Врамках ответственности за производство и испытание ядерного оружия Министерство энергетики (МЭ) и предшествующие ему ведомства (Комиссия по ядерной энергии (КЯЭ), 1947-1974 гг.; Управление по энергетическим исследованиям и разработкам, 1974-1977 гг.) отвечали за обеспечение того, чтобы работники не подвергались воздействию излучения свыше допустимой величины. Кроме того, Министерство энергетики отвечало за соблюдение так называемого принципа ALARA, под которым понимается, что уровень радиационного воздействия должен быть "предельно разумно достижимым низким" ("As Low As Reasonably Achievable") при наличной технологии.

Целью ограничения доз радиационного воздействия и принципа ALARA является защита здоровья персонала путем ограничения экспозиционной дозы. Однако, если экспозиционная доза измеряется неправильно, то невозможно обеспечить ни выполнение инструкций по контролю за радиационным воздействием, ни следование принципам. Специалисты по наблюдению и контролю за здоровьем персонала могут быть не осведомлены о тех случаях, когда уровень облучения работников превышает норму. Заболевания, риск возникновения которых при этом повышается, могут оказаться незамеченными, что нанесет ущерб работникам и их семьям. Медицинские исследования, основанные на данных по дозам облучения персонала, дадут дезинформирующие результаты, поскольку учетные записи по дозам будут неполными и знания о них будут неточными.

С начала атомной эры до 1989 г. дозы облучения в результате воздействия радиоактивных материалов, попавших в организм работников при вдыхании или с пищей, не вычислялись и не включались в учетные записи по дозам облучения персонала. Это было раскрыто Министерством энергетики в рабочих материалах, посланных IEER 7 апреля 1997¹. МЭ и предшествующие ему ведомства все-таки проводили измерения внутренней дозы облучения от радиоактивных материалов, в основном, по анализам мочи. Однако эти измерения не были систематичны (см. ниже). После середины-конца 60-х годов стали выборочно использоваться более усовершенствованные детекторы излучения, осуществляющие прямые замеры радионуклидов в организме работников. По инструкциям, МЭ не должно было вычислять дозы облучения персонала, оно должно было только вести учет того, подвергались ли работники внутреннему облучению в результате воздействия превышающих определенные количества радионуклидов.

Отсутствие исторических данных по дозам внутреннего облучения в учетных записях по дозам облучения персонала имеет серьезные последствия в отношении государственной политики по вопросам здравоохранения, научных исследований вопросов радиационного риска и, более всего, для более полумиллиона работников (и их семей), которые, начиная с Манхэттенского проекта, участвовали в создании и испытании ядерных боеголовок в США. В 1989 г. МЭ начало исправлять эту историческую ошибку, начав программу по интеграции доз внутреннего и внешнего облучения персонала.

Пределы экспозиционных доз

Пределы допустимых экспозиционных доз с годами менялись, и в целом, по мере того, как увеличивающиеся знания о рисках заболевания раком в результате облучения указывали на то, что угроза, которую представляет облучение, -значительно больше, чем предполагалось ранее, наблюдалась тенденция к их понижению. Для того чтобы гарантировать, что персонал не подвергается вредному воздействию свыше нормы, необходимо должным образом контролировать наиболее важные пути этого воздействия. Необходимо также учитывать, что ионизирующее излучение оказывает воздействие на людей различными путями.

В случае, когда мы имеем дело только с внешней радиацией, измерение дозы облучения персонала проводится пленочными дозиметрами (небольшие фотопластины, чувствительные к гамма- и бета-излучению) или термолюминесцентными дозиметрами (ТЛД - устройства многократного использования, замеряющие внешнее гамма- и бета-излучение). Эти устройства могут измерять экспозиционную дозу, которую получает работник, но не величину радиации, попавшей внутрь организма при вдыхании, с пищей или каким-либо иным путем.

Внутреннее радиационное облучение возникает, когда радиоактивные материалы попадают внутрь организма и распадаются там, облучая близлежащие ткани. Внутреннее облучение зачастую более направлено на конкретные органы, чем внешнее. Если радионуклиды оседают в конкретных частях тела, таких, например, как легкие или кости, эти участки подвергаются значительно большему облучению, чем другие. Риск внутреннего облучения высок на тех рабочих местах, где воздух загрязняется радиоактивными материалами или пылью, что часто имело место на различных ураноперерабатывающих комбинатах и на урановых шахтах. Рабочие также могут подвергаться воздействию внутреннего облучения в результате попадания радиоактивного материала через пищеварительную систему (например, если радиоактивные материалы попадают в рот из воздуха) или через раны и порезы.

Вероятность внутреннего облучения ниже в тех ситуациях, когда радиоактивный материал тем или иным путем изолирован от рабочей среды, например, при использовании перчаточных боксов. Однако, если в этих ситуациях происходит авария или если оборудование, такое как вентиляционные системы или перчаточные боксы, неисправно или находится не в должном рабочем состоянии, тогда рабочие могут также подвергнуться внутреннему радиационному воздействию.

На протяжении почти всего периода производства атомного оружия всегда устанавливались пределы допустимых доз облучения от источников как вне организма, так и внутри него. Некоторые современныеограничения регулируют совокупную внешнюю и внутреннюю дозу облучения, тогда как в прошлом ограничения накладывались конкретно по каждому органу, такому как легкие. Так, до 1958 г. предел допустимой дозы облучения легких составлял 15 бэр в год для персонала предприятия или населения за пределами объекта, в 1959 же г. это значение для населения за пределами объекта было понижено до 1,5 бэр.

Мониторинг не состоялся

Седьмого апреля 1997 г. IEER получил рабочие материалы из отдела МЭ по программам защиты персонала и обращению с опасными веществами, в которых четко было сказано то, о чем IEER подозревал уже несколько лет:

Таким образом, хотя содержание радионуклидов внутри организма работников и контролировалось, эти данные не переводились в оценки радиационных доз; а оценки радиационных доз, соответствующие содержанию радионуклидов в организме, не вносились в учетные записи по дозам облучения персонала.

Хотя по инструкциям не требовалось фактически вычислять дозу облучения персонала, отсутствие оценки доз внутреннего облучения в учетных записях по дозам облучения персонала означает, что учетные записи по дозам работников, подвергавшихся риску внутреннего облучения, являются неполными, неточными и дезинформирующими. Степень неполноты и неточности будет отличаться от работника к работнику, от одного исторического периода к другому и от предприятия к предприятию. Но общий результат один - большое число работников получали информацию о своих дозах облучения, в которой фактические дозы облучения систематически занижались.

Другое последствие неполноты учетных записей по дозам внутреннего облучения, которые велись до 1989 г., состоит в том, что в судебных делах, связанных с компенсациями рабочим, получившим дозы внутреннего облучения, аргументы МЭ и его подрядчиков, по-видимому, были основаны на неполных данных, в которых уровни облучения недоучитывались. Таким образом, во многих случаях против рабочих могли быть вынесены несправедливые решения. В настоящее время вопрос относительно того, сознательно ли МЭ и предшествующие ему ведомства не учитывали информацию о дозах внутреннего облучения при разборе некоторых дел, связанных с компенсациями работникам, остается открытым, но задать его представляется правомерным.

Хотя невозможно точно оценить, какая часть из 500 000-600 000 рабочих, работавших на МЭ, подвергались риску облучения свыше допустимых пределов, мы констатируем, что на предприятии по переработке урана в штате Огайо, известном как "предприятие в Ферналде", большая часть персонала в первые годы подвергалась риску. Фактически, в 1955 г., который был наиболее тяжелым в отношении уровня облучения работников, по оценкам IEER, 90 % работников подвергались облучению свыше предельно допустимой дозы в 15 бэр для легких².

Есть ряд других прямых последствий существенной неполноты учетных записей по дозам облучения:

• Дозы внутреннего облучения работников урановых предприятий в некоторых случаях могли привести к отравлению тяжелыми металлами, особенно в отношении почек. Такие случаи можно было бы лучше обнаружить, если бы информация по дозам внутреннего облучения была включена в учетные записи по дозам облучения.
• В некоторых случаях ошибочные медицинские диагнозы могли быть результатом того, что учетные записи по дозам облучения были неполны.
• Во многих случаях меры по улучшению условий на рабочих местах, по-видимому, принимались с запозданием или вообще не принимались, поскольку в учетных записях по дозам не указывалось превышение допустимого уровня облучения.

В период до середины - конца 60-х годов проблема стояла наиболее остро по двум причинам. Во-первых, есть указания на то, что это было время, когда условия на рабочих местах были наиболее грязными и когда рабочие подвергались наибольшему риску воздействия. Это наблюдение нельзя использовать, чтобы сделать заключение по конкретным работникам или даже конкретным предприятиям. Однако на сегодняшний день большая часть данных, исследованных нами, показывает, что по разным причинам уровни воздействия в этот период были, как правило, наивысшими.

Во-вторых, в этот период времени еще не было приборных методик, обеспечивающих прямые измерения содержания радионуклидов в организме. Пороговые дозы устанавливались для содержания радионуклидов в моче. До тех пор, пока содержание определенных радионуклидов было ниже этих пороговых концентраций, уровень задержания в организме радиоактивного вещества и дозы облучения персонала считались ниже максимально допустимых пределов. После того, как в начале 60-х появились счетчики радиоактивности для легких и по всему телу, некоторое время их не использовали. Даже после того, как их стали использовать, например в Ферналде в 1968 г., измерения концентраций радионуклидов в моче продолжали оставаться основным методом контроля дозы внутреннего облучения.

К сожалению, процедура мониторинга, принятая МЭ и его подрядчиками, была полна недостатков. Анализ учетных записей по дозам облучения в Ферналде, проведенный IEER в 1985 г., выявил следующие проблемы:

• Содержание радионуклидов в легких, вычисленное из данных анализов мочи, постоянно недооценивалось из-за ошибочных предположений по поводу отношения количества урана в моче к его количеству в тканях легких.
• В анализах мочи контроль велся не по всем радионуклидам.
• Мониторинг анализов мочи обычно проводился слишком редко, чтобы дать точное определение содержаний радионуклидов в организме и их изменений со временем. Поскольку многие химические формы радионуклидов выводятся относительно быстро, дозы, полученные при авариях или других случайных, но высокоуровневых облучениях, вероятнее всего, не обнаруживались при редком мониторинге. Более того, во многих случаях измерения по анализам мочи проводились настолько редко, что даже химические формы с относительно долгим периодом полувыведения вряд ли были бы точно обнаружены. В результате этого низкие содержания радионуклидов в моче не обязательно соответствовали низким уровням облучения, а просто отражали больший промежуток времени между попаданием радионуклида в организм и забором анализов мочи (или показаний счетчиков по легким).
• Растворимость состава, попадавшего в организм при вдыхании или с пищей, не определялась, а если была известна, то не регистрировалась.
• Отношение времени забора мочи к времени облучения в большинстве случаев неизвестно.

В результате всех этих факторов предположение, что если концентрация радионуклида в моче была ниже порогового уровня, то и доза была ниже допустимых пределов, научно необоснованно. Даже когда фактические дозы были ниже допустимых пределов, необходимо было внести данные по внутренним дозам облучения в учетные записи, а также соответствующим образом добавить их к показаниям по внешним дозам.

Дозы облучения для конкретных органов и для тела в целом

Радиационные нормы предусматривают ограничение дозы облучения как для отдельных органов, так и для тела в целом. Рассмотрим, например, дозы облучения для легких. Легкие могут подвергнуться радиационному воздействию от источников гамма-излучения, находящихся вне организма, в результате чего дозы облучения будут, по существу, равны дозам облучения других органов в организме. Они также могут подвергаться радиационному воздействию от радионуклидов, попавших в организм при вдыхании. Для того чтобы обеспечить соблюдение предельной дозы облучения легких, составлявшей с 50-х годов до 80-х 15 бэр, МЭ и его подрядчики должны были учитывать только данные по внутреннему содержанию радионуклидов в организме. (Однако, как мы уже указывали, до 1989 г. внутренние дозы по этим данным не вычислялись.) В большинстве случаев, как, например, на предприятии в Ферналде, дозы по легким выводились из результатов замеров урана в моче. Если находили, что его содержание ниже допустимых концентраций, то ограничение в 15 бэр/год считалось соблюденным.

С конца 80-х годов в нормативно-правовой практике стали применяться "полувековые эффективные эквивалентные дозы"³. В этой модели "эффективная доза" рассчитывается путем умножения доз облучения, полученных отдельными органами или тканями, такими как щитовидная железа, костные ткани или легкие, на весовой коэффициент, который отвечает за относительную вероятность летального исхода от раковых заболеваний, полученных в результате радиационного воздействия на конкретный орган. Это позволяет рассматривать вместе радиационное воздействие на один орган и радиационное воздействие на организм в целом. Далее, дозы внутреннего облучения органов рассчитываются на основе полувековой ожидаемой дозы, т.е. всей дозы, полученной органом в результате воздействия радионуклида в течение 50 лет (в большинстве случаев основную часть дозы орган получает в течение нескольких лет). Эти два понятия, "эффективная эквивалентная доза" и "полувековая ожидаемая доза", были объединены, и так возникла "ожидаемая эффективная эквивалентная доза". При выработке правил и норм полная полувековая ожидаемая доза приписывается к тому году, когда радионуклид попадает внутрь организма. Но даже при этой новой практике дозы, получаемые органами в результате внутреннего радиационного воздействия, должны быть известны, поскольку без этих данных нельзя рассчитать правильную эффективную эквивалентную дозу. Это изменение в инструкциях, требующее расчета эффективной эквивалентной дозы, заставило МЭ начать двигаться в сторону политики объединения доз внутреннего и внешнего облучения.

Хотя отсутствие точных научных методик до середины 60-х годов могло препятствовать точной оценке доз внутреннего облучения, дозы можно было вывести из данных по анализам мочи и включить их в учетные записи по дозам, чего сделано не было. Начиная со второй половины 60-х годов КЯЭ и ее подрядчики могли сделать относительно точные оценки доз облучения персонала, но опять-таки не сделали этого. Похоже, что до тех пор, пока холодная война не начала постепенно ослабевать, ведомственная точка зрения, поставившая производство оружия над интересами окружающей среды, отводила второе место и надежным учетным записям доз облучения персонала.

Последствия недооценки доз облучения

Недооценка доз внутреннего облучения - это не только плохая практика охраны здоровья персонала. Она также создает проблемы при эпидемиологических исследованиях. Оценка медицинских рисков в результате радиационного воздействия требует проведения тщательной эпидемиологической работы, а для этого необходимы исследования, основанные на надежных данных относительно доз облучения различных групп работников.

В исследованиях с дифференциацией по контингентам, к примеру, проводится сравнение состояния здоровья людей, подвергшихся различной степени радиационного воздействия. Такие исследования обычно проводятся среди совокупностей работников, и они помогают оценить риск воздействия радиационного излучения (или других факторов, вызывающих заболевания). Однако, если учетные записи по дозам облучения персонала искажены вследствие того, что решающая компонента дозы не была включена, то работники с высокими дозами облучения могут перемешаться с работниками, получившими низкую дозу, так что статистический контроль станет невозможным.

Например, в исследованиях, в которых учитываются только внешние воздействия, работники с низкой дозой внешнего облучения будут отнесены к одной группе, а с высокой дозой внешнего облучения - к другой. Если бы некоторые или все работники из группы с низким уровнем внешнего облучения получили более высокие дозы внутреннего облучения, чем работники из группы с высоким уровнем внешнего облучения, тогда исследование бы проводило сравнение одних работников с высоким уровнем облучения с другими работниками также с высоким уровнем облучения⁴. Такое исследование будет некорректным с тенденцией к недооценке рисков. И наоборот, если бы группа с высоким уровнем внешнего облучения получила еще большие дозы внутреннего облучения, исследование тоже было бы некорректным с тенденцией к преувеличению радиационного риска.

В рабочих материалах, присланных МЭ в апреле 1997 г., также указывается, что, хотя оценка риска для персонала основывается на дозе облучения, накопленной в течение всей жизни, учетные записи о дозе, накопленной в течение жизни, тщательно не велись. Если учетные записи о дозах не передаются от одного подрядчика на предприятии к другому или - когда работники меняют место работы - от предприятия к предприятию, то здоровье персонала, а также здоровье всего населения ставится под угрозу, поскольку становится невозможным точно проследить медицинские последствия радиационного воздействия на рабочих местах. И, конечно же, это является еще одним затрудняющим фактором при выполнении эпидемиологических исследований и оценки радиационного риска.

Данные по внешнему радиационному воздействию

Состояние данных по внешнему радиационному воздействию также нуждается в тщательной проверке. МЭ признало следующие проблемы⁵:

• Данные по внешнему радиационному воздействию зачастую неполны и ненадежны.
• Первичные данные по дозам облучения и электронные версии этих данных (которые часто используются исследователями в их работах) не всегда согласуются.
• В некоторых случаях в учетных записях по дозам облучения персонала значится, что доза облучения была равна нулю, независимо от действительных показаний дозиметра.

Наконец, было проведено очень мало измерений воздействия на персонал нерадиоактивных опасных материалов. Однако мы знаем, исходя из существа работы, проводившейся на военных атомных предприятиях, что многие работники подвергались воздействию или риску воздействия кислот, органических растворителей, бериллия, фтора и фторидов, а также тяжелых металлов.

В результате всех этих проблем мы можем сделать вывод, что знания о дозах облучения на рабочих местах при производстве атомного оружия и его испытании были неудовлетворительны и что результаты, по крайней мере некоторых эпидемиологических исследований, вероятно, будут дезинформирующими. В настоящее время невозможно сказать, какие медицинские последствия могут быть выявлены, если провести надлежащие исследования. Но мы с уверенностью можем сказать, что для большого числа работников дозы радиационного воздействия были выше, чем дозы, которые явно следуют из их учетных карточек, поскольку до 1989 г. дозы внутреннего облучения не учитывались и поскольку было много пробелов в других учетных записях по дозам.