Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Разработка и применение инструментальных методов ретроспективного определения накопленных поглощенных доз облучения всего тела и отдельных органов жителей территорий, загрязненных после аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) являются актуальной научно-практической задачей в связи с тем, что существующие оценки накопленных доз являются, в основном, результатами весьма консервативных расчетов по математическим моделям и, соответственно, требуют инструментальной верификации.
Корректные оценки доз облучения населения необходимы для
дозиметрической поддержки радиационно-эпидемиологических
исследований, а также для обеспечения дозиметрической информацией при принятии решений медицинского и социально-экономического характера в рамках задач по социально-экономической и медицинской реабилитации населения, проживающего на загрязненных территориях.
В настоящее время все более широкое применение получают физические и биологические инструментальные методы ретроспективной дозиметрии, применяемые для восстановления накопленных доз внешнего облучения в результате неконтролируемых радиационных воздействий на человека.
В данной работе в качестве таких методов разработаны и применены методы люминесцентной ретроспективной дозиметрии (ЛРД), термолюминесцентной (ТЛ) и оптико-стимулированной (ОСЛ) дозиметрии по кварцсодержащим объектам окружающей человека среды. Для этого использованы кварцевые включения в кирпичи строений, находящихся на загрязненных радионуклидами территориях. Фактически кварцевые включения в кирпичах служат естественными накапливающими дозиметрами.
Полученные методами ТЛ/ОСЛ результаты измерений величин накопленных поглощенных доз внешнего облучения в кварцевых включениях использованы для верификации поглощенных доз, оцененных с помощью математических моделей. Далее, после проведенной верификации результаты работы были использованы для расчетов индивидуальных доз облучения лиц с установленными диагнозами "рак молочной железы", включенных в пилотное радиационно-эпидемиологическое исследование по технологии "случай-контроль", проводимое на загрязненных территориях Брянской области.
Пересчет результатов дозиметрических измерений кварцевых включений в кирпичах к дозам облучения людей осуществлен с помощью соответствующих конверсионных коэффициентов, которые вычислены для реальных ситуаций, характеризующих основные факторы дозообразования при внешнем облучении человека, находящегося на радиоактивно
загрязненной территории. Расчет этих конверсионных коэффициентов проведен с помощью метода стохастического моделирования (метод Монте-Карло) процессов прохождения ионизирующего излучения через вещество с учетом реальной геометрии облучения.
После проведения инструментальной верификации расчетной модели индивидуализация поглощенных доз внешнего облучения лиц, обследованных в рамках пилотного радиационно-эпидемиологического исследования, осуществлена с помощью индивидуальных дозиметрических опросников, а оценка неопределенностей индивидуальных доз проведена методом стохастического варьирования значений входящих в расчетную модель параметров в соответствии с эмпирически установленными статистическими распределениями величин этих параметров. Цель исследования.
Разработать и применить на территориях Брянской области, загрязненных радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС, высокочувствительные инструментальные методы реконструкции поглощенных доз внешнего гамма-облучения с использованием методик люминесцентной дозиметрии и стохастического моделирования с целью использования этих методов для верификации расчетных моделей оценки доз, а также для последующего применения результатов инструментальной верификации при расчетах индивидуальных доз облучения лиц с диагнозами "рак молочной железы", включенных в пилотное радиационно-эпидемиологическое исследование по технологии "случай-контроль", проводимого на загрязненных территориях Брянской области. Задачи исследования.
1. В экспедиционных условиях отработать методологию пробоотбора и
собрать кварцсодержащие образцы кирпичей из стен зданий для
последующего анализа; провести необходимое документирование мест отбора
образцов и самих образцов; измерить мощности доз гамма-излучения в
воздухе, собрать образцы почвы для последующих гамма-спектрометрических
измерений.
-
Разработать и реализовать технологию выделения и обработки кварцевых фрагментов в кирпичах зданий и соответствующих ТЛ/ОСЛ дозиметрических измерений естественных кварцевых включений с целью достижения чувствительности метода не ниже 20 мГр по величине накопленной дозы.
-
Разработать и реализовать методику оценки доз фонового излучения в кварцевых включениях за счет естественных радионуклидов и космического излучения.
-
Провести международное интерсличение разработанного метода ЛРД с использованием кварцсодержащих образцов, отобранных на загрязненных территориях Брянской области.
5. Провести верификацию расчетных доз внешнего облучения людей с
использованием данных метода ЛРД и величин конверсионных
коэффициентов для перехода от поглощенных доз в кварцевых включениях к
дозам облучения людей, рассчитанных с помощью метода стохастического
моделирования.
6. По результатам инструментальной верификации расчетных доз с
использованием данных индивидуальных дозиметрических опросников
провести расчеты индивидуальных доз облучения лиц с диагнозами "рак
молочной железы", включенных в пилотное радиационно-
эпидемиологическое исследование по технологии "случай-контроль",
проводимое на загрязненных территориях Брянской области.
Научная новизна.
1 .Впервые разработан комплекс методик ЛРД:
-разработана и реализована в полевых условиях на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области методика пробоотбора кварцсодержащих образцов;
-разработана методика подготовки и измерений отобранных образцов методами ЛРД (ТЛ/ОСЛ) для определения накопленных поглощенных доз (с разделением на фоновую дозу и дозу, обусловленную аварийным облучением) в кварцевых включениях с чувствительностью по величине накопленной поглощенной дозы внешнего гамма-излучения не ниже 20 мГр. 2.Впервые проведено успешное международное интерсличение разработанного метода ЛРД с использованием кварцсодержащих образцов, отобранных на загрязненных территориях Брянской области. 3.Впервые проведена верификация расчетных доз внешнего облучения с использованием данных метода ЛРД и величин конверсионных коэффициентов, рассчитанных с помощью метода стохастического моделирования, для перехода от поглощенных доз в кварцевых включениях к дозам облучения людей. Практическая значимость.
І.По результатам инструментальной верификации расчетных методов ретроспективной дозиметрии и с использованием данных индивидуальных дозиметрических опросников выполнены расчеты индивидуальных доз облучения лиц с диагнозами "рак молочной железы", включенных в пилотное радиационно-эпидемиологическое исследование по технологии "случай-контроль", проводимое на загрязненных территориях Брянской области. 2.Разработанный комплекс методик ЛРД может быть использован при оценке последствий облучения людей в случае экстремальных обстоятельств, вызванных потенциально возможными крупномасштабными радиационными авариями.
Основные положения, выносимые на защиту.
-Разработанная методика отбора кварцсодержащих образцов, подготовки и последующих измерений собранных образцов с применением ТЛ/ОСЛ стимуляции люминесцентного излучения для определения накопленных поглощенных доз внешнего облучения (с разделением на фоновую дозу и дозу, обусловленную аварийным облучением) обеспечивает возможность оценки накопленных доз с чувствительностью по величине накопленной поглощенной дозы внешнего гамма-излучения не ниже 20 мГр - даже через 15-20 лет после аварии на ЧАЭС. Это позволяет применять данную методику и в иных потенциально возможных радиационных инцидентах. -Успешное международное интерсличение разработанного метода ЛРД с использованием кварцсодержащих образцов, отобранных на загрязненных территориях Брянской области, и верификация расчетных доз внешнего облучения жителей загрязненных территорий с использованием данных метода ЛРД и конверсионных коэффициентов, рассчитанных с помощью метода стохастического моделирования, показали валидность метода ЛРД для его применения с целью ретроспективной дозиметрии. Апробация работы.
Апробация диссертации состоялась 3 сентября 2008г. (протокол № 228) на научно-практической конференции экспериментального радиологического сектора ГУ - Медицинский радиологический научный центр РАМН. Публикации.
Материалы диссертационной работы отражены в десяти опубликованных работах, в том числе в 7 журналах, рецензируемых ВАК МОиН РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 41 рисунок и список литературы из 52 наименований.
