Czy zaszkodzi nam promieniowanie przy normalnej pracy elektrowni jądrowych?

Hipoteza o liniowej zależności zagrożenia od dawki promieniowania

Wobec braku wykrywalnych efektów małych dawek promieniowania, a dążąc do maksymalnie ostrożnego postępowania z substancjami radioaktywnymi i starając się doprowadzić do przerwania prób broni jądrowej, w 1959 r. Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej (ICRP) wprowadziła hipotezę, zwaną modelem liniowym bezprogowym LNT (Linear No Threshold). Wg LNT, jeśli od pewnej dawki promieniowania umiera 100% napromieniowanych osób, od 2 razy mniejszej 50% osób, to od 10 razy mniejszej umrze 10% osób, a dla milion razy mniejszej powinno umrzeć 0,0001%, ale nikt nie jest w stanie zmierzyć, czy tak jest faktycznie. Model ten zakłada, że zarówno zachorowania na nowotwory jak i skutki genetyczne małych dawek promieniowania są wynikiem mutacji powodowanych bezpośrednio przez promieniowanie jonizujące. Przy niskich dawkach brak jest bezpośrednich danych o skutkach zagrożenia. Arbitralnie postanowiono więc stosować dla małych dawek i małych mocy dawki (czyli dawki na jednostkę czasu) ekstrapolację skutków dużych dawek promieniowania oraz wielkich mocy dawek po gwałtownym (w ciągu około jednej sekundy) napromieniowaniu ludności Hiroszimy i Nagasaki zaatakowanej bronią jądrową. Jest wątpliwe czy taka ekstrapolacja ma sens, skoro w ataku jądrowym ludność napromieniono mocą dawki tryliony razy wyższą od mocy występujących wokół elektrowni jądrowych, w okolicy Czarnobyla, czy na jaką są eksponowani pracownicy zakładów jądrowych w ciągu dziesiątków lat pracy⁴⁹.

Hipotezę LNT przyjęto jako oficjalną podstawę ochrony radiologicznej. Na niej oparto zasadę ograniczania dawek tak bardzo, jak tylko jest to rozsądnie możliwe i wprowadzono bardzo kosztowny system barier chroniących przed rozprzestrzenianiem promieniowania z elektrowni jądrowych.

Ale wśród naukowców trwa dyskusja, w której wymienia się zarówno obserwacje potwierdzające hipotezę LNT jak i wiele nowszych obserwacji, które sugerują, że ekstrapolacja wg modelu liniowego bezprogowego LNT jest przesadnie pesymistyczna. Badania powstawania nowotworów wskazują, że jest to proces wieloetapowy, a takie procesy mają w przyrodzie charakter nie liniowy, lecz krzywoliniowy z progiem.

Wiemy, że wiele substancji i zjawisk jest korzystnych dla życia przy małych dawkach, chociaż są one szkodliwe przy dużych. Przykładów jest mnóstwo – aspiryna, dobroczynna przy spożywaniu jednej pigułki dziennie, chociaż szkodliwa przy jednorazowej dawce kilkuset pastylek, witaminy (zbyt duże ilości powodują hiperwitaminozę, a zbyt małe lub ich brak – awitaminozę) – i mikroelementy niezbędne w małych ilościach a szkodliwe w dużych, światło słoneczne, a nawet temperatura, sprzyjająca człowiekowi, gdy wynosi 20-25°C, a zabójcza, gdy przekracza 50°C.

Podobnie promieniowanie jest niezbędne do życia w małych ilościach, takich, jakie otrzymujemy codziennie od otoczenia. Doświadczenia, w których otaczano organizmy żywe osłonami nieprzepuszczającymi promieniowania wykazały, że organizmy te chorowały i umierały, podczas gdy niewielki wzrost promieniowania pomagał ich rozwojowi⁵⁰. 

Ponadto, duże znaczenie ma też rozkład czasowy pochłoniętej dawki promieniowania. Skutki takich samych dawek promieniowania pochłoniętego przez organizm jednorazowo, czy w krótkim czasie, są bowiem z reguły bardziej szkodliwe niż wówczas, gdy to napromieniowanie rozłożone jest na dłuższy okres. Rzecz w tym, że – ujmując to w dużym uproszczeniu – przy mniejszej intensywności napromieniowania (czyli mocy dawki) organizm jest w stanie nadążyć z naprawami uszkodzeń materiału DNA⁵¹ lub eliminacją uszkodzonych komórek. Dowodzą tego wyniki badań opisane w dalszej części rozdziału.

Tym niemniej, eksperci zajmujący się ochroną przed promieniowaniem przyjęli hipotezę liniową bezprogową jako narzędzie mające zapewnić, że promieniowanie powodowane przez działalność człowieka będzie minimalne. Zasada redukcji dawek promieniowania jest obowiązująca w całej energetyce jądrowej (tzw zasada ALARA – As Low As Reasonably Achievable – „tak mało jak to rozsądnie możliwe”, która zostanie wyjaśniona dokładniej w następnych rozdziałach). Zasada ta, jak i sama hipoteza LNT, zostały przyjęte dla uproszczenia ochrony radiologicznej i ułatwienia jej administracji, natomiast nigdy nie zostały udowodnione naukowo. Jest ona uzasadniana twierdzeniem, że dopóki nie wiemy, czy małe dawki nie powodują pewnych ujemnych skutków, zasada przezorności wymaga, by unikać napromieniowania ludzi, o ile nie jest to równoważone odnoszonymi korzyściami.

Jakie są dawki promieniowania, które uważamy za dopuszczalne?

Dla zrozumienia sytuacji w zakresie obecnych przepisów ochrony radiologicznej, dobrze jest wiedzieć, jak mierzone jest promieniowanie. Radioaktywność opisuje intensywność źródła promieniowania. W układzie SI jednostką aktywności jest 1 Bq (bekerel) = 1 rozpad atomu na sekundę. Agencja Ochrony Środowiska USA (EPA – Environmental Protection Agency) zaproponowała limit radioaktywności dla wody pitnej równy 0,18 Bq na litr. Radioaktywność wody usuwanej z EJ (Elektrowni Jądrowej) jest ograniczona wg przepisów do 0,36 Bq na litr. Na pierwszy rzut oka wydaje się to rozsądne. 

Ale litr normalnej wody morskiej, w której pływamy przy okazji pobytu na jakiejkolwiek plaży, ma aktywność średnio 12 Bq. Innymi słowy, normalna woda morska jest 33 razy bardziej radioaktywna niż woda usuwana z EJ w procesie chłodzenia elektrowni. Mleko ma aktywność średnio 47 Bq na litr, w tym średnia aktywność naturalnego izotopu promieniotwórczego potasu (K-40) w mleku wynosi ok. 43 Bq/dm³. Oliwa do sałatek ma pełne 170 Bq na litr, co oznacza, że oliwa sałatkowa jest 1000 razy bardziej radioaktywna niż woda z kranu. A jednak nikt nie twierdzi, że woda morska, mleko i oliwa sałatkowa stanowią obecnie zagrożenie radiacyjne dla społeczeństwa.

Przepisy ograniczają dawki powodowane przez działania człowieka do wartości tak małych, że są one wielokrotnie mniejsze niż różnice tła promieniowania naturalnego między Polską a Finlandią, a nawet między miejscowościami Polsce, np między Wrocławiem a Krakowem. Tak ostreograniczenia są świadectwem ostrożności specjalistów w zakresie ochrony przed promieniowaniem. Trzeba jednak zdawać sobie sprawę, że promieniowanie było, jest i będzie naturalnym elementem naszego świata i wcale nie jest pewne, czy rola jego jest negatywna, czy też może przeciwnie – pomocna i niezbędna dla życia.

Teoretyczne zależności powinny odzwierciedlać rzeczywisty stan obserwowany w naturze. Zajmijmy się więc przeglądem istniejących wyników badawczych dla różnych grup ludzi napromieniowanych małymi dawkami. Pozwoli to nam przekonać się, czy rację mają zwolennicy hipotezy, że każda, nawet bliska zerowej, dawka promieniowania jest szkodliwa, czy też naukowcy twierdzący, że małe dawki promieniowania pobudzają siły obronne i prowadzą do polepszenia zdrowia człowieka.

[49] Jaworowski, Z. (1999). „Radiation risk and ethics.” Physics Today. 52(9), pp. 24-29.
[50] Duport Ph.: Low-Dose Radiation and Risk: A Perspective, Centre for Low-Dose Radiation Research, Institute of the Environment, University of Ottawa, January 2002
[51] Charpak G., Garwin R. L.: Błędne ogniki i grzyby atomowe. WNT, Warszawa 1999. (str. 158-161).