mGy/a)

W Misasa (uzdrowisko o wysokim promieniowaniu radonu) jest mniej zachorowa na raka ni w rejonie o przecitnym promieniowaniu

Wykres3

0.550.85

0.40.8

0.480.78

0.470.83

Misasa, P

Wysokie moce dawki s te we Francji, Finlandii, USA...Np. w USA rednio 0,4 miliSv/rok, ale na Kapitolu i w Bibliotece Kongresu moc dawki od cian wynosi 0.3 mSv/h = 2.6 miliSv/rokDla porwnania rednia moc dawki od wszystkich EJ na wiecie 0,2 mikroSv/rok 13 000 razy mniej!A moc dawki od skadowiska wysokoaktywnych odpadw Yucca Mountain - do 0,15 miliSv/rok.Wysokie moce dawki s te na dworcu autobusowym Central Station w New Yorku ale nikt nie proponuje ewakuacji Kapitolu ani dworca!

Studium 95,673 pracownikw przemysu jdrowego w 3 krajach wykazao e przy dawkach 20-50 mSv umieralno na raka wyniosa 94% umieralnoci w grupie kontrolnej (Cardis et al. 1995).

Chart1

10.97

11.08

0.940.8

1.080.89

1.021.26

1.090.86

0.872.59

Dawka maks. od EJ - 1 mSv

Na raka

Na biaaczk

Dawka skumulowana w cigu ycia, mSv

Umieralno wzgldna

Wpyw promieniowania na zdrowie pracownikw , dane z [Cardis,95]

Sheet1

Dawka skumulowana w cigu ycia, mSvNa rakaNa biaaczk

010.97

1011.08

300.940.8

751.080.89

1501.021.26

3001.090.86

5000.872.59

Sheet2

Sheet3

Stocznia Shippingport USA: umieralno na raka mniejsza wrd napromieniowanych Umieralno na raka o 24% mniejsza w grupie dawek powyej 5 mSv ni w grupie kontrolnej zoonej z pracownikw tej samej stoczni, ktrzy nie byli napromieniowani (Cameron)

Wykres2

0.761

0.910.97

0.821.1

1.071.15

0.951.16

Dawki powyej 5 mSv

Dawki zerowe

SMR

Arkusz1

GroupDawki powyej 5 mSvDawki zerowe

Wszystkie przyczyny0.761

Biaaczka0.910.97

LHC0.821.1

Rak puc1.071.15

Wszystkie nowotwory0.951.16

Arkusz2

Arkusz3

Terapia jodowa a dawki po bombie

Wykres1

0.7610.030.03

0.910.97

0.821.1

1.071.15

0.951.16

Dawki powyej 5 mSv

Dawki zerowe

Mortality from Selected Causes

Wykres2

0.761

0.910.97

0.821.1

1.071.15

0.951.16

Dawki powyej 5 mSv

Dawki zerowe

SMR

Umieralno SMR dla stoczniowcw Shippingport dane z [Matanoski 91]

Arkusz1

GroupDawki powyej 5 mSvDawki zerowe

Wszystkie przyczyny0.761

Biaaczka0.910.97

LHC0.821.1

Rak puc1.071.15

Wszystkie nowotwory0.951.16

Arkusz2

Wykres3

11

0.871.26

0.821.45

0.941.93

1.092.65

1.042.65

Radioterapia

Kohorta ABS

Grupa dawek

Umieralno wzgldna na raka, SMR

Porwnanie skutkw napromieniowania terapeutycznego maymi dawkami ze skutkami jednorazowego napromieniowania w Hiroszimie i Nagasaki (dane z [Howe 95])

Arkusz3

Lung dose SvRadioterapiaKohorta ABS

011

0.250.871.26

0.750.821.45

1.50.941.93

2.51.092.65

41.042.65

Dzieciom te nic nie groziDzieci z Hiroszimy i Nagasaki, ktre przeyy wybuch bomb atomowych jako pody i otrzymay dawki powyej 0,01 Sv (rednia dawka 0,309 Sv), nie wykazay wzrostu zachorowa na raka, a adne z nich nie umaro na biaaczk Instytut Ochrony Radiologicznej Wielkiej Brytanii (NRPB), 1999 r: Wyniki nowego wielkiego studium epidemiologicznego nie zgadzaj si z tez, e naraenie rodzicw na promieniowanie przed poczciem dziecka jest przyczyn biaaczki i choniaka u dzieci COMARE, najnowszy raport, w ktrym uyto najbardziej czuych metod statystycznych: Nic nie wskazuje na zwikszenie zachorowalnoci na jakiekolwiek dziecice choroby nowotworowe w promieniu 25 km od elektrowni jdrowych

Osignicia w badaniach procesw biologicznych po napromieniowaniu ludziPostp w naszym zrozumieniu procesw biologicznych, ktre zapewniaj obron komrek i organizmu czowieka przed zagroeniem radiacyjnym pozwoli opisa zrnicowane procesy obronne, ktre maj rny charakter w zalenoci od wielkoci dawki.Przy bardzo maych dawkach (poniej kilku mGy) nie dostrzega si adnych ujemnych skutkw napromieniowania tkanki, poniewa uszkodzone komrki nie s naprawiane, lecz umieraj Wg Francuskiej Akademii Nauk, i Francuskiej Akademii Medycznej Eliminacja tych uszkodzonych komrek zabezpiecza organizm przed potencjalnymi zoliwymi nowotworami Jednoczenie procesy obronne powoduj zwikszenie odpornoci organizmu na inne zagroenia, wystpujce w normalnych procesach metabolicznych, np. wzmagaj usuwanie toksyn, takich jak aktywne utleniacze, co chroni DNA przed uszkodzeniem

A wic, czy mae dawki promieniowania s szkodliwe?Obserwacje w duych populacjach: mae dawki promieniowania nie wywouj szkodliwych skutkw. To nie dowodzi, e promieniowanie jest dobroczynne. Ale nawet jeli s efekty szkodliwe, nie da si ich stwierdzi.Ale we wszystkich porwnaniach rnych rde energii, aby unikn zarzutu, e faworyzujemy energi jdrow, zakada si, e nawet mae dawki promieniowania wi si z ryzykiem wedug hipotezy o zalenoci liniowej skutkw od dawki (LNT) .