Гибель животных наступает в результате теплового перегревания АТ> 2°С. Общим для всех видов животных является летальная тем: тура, которая равна 6°С [77]. Для собак экспериментально m зависимость ППЭ (/, мВт/см) от времени облучения (t, с), koti для Д7= 2,5°С (уровень 0,1%-ной гибели) имеет вид

/Г = 130 (Дж/см). (б

Сравнение значений ППЭ, полученных из этой зависимости и сс шения (5.2), дает хорошую сходимость: для времени облучения 10 i, ППЭ равна соответственно 215 и 210 мВт/см. Это дает право счит что прирост температуры в какой-то мере является аналогом поглов ной дозы. Для человека прирост на 1°С соответствует приросту те накопления около 50 Дж/см или 2 Дж/г для 2,45 ГГц или 0,5°С/ (J Джастесен [113] дает значение 0,25°С/(Дж/г). Это может быть обус лено использованием в наших экспериментах более высоких значе ППЭ.

На рис. 6.7 нанесено несколько значений (в качестве примера) для АТ= ["С. Все точки расположены выше кривой переносил рассчитанной по критерию гибели 0,01%.

Если пронормировать кривую переносимости (кривая 1 на рис. на соответствующее значение ДГ (для нерезонансных условий), то жегся, что она будет отражать подъем температуры тела на 0,3 "С. ДГ по формуле (5.2), дает хорошее подтверждение. При времени чения 5-60 мин и ППЭ, равной 50-10 мВт/см, ДГ составил пример 0,1-0,2°С.

Оценивая пороговые значения интенсивности по критерию нар) ния поведенческих реакций у трех видов животных (крыс, бе обезьян и обезьян макака резус), Делордж и Майкелсон [98, 126] пс чили экстраполированное значение ППЭ для человека пример 100 мВт/см. Корреляция проводилась по массе тела.

Экстраполяция по такому критерию, как гибель, позволяет избе такого контрвозражения: распределение электромагнитной энергии 2,45 ГГц у мышей иное, чем у собак и тем более у человека, и что у века оно будет аналогичным только при частоте 350 МГц. Найдев корреляция между нарушением теплового баланса и таким биолог ским актом, как гибель, свидетельствует о тепловой гфироде ЭМ-з тов при общем облучении ППЭ менее 100 мВт/см. Повышение ректа ной температуры на 1°С можно ожидать от тепловой нагрузки в 1 2 раза вьпие основного обмена (2-2,5 Вт/кг), что согласуется с ра тами Телла и Харлена [154]. Метаболическое тепло в результате фи ческой нагрузки и тепло, генерируемое ЭМИ (80 МГц), равное 170, (примерно 2,5 Вт/кг), дает повьпнение температуры гипоталамуса 1°С (цит. по [154]). За период около 1 ч тепловая нагрузка состав 8 Дж/г, что близко к значению, полученному нами (7,2 Дж/г).

Ясно, что дополнительная СВЧ-нагрузка должна соотноситься с теп выми условиями среды и физической работой. Таким образом, на ленное тепло не должно превышать некого критического значения. Эт

критериями могут служить ректальная температура, уровень скорости и1етаболизма или частота сердечных сокращений.

Большинство исследователей в качестве предельных значений приводят температуру тела человека 39-39,5°С и частоту пульса 120-140 уд./мин для условий покоя и температуру 40-40,5° С и частоту пульса 160-180 уд./мин при физической работе. У здоровых людей в горячей русской бане превышение температуры достигает 2,5 °С. Большинство исследователей считает, что одинаковое физиологическое состояние наступает независимо от того, происходит ли накопление тепла под действием внешней нагрузки или при условиях, когда теплоотвод недостаточен или происходит накопление метаболического тепла. Пределом накопления метаболического тепла за счет физической нагрузки Рот и Блокли [ЦИТ..71] определяет 293 Вт (4,2 Вт/кг) - 47 мин, 539 Вт (6,3 Вт/кг) -38 мин, 579 Вт (8,3 Вт/кг) - 30 мин и 725 Вт (10,4 Вт/кг) - 24,5 мин. Температура в ушном проходе при зтом поднимается до 39,7°С, а частота пульса достигает 180 уд./мин. Конечно, этими значениями едва ли целесообразно руководствоваться, но они интересны как предельные значения теплового гомеостаза у человека. В комитете экспертов ВОЗ обсуждались рекомендации о том, чтобы предельно допустимыми значениями считать частоту пульса 160 уд./мин и температуру тела 38-39°С [1]. Предельные энерготраты по сравнению с основным обменом могут увеличиваться более чем в 10 раз, до 15 мВт/см и более (см. табл. 5.1). О переносимости инфракрасного облучения свидетельстввует следующее: 28-56 мВт/см переносится долго, болевые ощущения отсутствуют. Последние наблюдаются лишь при 105 мВт/см.

Наиболее подходящим критерием переносимости ЭМИ (по тепловому эффекту) следует считать уровень накопления метаболического тепла при физической работе. УПМ 4 Вт/кг может быть принято в качестве критического значения, оно соответствует ППЭ 100 мВт/см (2,45 ГГц) и уровню риска 0,1%. Телл и Харлен [154] дают значение УПМ 3 Вт/кг.

Переход от поглощенной к эффективной дозе затруднен прежде всего двумя обстоятельствами: высокой скоростью восстановления (применительно к тепловому стрессу - злиминация тепла) и отсутствием строю достоверных данных о величине остаточного необратимого поражения при длительном ЭМюблучении.

Первое положение доказано экспериментально что касается второго, то имеются основания (экспериментальные) считать реальным существование необратимого компонента, но количественно он пока не определен. Поэтому при оценке периода восстановления у человека возможны два пути: экспериментальный с последующей экстраполяцией данных и поиск литературных сведений по элиминации теплового стресса при обычном перегревании.

В первом случае имеются данные (см. гл. 3) по оценке периода восстановления (критерий гибели), который у мышей составляет 8, у крыс 15 мин. При многократном облучении с интервалом 10 мин с ППЭ, равной 800 мВт/см, в экспозиционной дозе 12 Дж/см, общая накопленная Доза достигает 2210 Дж/см (Р = 88,4 Дж/г), не вызывая при зтом гибели

животных. Следовательно, период полного восстановления для и крыс не больше 10 мин. У собак период восстановления по элимина тепла (изменению ректальной температуры) оценен в 30 мин, по ча дыхания 22 мин и частоте пульса 70 мин. Все эти значения пол в условиях критического воздействия ЭМИ, когда ДГ достигал 2-3 Экстраполируя период восстановления с животных на человека (кс ляция с поверхностью тела), получаем время полного восстановле 50 мин (рис. 6.8), а время восстановления частоты сердечных сокра НИИ 120-140 мин. Все эти значения можно ожидать при ДГ = 2-г31 При АТ= 1 °С период восстановления температурного гомеостаза ул шается до 30 мин, т. е. в 2 раза (цит. [28]).

При значениях ДГ, на которые нормированы переносимые воздействия, период- восстановления по температуре тела и частоте , ния будет не более 15, а по частоте пульса - 30 мин. Конечно, этот метр имеет смысл применять лишь при УПМ более 1 мВт/г. В pea условиях скорость восстановления теплового баланса у человека мс быть еше вьпне. Так, теплоотдача кожи может увеличиться в 10 ра с 0,7 до 6 мВт/см. При УПМ, равном 2 мВт/г, предполагается тепле равновесие человека в комфортных условиях среды при полном ф» ском покое. Таким образом, оценка эффективной дозы приемлема многократном фракционированном облучении при мощности дозы лее 1 мВт/г и поглощенной дозе более 3 Дж/г.

Остаточный эффект (необратимый компонент по аналогии с ис рующим излучением) в эксперименте не определяется по ректа температуре, он не определяется и по критерию гибели животных одного ЭМ-воздействия. Более того, он не определяется и в услов комбинированного воздействия ионизирующего излучения и ЭМИ УПМ, равном или меньше 10 Вт/кг. И только при 40 Вт/кг и выше точное поражение определяется этим методом. Однако как только переходим к оценке отдельных систем (кроветворения, зндокри и тератогенных зффектов) при хроническом воздействии ЭМИ, то руживаем определенные сдвиги при УПМ порядка 2 Вт/кг и более. Бь бы неразумным исключать и многочисленные наблюдения в произвс венных условиях, как будто подтверждающие феномен необратк компонента поражения. Но пока дать определенную величину остатс поражения, выраженную в джоулях, не представляется возмоя Можно только сделать следующие допущения. На основе эксперимент ных данных по комбинированному действию ионизирующего излуче и ЭМИ в дозе более 7 Дж/кг и при мощности дозы более 2 Вт/кг мальное остаточное поражение может бьпь не более 1%. При УПМ м« 2 Вт/кг и дозе менее 7 Дж/г оно становится пренебрежимо малым. Сл ность локального распределения энергии ЭМИ по телу человека не пс ляет полностью исключить остаточное поражение. Следует обратить мание на локальное УПМ в области головы, шеи, глаз и яичек. Катара генетические и тератогенные эффекты очерь трудно поддаются зкстр ляции на человека. Трудно предположить, что, например, катаракта ловека будет вызываться при меньших значениях ППЭ, чем в эксл менте на кроликах. На рис. 6.9 даны две пороговые кривые: зксл

/ Ю 100

Время облучения, мин

Рис. 6.9. Пороговые значения локальных ППЭ ЭМИ, не вызывающих катаракту в эксперименте на кроликах U). и экстраполированные значения ППЭ для человека (2)

Поберхность тела, см

Рис. 6.8. Коррелящ1Я периода восстановления после воздействия ЭМ-полем (на уровне 0,1% гибели) с поверхностью тела у разных видов животных по критерию гибели (а), ректальной температуре (б) и экстраполированные значения для человека (в); остальные обозначения те же, что и на рис. 6.6

ментальная и предполагаемая для человека (с коэффициентом запаса 10).

Порог действия ЭМИ должен быть ограничен по частоте 10 МГц и применительно к области сформировавшейся волны.

В связи с этим Шван (цит. по [45]) предлагает для частот 10 МГц -10 кГц значение 1 мА/см, а для частот меньше 10 кГц - 0,3 мА/см.

Необходимо также учитывать влияние отражающих поверхностей (возможно увеличение УПМ в 30 раз), заземления (увеличение УПМ в 2-8 раз), поляризации, локальных УПМ, которые могут превысить среднее УПМ в 10 раз. Дозиметрия в ближней зоне также вносит много неопределенностей. Такие факторы, как физическая нагрузка и ионизирующие излучения, могут значительно увеличить УПМ. Например, ионизирующее излучение увеличивает УПМ в 1,5-2 раза [19].

Учет всех зтих факторов для целей защиты может быть осуществлен только в строго контролируемых условиях, свойственных производству, при медицинском применении и, конечно, в эксперименте.

Нормирование ЭМИ для человека не может опираться лишь на экстраполяцию опытных данных, полученных на других видах. Ряд вопросов Может быть изучен только на человеке. Известный генетик Маккюсик (1967) заметил, что "наилучшим объектом изучения человека является сам человек". Поэтому последним и бесспорным судьей любых гигиенических нормативов могут быть только эгавдемиологические исследования. Только они дают право говорить о вредности или безвредности того или иного фактора.

Сложность эпидемиологического исследования ЭМ-фактора состоит еще и в том, что для него отсутствуют какие-либо специфические или Даже четкие клинические симптомы. Более того, в реальной жизни ЭМИ Всегда сопутствуют другие более значимые воздействия, например ионизирующее излучение. И в этом смысле общие принципы нормирования

в какой-то степени переплетаются с общими принщ1пами биологиче< оценки комбинированного действия факторов производственной

Большую сложность представляет выбор критериев эпидемиола ского обследования контингента лиц, контактирующих с ЭМИ. Bi наиболее приемлемыми критериями в этом случае будут в первую оч заболеваемость (особенно болезни крови), старение ("индекс crapoi широко применяемый японскими и американскими исследователя! воспроизводство и генетические эффекты. В частности, феномен crapi по нашему мнению, может быть косвенно оценен по увеличению уро: риска гибели от несчастных случаев.

Немаловажным критерием является эргономическая оценка влиян ЭМИ на человека. Это особенно сложный вопрос, требующий болыи усилий ученых. Он тесно переплетается с проблемой радиационной опасности профессиональных работников и населения.

Глава 7

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КОНТАКТЕ ЧЕЛОВЕКА

С ИСТОЧНИКАМИ НЕИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 7.1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Система радиационной безопасности - это комплекс медико-био гических и инженерно-технических методов, средств и мероприят призванных обеспечивать оптимальные эргономические условия деят ности профессиональных работников, а также жизнь, здоровье и социа ное благополучие населения. Она включает ряд этапов подготовительн мероприятий, основным из которых является процесс установле соответствующих нормативов и принятие их в качестве законодатель актов. Конечным этапом системы радиационной безопасности являе собственно противорадиационная защита от ЭМ-излучений персонала! населения с помощью различных технических средств и способов.

Население может подвергаться воздействию ЭМИ от источников, чающих в эфир: РЛС, радио-, телевизионные антенны и даже высоковс ные линии электропередачи. Профессиональные работники наряду с облучением, которым может подвергаться население, облучаются источников, находящихся в помещении на предприятиях радиоэлектр ной промышленности, при производстве радиоизлучающих устрой обслуживании РЛС, радио- и телевизионных станций, от научно-исслв вательской и медицинской аппаратуры и т. д. Конечно, различные спе* радиочастотного диапазона требуют разного подхода к системе заи

При всей сложности дозиметрии, неопределенности пространстве распределения энергии индивидуальная и коллективная защита от радиочастотного диапазона гораздо проще, доступней и дешевле, защита от ионизирующих излучений [1341. С этим мнением можно сс ситься лишь в том случае, если не будет преувеличиваться опасность!

воздействия этого фактора. При обеспечении радиационной безопасности решаются следующие вопросы: при каких уровнях доз следует заищщать-ся, от чего и что защищать (все тело или его отдельные органы), каким образом защищаться и, наконец, оценить эффективность защиты. На первые вопросы была сделана попытка ответить в предыдущих главах; на последний вопрос предстоит дагь ответ. В общем виде алгоритм этих исследований выглядит следующим рбразом:

биологическая оценка ЭМИ (вредно или не вредно, качественная оценка);

поиск общих принципов (критериев), позволяющих количественно оценить зависимость доза-эффект (ответить на вопрос, насколько вредно, количественная оценка);

получение экспериментально и теоретически достоверных, социально оправданных значений ЭМИ для населения и персонала (оценить опасность для больших и малых групп людей);

в зависимости от степени вредности для разных групп населения провести поиск разумных (адекватных, научно обоснованных) способов профилактики и защиты;

оценка необходимости в технических средствах защиты, медицинской профилактики и лечения;

периодические эпидемиологические (санитарно-гигиенические) обследования населения, работников предприятий и участков контакта человека с источниками ЭМИ (оценка существующих мероприятий по радиационной безопасности). Строго научная оценка "вредности" изучаемого фактора ЭМИ из многих других факторов, его сопровождающих;

пропаганда социальной полезности и разъяснение диапазона вредности ЭМ-фактора.

В реальной жизни все эти аспекты решаются одновременно. Многие из них практически решены, однако, несмотря на это, исследователи вновь и вновь (с новых позиций) возвращаются к решению ряда вопросов и подчас к пересмотру старых установивпшхся положений. Особенно в последнее время ревизии подвергаются нормативы ЭМИ. Некоторые наши соображения мы высказали в предьщушей главе.

В настоящей главе кратко рассмотрены стандарты разных стран, возможности дозового подхода в оценке опасности ЭМИ, техника дозиметрии и технические аспекты защиты.

7.2. СТАНДАРТЫ РАЗНЫХ СТРАН

Основным элементом противорадиационной защиты следует считать Нормативы (стандарты). Правильно обоснованные, они позволяют не Только сохранить здоровье человеку, но и обеспечить достаточно надеж-ныйуровень работоспособности (эргономичность стшдартов), избежать ненужных психологических травм и в конечном счете принести выгоду обществу.

Наибольшее внимание ЭМ-фактору и его нормированию уделено в СССР, ПНР, ЧССР, США и Канаде. Прежде всего следует различать нор-