Зависимость радиобиологического эффекта от дозы и вида излучения

В общей радиобиологии существует понятие радиобиологического эффекта, который включает в себя ряд явлений, охватывающих первичные и конечные результаты действия радиации.

Применительно к сельскохозяйственным животным действие ионизирующих излучений оценивается по следующим критериям:

1). гибель животных;

2). продолжительность жизни после облучения летальной дозой;

3). продуктивность;

4). воспроизводительная способность.

Для реализации каждого из указанных критериев необходима соответствующая доза облучения животных. Эффекты, отнесенные к продуктивным и воспроизводительным качествам, могут быть получены под действием небольших доз.

К 60-м годам прошлого столетия были сформулированы некоторые общие принципы действия радиации на живые системы:

1). принцип отсутствия пороговой дозы;

2). принцип накопления дозы в течение жизни особи;

3). принцип удваивающей дозы.

Первый принцип свидетельствует, что абсолютно безопасных для живых организмов доз излучения не существует и любое радиационное воздействие может вызвать генетические изменения у потомков облученного родителя.

Суть второго принципа состоит в том, что дозы, полученные организмом в течение жизни, накапливаются. Поэтому, чем больше ее продолжительность, тем более тяжелые последствия, как для организма, так и его потомства, следует ожидать.

Принцип удваивающейся дозы введён в 1956 г. Уоддингом и Картером

для сопоставления относительного эффекта генетических нарушений, воз-

никших в результате естественного мутационного процесса и индуцированного радиационным воздействием. Так, для растений количество энергии, необходимое для удвоения количества мутаций по сравнению с естественным уровнем мутирования, лежит в диапазоне 8-390 рад.

Академик Н.П. Дубинин (1966) рассчитал величину удваивающейся дозы для человека. По его расчетам, средняя доза радиации, накапливаемая за 30 лет, должна составлять 3 рад. Весь объем естественного мутационного процесса у человека вызывается облучением 10 рад, и именно эта величина вошла во все руководства как репер удваивающейся дозы.

Линейность зависимости выхода мутаций от дозы определялась в многочисленных экспериментах следующим образом. Опыты проводили на дрозофилах, которых облучали в диапазоне доз 500-3000 Р, затем строили прямую линию, на которой откладывали зависимость между дозой облучения и количеством наследственных изменений. После этого число мутаций экстраполировали к «нулевой точке» которая всегда точно проходила именно через точку пересечения координат, в которой отсутствие мутаций совпадало с отсутствием радиации.

Большое значение имеет не только мощность дозы облучения, но и его вид. Например, было установлено, что диапазон доз α-облучения от накопленных (инкорпорированных) радиоизотопов Pu²³⁹ и U^232,233, вызывающих появление наибольшего числа злокачественных опухолей в костях, составлял от 0,5 до 4 килорад. Тогда как аналогичный эффект при действии β-излуче-

ний Sr⁹⁰, Ce¹⁴⁴ и Y⁹⁰ наступал при дозах от 13 до 70 крад (Анненков Б.Н., Юдинцева Е.В., 1991).

Поэтому в радиобиологии существуют коэффициентыотносительной биологической эффективности или взвешивающие коэффициенты (согласно НРБ) для отдельных видов излучения, которые позволяют определять качество ионизирующего излучения по развитию радиобиологического эф-

фекта (табл. 31).

Таблица 31. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при расчете эквивалентной дозы

Виды излучений	Значение коэффициента
Фотоны любых энергий	1
Электроны и мюоны любых энергий	1
Нейтроны с энергией: менее 10 кэВ	5
от 10 кэВ до 100 кэВ	10
от 100 кэВ до 2 МэВ	20
от 2 МэВ до 20 МэВ	10
более 20 МэВ	5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи	5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20

Примечание: Все значения относятся к излучению, падающему на тело, а в случае внутреннего облучения - испускаемому при ядерном превращении

В качестве эталона принято рентгеновское излучение энергией 180-

250 кэВ. Коэффициент ОБЭ для гамма-, рентгеновского и бета-излучений принят, равным 1. Для α-излучения он равен десяти, а для нейтронного излучения энергией от 5 кэВ до 10 МэВ находится в пределах от 2,5 до 10,5.