При взрывах бомб большой мощности огромное количество радиоактивных продуктов взрыва вылетает за пределы тропосферы[9] в стратосферу и выше. Оседание этих веществ на поверхность Земли продолжается несколько лет.

Рассмотрим круговорот радиоактивного изотопа Sr⁹⁰, который, накапливаясь в костной ткани, представляет собой наибольшую опасность для человека.

Выпадая вместе с дождями и снегом на поверхность Земли, Sr⁹⁰ преимущественно концентрируется в верхних слоях грунта. Отсюда через корневую систему он попадает в растения. Вместе с растением Sr⁹⁰ попадает в организм травоядных животных. Наконец, вместе с растениями, мясом и молоком животных он поступает в организм человека, где и откладывается в костной ткани.

Рис. 11. Схема путей циркуляции стронция - 90 из атмосферы в организм человека

Часть Sr⁹⁰, попавшая в водоемы (моря, озера, реки), активно сорбируется водорослями и планктоном, где концентрация его может в тысячи раз превышать концентрацию в воде. Но планктон - это питательная среда для рыб, крабов, моллюсков, а отсюда прямой путь в организм человека. В 1954 г. радиоактивность рыбы в прилегающих к месту взрыва участках океана была настолько высока, что часть ее приходилось уничтожать. За 9 месяцев в Японии был уничтожен улов рыбы, доставленный на 856 судах.

На рис. 11 схематически показаны пути, по которым Sr⁹⁰ попадает в организм человека. Значительное накопление этого элемента в организме опасно: распределяясь неравномерно в костях, он может вызвать в отдельных местах перерождение ткани и образование злокачественных опухолей.

Стремительный рост количества испытаний атомного и термоядерного оружия грозил человечеству лейкозом, раком и другими болезнями. Поэтому народы всего мира горячо приветствовали принятие в 1963 г. Московского договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой.

Уже подведены первые итоги подписанного в 1963 г. договора. Научно-исследовательскими институтами Академии медицинских наук СССР вместе с радиологическими группами санитарно-эпидемиологических станций Министерства здравоохранения СССР было установлено, что через год общая радиоактивность осадков уменьшилась в сотни раз по сравнению с периодом производства испытаний. За счет распада короткоживущих радиоактивных продуктов ядерных взрывов значительно снизился уровень внешнего дополнительного облучения человека. Постепенно начинает уменьшаться количество Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷ в организмах людей[10].

Значит ли это, что проблемы радиоактивных выпадений уже не существует? Нет, и вот почему.

Еще некоторое время будут выпадать продукты ранее произведенных взрывов. Кроме того, не все государства подписали Московский договор. Французское правительство заявило, например, о своем намерении продолжить испытания ядерного оружия. В конце 1964 г. стало известно про первый взрыв атомной бомбы в Китае, за которым последовали и другие.

Условием безопасной работы с радиоактивными изотопами и источниками ядерных излучений является соблюдение таких правил, при которых ни один работник не смог бы получить дозу облучения выше допустимой, т. е. такой, при действии которой в организме не возникает необратимых генетических и соматических изменений.

При установлении допустимого уровня облучения учитываются не только непосредственные последствия воздействия ионизирующей радиации, но и возможные отдаленные результаты - сокращение продолжительности жизни, возникновение лейкозов и других злокачественных новообразований, уменьшение способности к воспроизведению потомства и, наконец, генетические последствия, которые могут появиться у потомства облученных людей.

Многолетние наблюдения показали, что у народов, живущих в течение тысячелетий в местах с повышенным вдвое и больше уровнем фона естественной радиоактивности (например, на нагорьях Тибета и Перу), наследственных аномалий обнаруживается не больше, чем у народов других местностей. Это дает основание для вывода, что мощность дозы, соответствующая удвоенному уровню натурального фона, совершенно безопасна для человеческого организма и не наносит серьезного ущерба наследственным факторам.

Действующие в Советском Союзе санитарные правила[11] устанавливают, что допустимый уровень дополнительного облучения для населения (за исключением лиц, так или иначе связанных с работой с радиоактивными изотопами и источниками ядерных излучений) не должен превышать 80 - 90 мрад/год, т. е. не должен быть больше уровня натурального фона.

Таблица 5. Предельно допустимые мощности дозы и относительная биологическая эффективность различных видов ионизирующих излучений

Для лиц, работающих с радиоактивными изотопами и излучениями, установлены предельно допустимые мощности дозы различных видов ионизирующих излучений, указанные в табл. 5. Эти дозы примерно в 100 раз превышают уровень натурального фона. Для лиц, работающих по соседству с помещениями, в которых ведутся работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, но не занятых непосредственно на работах с изотопами и излучениями, предельно допустимый уровень облучения в 10 раз меньше - 10 мрад/неделю (для бета-, гамма- и рентгеновских лучей).

Указанные нормы приняты для облучения всего тела, гонад (половых органов), хрусталика и кроветворных органов. При облучении мышц, жировой ткани, печени, почек, желудочно-кишечного тракта предельно допустимые дозы облучения могут быть повышены в три раза, а при облучении кожи, щитовидной железы и костей - в шесть раз. Многочисленные эксперименты, проводившиеся на животных, а также контроль за здоровьем лиц, работающих с радиоактивными изотопами и излучениями, показывают, что такие дозы не вызывают в человеческом организме в течение длительного времени необратимых соматических и генетических изменений.

За последние 15 лет вопрос о предельно допустимых уровнях пересматривался дважды, так как по мере развития наших знаний о лучевых повреждениях и совершенствования методов экспериментальной техники было установлено, что прежние значения предельно допустимых уровней облучения завышены, так как они вызывали изменения (хотя и незначительные) в облученном организме. В результате тщательных исследований допустимый уровень был снижен с 1 рад/неделю до 0,1 рад/неделю, т. е. в 10 раз. Предельно допустимой концентрацией называется максимальная активность радиоактивного изотопа в единице объема или массы, поступление которой в организм естественными путями (с водой, пищей, воздухом) не создает в критических органах организма[12] или в организме в целом доз облучения, превышающих предельно допустимые. При этом, если только данный изотоп обладает свойством преимущественного накопления в тех или иных органах, обязательно должна учитываться доза в критическом органе. В санитарных правилах указаны предельно допустимые концентрации радиоактивных изотопов в воздухе, воде и пище.

Существуют разнообразные приборы, служащие для измерения внешнего облучения, т. е. дозы облучения, получаемого человеком от внешних источников. Но можно ли измерить дозу от радиоактивных изотопов, находящихся внутри организма, или по крайней мере определить, какие радиоактивные изотопы и в каком количестве находятся внутри человеческого организма?