Kuinka hyvää mallia käytetään turvallisten säteilytasojen määrittämiseen? – Fysiikan maailma

Kuinka hyvää mallia käytetään turvallisten säteilytasojen määrittämiseen? – Fysiikan maailma

Aikaleima: 17. lokakuuta 2023, klo 4
Lähdesolmu: 2355583

On yleisesti hyväksyttyä, että ionisoiva säteily – riippumatta siitä, kuinka alhainen – on riski ihmisten terveydelle. Robert P Crease väittää, että tätä käsitettä on tarkasteltava tarkemmin

Säteilyvaroitus
Pelkokerroin Ajatus siitä, että mikä tahansa määrä ionisoivaa säteilyä – olipa kuinka pieni tahansa – voi olla haitallista ihmisille, on joidenkin mielestä jarruttanut ydinvoiman kehitystä. (Kohtelias: Shutterstock/fewerton)

Ionisoiva säteily voi vahingoittaa eläviä organismeja, se on selvää. Mutta sen pätevyydestä on suuria kysymyksiä lineaarinen ei-kynnysmalli (LNT), joka pohjimmiltaan väittää, että säteilyn ja karsinogeenien aiheuttama syöpäriski laskee aina lineaarisesti annoksen myötä. LNT-malli tarkoittaa toisin sanoen, että mikä tahansa säteilymäärä on aina vaarallista ja että nollariski on olemassa vain nollaannoksella.

Mutta se ei ole ainoa olemassa oleva annos-vastemalli. The "kynnysmalli"päinvastoin sanoo, että on olemassa annos, jonka alapuolella ei ole havaittavissa olevaa riskiä, ​​mikä tarkoittaa, että pienet säteilyaltistukset ovat vaarattomia. Sitten on "Hormesis-malli", jonka mukaan pieni annos luonnollisella taustatasolla tai hieman sen yläpuolella voi itse asiassa laukaista hyödyllisiä korjausmekanismeja.

Lähes 80 vuotta sitten kehitetty LNT on ollut olennainen osa Yhdysvaltain hallituksen säteilysuojelupolitiikkaa viimeisen puolen vuosisadan aikana, ja monet muut maat ovat seuranneet esimerkkiä. Vaikka LNT olisikin yksityiskohdissa virheellinen, voi olla järkevää erehtyä ihmisten terveyteen liittyvissä asioissa. Mutta sen hyväksymisellä tällä tavalla eräänlaisena "ennalta varautumisen periaatteena" voi olla odottamattomia ja ei-toivottuja seurauksia.

LNT voi myös edistää väärää turvallisuuden tunnetta ehdottamalla, että pienten annosten poistaminen takaa turvallisuuden

Politiikkaan sisällytettynä LNT-malli voi vaatia yrityksiä ja valtion virastoja siivoamaan pieniä ja ehkä vaarattomia määriä säteilymateriaalia, mikä kuluttaa varoja, jotka voitaisiin käyttää paremmin vaarallisempien paikkojen torjuntaan. LNT voi myös edistää väärää turvallisuuden tunnetta ehdottamalla, että pienten annosten poistaminen takaa turvallisuuden huolimatta siitä, että ympäristössä on jo muita myrkkyjä.

Malli saattaa jopa estää radioaktiivisen materiaalin käytön hyödyllisiin käyttötarkoituksiin, kuten röntgenkuvaukseen, stressitesteihin sekä lääketieteelliseen diagnoosiin ja hoitoon. Tämän seurauksena LNT:stä on tullut kiivasta keskustelunaihe historioitsijoiden, poliittisten päättäjien, toksikologien ja lääketieteen fyysikkojen keskuudessa. Yksi paperi vuonna Journal of Nuclear Medicine (58 1) on jopa syyttänyt LNT-mallia johtamisesta "turhaan julkiseen ja ammattimaiseen radiofobiaan".

Monimutkaisia ​​alkuja

Yhdysvaltain geneetikko havaitsi, että säteily voi aiheuttaa geneettisiä mutaatioita elävissä organismeissa Hermann Muller (1890–1967). Vuonna 1927 hän julkaisi artikkelin tiede (66 84) "Artificial Transmutation of the Gene", hänen otsikkonsa vetoaa kunnianhimoisesti ja rohkeasti elementtien keinotekoiseen muuntamiseen, joka oli löydetty muutama vuosi aiemmin.

Muller kirjoitti, että hänen hedelmäkärpästen löytönsä, jonka mukaan "suhteellisen suuret röntgensäteilyannokset aiheuttivat todellisia "geenimutaatioita"" saattaa selittää evoluutiomekanismin ja röntgensäteiden kyvyn aiheuttaa syöpää. Muutaman seuraavan vuoden aikana hän viittasi omiin tutkimuksiinsa puolustaakseen säteilyannoksen ja vahingon suhteellisuutta, mikä tuli pian tunnetuksi nimellä LNT.

Vuonna 1946 Muller palkittiin Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto "mutaatioiden tuottamisen löytämiseksi röntgensäteilyn avulla". Tuolloin Indianan yliopistossa Bloomingtonissa toiminut Muller julisti hänen Nobel-luentonsa "Ei ole pakoa johtopäätökseltä, että kynnysannosta ei ole". Hän selitti, että yksittäiset mutaatiot johtuvat yksittäisistä "osumaista", jotka tuottavat geneettisiä vaikutuksia heidän välittömässä naapurissaan.

Mullerin työ teki hänestä julkkiksen ja avasi "röntgengenetiikan" kentän. Tiedemiehet alkoivat nyt tarkastella yksityiskohtaisemmin Mullerin menetelmiä ja oletuksia ja tehdä lisäkokeita hedelmäkärpäsillä ja myös hiirillä. Jotkut tutkijat kyseenalaistivat, aiheuttavatko hänen röntgensäteet todella mutaatioita vai vain karkoittivatko palasia kromosomista. Toiset kyseenalaistivat hänen keskeisen oletuksensa, jonka mukaan geneettinen vaurio ei riipu annosnopeuden toimituksesta.

Lisäksi vuoden 1953 jälkeen Francis Crickin ja James Watsonin löytö Geneettistä tietoa kantavan DNA:n rakenteesta tiedemiehet havaitsivat, että molekyyli korjaa usein itsensä joutuessaan ympäristössä jo olevien kemikaalien ja säteilyn vaikutuksesta. Toiset tutkijat huomauttivat, että LNT ei ole empiirinen tosiasia, vaan hypoteesi, joka on syntynyt ekstrapoloimalla massiivisista annoksista pieniin annoksiin.

Yhdysvaltain politiikka työpaikan säteilysuojaustasojen asettamisessa perustui jonkin aikaa kynnysmalliin. Sitten, vuonna 1955, Yhdysvaltain kansallinen tiedeakatemia perusti Atomisäteilyn biologisia vaikutuksia käsittelevät komiteat (KARHU). Sen genetiikkapaneeli, johon kuului 17 jäsentä Muller, suositteli vaihtamista kynnysarvosta lineaariseen annosvastemalliin arvioitaessa riskinarviointia.

Sen vuonna 1956 julkaistussa raportissa todettiin, että mistä tahansa lähteestä peräisin oleva säteily, mukaan lukien luonnollinen ympäristön taustasäteily ja röntgensäteet, on "haitallista elämälle". Raportti oli erittäin vaikutusvaltainen ja nousi julkaisun etusivulle 13. kesäkuuta 1956 julkaistu painos New York Times, muiden sanomalehtien joukossa. Raportti johti muutoksiin yleisessä käsityksessä ja hyväksyttävään säteilysuojaustasoon.

Jatkuvat kysymykset LNT:n käytön pätevyydestä säteilysuojelussa ovat johtaneet Million Person Study -tutkimukseen

1960-luvulla lisääntynyt pelko alhaisesta säteilytasosta johti Yhdysvaltain kongressin perustamaan Ionisoivan säteilyn biologiset vaikutukset (BEIR) komitea, joka julkaisi vuonna 1972 raportin, joka pääasiallisesti kannatti LNT:tä. Vuonna 1975 Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (EPA) alkoi käyttää LNT-mallia määrittääkseen puhdistustasot radiologisesti saastuneissa ympäristöissä.

Viimeisen vuosikymmenen aikana jatkuvat kysymykset LNT:n käytön pätevyydestä säteilysuojelussa ovat kuitenkin johtaneet siihen, että Miljoonan henkilön tutkimus (MPS) Yhdysvaltain säteilytyöntekijöiden ja veteraanien. Useiden yhdysvaltalaisten yliopistojen ja kansallisten laboratorioiden yhteinen ponnistus pienille säteilyannoksille altistumisen terveysvaikutusten tutkimiseksi, MPS on ottanut mukaan miljoona ihmistä arvioimaan eri syöpien, radioaktiivisuuden tyyppien ja erilaisten vaikutusten vaikutuksia miehiin ja naisiin.

MPS:llä on edessään valtavia haasteita. Melu voi peittää annosvasteen pienillä tasoilla, ja monet muut vauriolähteet, kuten genetiikka, ruokavalio, elämäntapa, happiradikaalit, karsinogeenit ja maasta ja taivaalta tulevan säteilyn taustalähteet, voivat peittää sen. Mutta menestys auttaisi muotoilemaan vastuullisempaa politiikkaa ja suojelemaan paremmin työntekijöitä ja kansalaisia.

Kriittinen kohta

Yksi monista syistä LNT:n pätevyyden tutkimisen tarpeeseen on se, että vakaumusta sen oikeellisuudesta käytetään edelleen argumenttina ydinvoimalaitoksia vastaan ​​sekä niiden toiminnan että käytettyjen polttoainesauvojen yhteydessä. Ydinvoima voi olla ei-toivottua muista kuin tästä syystä. Mutta kriittinen tarve löytää toimiva vaihtoehto fossiilisille polttoaineille energiantuotannossa edellyttää rehellistä kykyä arvioida tämän mallin pätevyyttä.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Fysiikan maailma