A radioaktív sugárzások biológiai hatásai

A radioaktív sugárzások külső és belső sugárterhelést okozhatnak. Külső sugárterhelés esetén a sugárforrás a szervezeten kívül helyezkedik el, és innen károsítja a szervezetet. Az első megfigyelt, sugárzás hatására bekövetkező károsodást is külső terhelés okozta: maga Becquerel 1901-ben tapasztalt bőrpírt saját kezén.

Belső sugárterhelés akkor alakul ki, ha a sugárzó anyag valamiképp bejut a szervezetbe, és belülről károsítja azt. A bejutás történhet belélegzéssel, lenyeléssel, bőrön át való felszívódással, illetve sérülések esetén a véráramba kerülve. Ilyen eseteket is megfigyeltek már a XX. század első évtizedeiben.

A szervezetet ért radioaktív sugárzás a testszövetben azonnal fizikai és kémiai folyamatokat indít el. Ezek a folyamatok pillanatok alatt lejátszódnak, és hatásukra a szövet atomjai, molekulái gerjesztődnek, ionizálódnak. Ennek következtében a sejtekben biológiai változások következnek be: károsodik a sejt anyagcseréje és a DNS-molekula, illetve a sejt el is pusztulhat. A biológiai folyamatok esetleg csak évekkel a besugárzás után mutatkoznak meg.

A sugárzás biológiai károsítása alapján ún. determinisztikus (meghatározott) és sztochasztikus (véletlenszerű) hatásokat különböztetünk meg.

 

Determinisztikus hatás

Ha az emberi szervezetet egy bizonyos küszöbdózisnál nagyobb dózis éri, rövid idő után megjelennek az ún. sugárbetegség tünetei, melynek súlyossága a besugárzás mértékétől függ. A sugárbetegség kezdeti tünetei általában: égési sérülésekhez hasonló sebek, hányás, hasmenés, láz. Kisebb dózisok esetén a vérképző szervek károsodnak, nagyobb dózisoknál pedig az emésztőrendszer, végül az idegrendszer is. A sugárbetegség lefolyása során négy szakasz követi egymást: kezdeti, nyugalmi, kritikus és a lábadozási szakasz. Az egyes stádiumok súlyossága és időtartama a dózis nagyságától függ.


                        
A dózis-hatás görbe

Sztochasztikus hatás

A sztochasztikus hatás jellemzője, hogy csak évekkel, vagy akár nemzedékekkel később jelentkezik, és hogy nincs küszöbdózis, azaz a biológiai hatás valószínűsége a dózissal nő. A becslések szerint minden sievert-nyi egyenérték dózis a halálos kimenetelű rákos megbetegedés valószínűségét 5%-kal emeli.

Ide tartoznak a sugárzás által kiváltott rákos megbetegedések, és a mutációk hatásaként jelentkező genetikai hatás. Az ilyen megbetegedéseknél nagyon fontos, hogy bekövetkezésük csak valamilyen valószínűséggel jellemezhető, azaz nem mondható meg az, hogy azonos dózist elszenvedő egyének közül ki lesz rákos, csak az, hogy közülük várhatóan hányan betegednek meg. Kialakult rákos megbetegedés vagy genetikai károsodás esetén pedig általában nem lehet egyértelműen eldönteni, hogy az illető a sugárzás miatt lett-e beteg, vagy valamilyen más hatás következtében.
    A sztochasztikus hatásokra vonatkozó dózis-hatás görbe

Érdemes külön kiemelni a pajzsmirigy-megbetegedéseket, a csernobili baleset sztochasztikus hatásaként ugyanis mindeddig csak ezek megnövekedését sikerült kimutatni. A baleset során nagy mennyiségű radioaktív jód került a levegőbe, amely egyrészt közvetlenül belélegezve, másrészt a talajra ülepedés után a táplálékláncba kerülve és a tehéntejjel elfogyasztva okozott jelentős belső sugárterhelést. A pajzsmirigy ugyanis nem tud különbséget tenni radioaktív és inaktív jódizotóp között, és mindkettőt ugyanúgy beépíti. A jódhiányos étrend miatt a pajzsmirigy igen sok radiojódot tudott felvenni, különösen kisebb gyermekek esetében.

Sugárbetegségek a csernobili atomerőműbaleset következtében Ukrajnában

A baleset következményeként akut sugárbetegséget az erőmű alkalmazottai és a tűzoltók körében tapasztaltak, a lakosság körében nem. A baleset során ketten veszítették életüket: egyiküket a robbanás ölte meg, a másik személy pedig koszorúér-trombózist kapott. A harmadik elhalálozás másnap reggel történt, égési sérülések miatt. A következő egy hétben további 28 személy veszítette életét égési sérülések vagy súlyos sugárbetegség miatt, így adódik a baleset 31 közvetlen halálos áldozata. 2005 közepéig kevesebb, mint ötven haláleset köthető közvetlenül a balesethez. Ezek többsége olyan likvidátorok esete, akik nagyon magas dózisnak voltak kitéve. Legtöbben gyakorlatilag hónapokon belül elhunytak, de olyan is volt, aki 2004-ben hunyt el.

Összesen 499 személyt figyeltek meg sugárbetegség gyanúja miatt, közülük végül 237-nél diagnosztizáltak akut sugárbetegséget, őket kórházba szállították. Betegségük időbeli lefolyása és súlyossága az általuk kapott dózistól függött. Ez alapján a megbetegedetteket négy csoportba lehet sorolni:

Becsült dózis (Gy)
Betegek száma
Halálesetek száma
6 - 16
4 - 6
2 - 4
<2
21
21
55
140
20
7
1
0
Összesen:
237
28

   A legnagyobb sugárzásnak kitett (6-16 Gy) személyeknél a besugárzás után 15-30 perccel már jelentkeztek a betegség első tünetei, főként hányás, láz. Az ebbe a csoportba tartozó 21 személy közül 20-an vesztették életüket súlyos, fájdalmas betegség után.

A kisebb sugárterhelést elszenvedőknél a tünetek kevésbé voltak súlyosak és nem jelentkeztek ilyen rövid idő alatt. A legsúlyosabb tünet általában a külső sugárterhelés miatti égési sérülések voltak. A 2 Gy-nél kisebb dózist kapottak között nem történt elhalálozás.

A sugárbetegségban szenvedőknél minden lehetséges orvosi beavatkozást megtettek, több-kevesebb sikerrel. A 4 Gy-nél nagyobb dózist kapott betegeknél 13 esetben hajtottak végre csontvelő-átültetést, a vérképző szervek károsodása miatt. Közülük 11-en haltak meg, mielőtt az új csontvelő elláthatta volna feladatát.

A csernobili atomerőműbaleset késői hatásai

A baleset hosszútávú egészségügyi hatásairól rengeteg, egymásnak teljesen ellentmondó elemzés látott napvilágot. Jelenlegi adatok szerint "csak" a pajzsmirigy-rákos esetek számának baleset miatti növekedése bizonyítható a szennyezett területeken. Ezen kívül a baleset káros pszichológiai hatása sem kérdéses.

A lakosság sugárterhelése alapján készült előzetes becslésekhez képest a pajzsmirigy-megbetegedések a vártnál hamarabb jelentkeztek, és kisebb számban. Gyógyíthatóságuk viszont a vártnál (80-90%) rosszabb, gyakran tapasztalnak áttéteket, főként a tüdőben. 1996-ig három gyermek hunyt el pajzsmirigyrákban a táblázatban szereplők közül.

A gyermekkori pajzsmirigyrák előfordulása és gyakorisága az érintett területeken

 
1981 - 85
1986 - 90
1991- 94
 
Esetek száma
Arány
(milliónként)
Esetek száma
Arány (milliónként)
Esetek száma
Arány
(milliónként)
Fehéroroszország
3
0,3
47
4
286
30,6
Ukrajna
25
0,5
60
1,1
149
3,4
Oroszország
0
0
3
1,2
20
10

   Az elemzések szerint az emelkedésben részben az érintett gyermekeknek az eddiginél sokkal gyakoribb orvosi felülvizsgálata is szerepet játszik. Ezen kívül azt is meg kell említeni, hogy a gyermekkori pajzsmirigyrák gyakorisága például Oroszországban a nem szennyezett területeken is hasonló mértékben emelkedik.

Bizonyos becslések szerint Európában a rákos megbetegedések számának 0.01%-os növekedése várható a csernobili eredetű sugárterhelés miatt, azaz minden tízezredik rákos betegséget ez fogja okozni. Ezt a becslést eddigi mérések nem támasztották alá, az ukrán és fehérorosz szennyezett területeken sem mutatható ki növekedés. Különösen a leukémia drámai növekedését prognosztizálták, ez azonban egyáltalán nem következett be, a szennyezett és nem szennyezett területeken ugyanúgy változott a leukémiás megbetegedések száma .

   Orosz dozimetriai becslések szerint a baleset utáni 25 évben összesen 670 rákos megbetegedés fog a csernobili eredetű sugárterhelés miatt bekövetkezni. Egy másik becslés szerint a baleset miatt bekövetkező genetikai hatások száma a következő két nemzedék során várhatóan a természetes mutációk 0.015%-a lesz. Eddig mindenesetre nem növekedett a születési rendellenességek száma az érintett területeken.

2005 szeptemberében látott napvilágot a Csernobil Fórum (Ukrajna, Fehéroroszország és Oroszország kormánya, a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség, a Világ Egészségügyi Szervezet, az ENSZ Fejlesztési Program, az Élelmezési és Mezőgazdasági Szerezet, az ENSZ Környezetvédelmi Program, az ENSZ Humanitárius Ügyek Koordinációs Irodája, az ENSZ Atomsugárzások Hatásait Vizsgáló Tudományos Bizottság és a Világbank közös szervezete) által, száz kutató munkája alapján elkészített "Csernobil öröksége: egészségügyi, környezeti, társadalmi és gazdasági hatások" című jelentés. Ez 4000 főre teszi azon áldozatok számát, akik a baleset következtében rákos megbetegedésben halnak meg.

   A csernobili baleset legkülönösebb és igen veszélyes hatása a volt Szovjetunión belül és kívül is tapasztalható pszichológiai hatás. A volt Szovjetunió területén ennek egyik legfőbb jele a hatóságokkal, politikusokkal és a kormányzattal szembeni bizalomvesztés. Másrészt a nukleáris energetikával szemben is alapvetően megrendült a bizalom. A pszichológiai zavarok egy része különböző fizikális tüneteket is okozott.

   A pszichológiai hatásokat erősítette az orvosok és a társadalom "megértése" is: bármely szorongó, depressziós emberről elhitték, hogy ő is "csernobili áldozat", és ez egyáltalán nem segítette a gyógyulást. Különösen érdekes az a hatás, amelyet az 1991-ben az ukrán állam által kiosztott nagy összegű kártérítés okozott: az emberek igen rosszul viselték, hogy hivatalosan is áldozatnak minősítik őket, és ez gyakran közönyt, kétségbeesést, vagy épp elzárkózást okozott.

   A volt Szovjetunión kívül a pszichológiai hatások szinte jelentéktelenek az előzőekhez képest, bár itt is gyakran előfordul Csernobil okolása a legkülönbözőbb betegségek esetén is. Európában leginkább az antinukleáris mozgalmak megerősödését okozta a baleset, és a nukleáris energetika általános elfogadottsága is jelentősen lecsökkent.