Введение
Ядерный риск для здоровья человека
Горячая частица – это микроскопическая частица радиоактивного материала, которая может застревать в живых тканях и доставлять концентрированную дозу радиации в небольшую область. Распространенная теория утверждает, что горячие частицы внутри организма гораздо опаснее, чем внешние источники излучения, доставляющие ту же дозу радиации в рассеянном виде. Другие исследователи считают, что разница в риске между внутренними и внешними источниками излучения незначительна или отсутствует, полагая, что люди, вероятно, будут продолжать накапливать дозы радиации из внутренних источников даже после удаления из зоны воздействия и проведения дезактивации, независимо от относительной опасности дозы радиации от внутреннего источника по сравнению с эквивалентной дозой от внешнего источника. Эта теория получила наибольшую известность в дискуссиях о последствиях ядерных аварий, "грязных бомб" или радиоактивных осадков от ядерного оружия, которые могут распространять горячие частицы в окружающей среде. Современная модель оценки риска ICRP для радиационного воздействия основана на изучении жертв внешнего облучения, и критики утверждают, что она недостаточно точно оценивает риск, связанный с горячими частицами.
Атрибуты
Горячие частицы, содержащиеся в ядерных осадках, перенесенных на большие расстояния, имеют размеры от 10 нанометров до 20 микрометров, в то время как частицы в локальных осадках могут быть значительно больше (от 100 микрометров до нескольких миллиметров). Горячие частицы можно обнаружить с помощью счетчика Гейгера или авторадиографией, то есть по помутнению рентгеновской пленки. Их возраст и происхождение можно определить по изотопному составу. Из-за малого размера горячие частицы могут быть проглочены, вдыхаемы или проникнуть в организм иным путем. Попав в организм, клетки, расположенные в непосредственной близости от горячей частицы, могут поглощать большую часть ее излучения и подвергаться очень продолжительному и концентрированному облучению. В отличие от этого, внешний радиоактивный источник, доставляющий такое же общее количество радиации всему телу, оказывает относительно небольшую дозу на каждую отдельную клетку.
Оценка риска для здоровья
Комитет по изучению радиационных рисков внутренних излучателей (CERRIE), созданный правительством Великобритании, провел трехлетний независимый экспертный обзор рисков для здоровья, связанных с внутренними излучателями (то есть горячими частицами), и опубликовал свои выводы в 2003 году. Исследование не привело к достижению консенсуса, однако большинство членов комитета пришли к заключению, что существующая модель оценки рисков ICRP, несмотря на то, что она в значительной степени основана на исследованиях выживших после внешнего облучения, адекватно оценивает риск, связанный с горячими частицами, и что любые различия между внутренним и внешним излучением достаточно учитываются установленными параметрами в физиологических моделях (относительная биологическая эффективность, кинетические факторы); то есть, внутреннее излучение не представляется значительно более опасным, чем эквивалентное количество внешнего облучения. Тем не менее, они отметили значительную неопределенность в оценках доз для внутренних излучателей, особенно в отношении менее распространенных радионуклидов, таких как 239Pu и 241Am, и даже более распространенных, таких как 90Sr. Два из двенадцати членов не согласились с общими выводами, в частности Кристофер Басби, сторонник спорных физико-биологических механизмов, таких как теория второго события и теория фотоэлектрического эффекта, посредством которых, по его мнению, опасность проглоченных частиц может быть значительно увеличена. Другое исследование в значительной степени подтверждает выводы CERRIE, хотя и подчеркивает недостаток полезных данных, существенную неопределенность в отношении их точности и наличие свидетельств, указывающих как минимум на некоторое умеренное "усиление клеточной трансформации при воздействии горячих частиц".
Происхождение
Горячие частицы, попадающие в окружающую среду, могут образовываться в ядерных реакторах или в результате ядерных взрывов. Чернобыльская катастрофа была крупным источником горячих частиц, поскольку была нарушена целостность активной зоны реактора, но они также попадали в окружающую среду из-за незаконного захоронения низкоактивных отходов на объекте Дунери. Они также являются компонентом чёрного дождя или других радиоактивных осадков, образующихся при детонации ядерного оружия, включая более 2000 ядерных испытаний, проведённых в середине XX века. Нерадиоактивные вещества могут становиться радиоактивными главным образом в результате нейтронной активации, хотя возможны и другие реакции; эта искусственно индуцированная радиоактивность может распространяться с горячими частицами. Ядерные испытания времён холодной войны включали испытания безопасности, при которых делящийся материал не взрывался, но иногда рассеивался, в том числе в виде паров плутония, аэрозолей плутония различных размеров, частиц оксида плутония, частиц, покрытых плутонием, и крупных кусков конструкционных материалов, загрязнённых плутонием, что приводило к образованию горячих частиц. Распространённые дефекты ядерного топлива могут приводить к образованию "топливных блох", которые можно обнаружить на некоторых предприятиях, занимающихся переработкой отработавшего ядерного топлива.