Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics)
Číslo 34 – vyšlo 28. srpna, ročník 18 (2020)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Radiační mimořádné události, část I

David Zoul, Markéta Koplová, Petra Krejčová

Radiační mimořádné události (RMURMU – radiační mimořádná událost, událost důležitá z hlediska jaderné bezpečnosti nebo radiační ochrany, která vede nebo může vést k nepřípustnému uvolnění radioaktivních látek nebo ionizujícího záření, případně ke vzniku radiační nehody nebo radiační havárie.) různého stupně závažnosti jsou při současném celosvětovém objemu radiačních činností doslova na denním pořádku. Zdaleka nejvíce mimořádných událostí tvoří tzv. radiologické události, tj. mimořádné události spojené s chybnou iradiací pacientů při zdravotnických úkonech spojených s využíváním zdrojů ionizujícího zářeníIonizující záření – jakékoli radiační pole, jehož kvanta mají dostatečnou energii, aby ionizovaly atomy a molekuly. V biomedicíně musí proniknout do těla a ionizovat biomolekuly.. Další velkou třídou mimořádných událostí jsou incidenty různého stupně závažnosti spojené s provozováním jaderných reaktorů, ať už energetických, nebo výzkumných. V tomto bulletinu se zaměříme na radiační události, které nespadají ani do jedné z výše uvedených kategorií a popíšeme několik vybraných případů s důrazem na události vyšších stupňů závažnosti dle mezinárodní stupnice INESINES – International Nuclear Event Scale, mezinárodní stupnice hodnocení závažnosti jaderných událostí zavedená v březnu 1990 Mezinárodní agenturou pro jadernou energii (IAEA) a Agenturou pro jadernou energii Organizace pro ekonomickou spolupráci a rozvoj (OECD/NEA). Jejím primárním účelem je usnadnit komunikaci mezi odborným nukleárním společenstvím, sdělovacími prostředky a veřejností v případech výskytu událostí na jaderných zařízeních či událostí spojených s radioaktivním materiálem nebo s radiací, včetně přepravy radioaktivních materiálů..

Radiační mimořádná událost. Zdroj: stock.xchng.

RMU – radiační mimořádná událost, událost důležitá z hlediska jaderné bezpečnosti nebo radiační ochrany, která vede nebo může vést k nepřípustnému uvolnění radioaktivních látek nebo ionizujícího záření, případně ke vzniku radiační nehody nebo radiační havárie.

INES – International Nuclear Event Scale, mezinárodní stupnice hodnocení závažnosti jaderných událostí zavedená v březnu 1990 Mezinárodní agenturou pro jadernou energii (IAEA) a Agenturou pro jadernou energii Organizace pro ekonomickou spolupráci a rozvoj (OECD/NEA). Jejím primárním účelem je usnadnit komunikaci mezi odborným nukleárním společenstvím, sdělovacími prostředky a veřejností v případech výskytu událostí na jaderných zařízeních či událostí spojených s radioaktivním materiálem nebo s radiací, včetně přepravy radioaktivních materiálů.

Jódová profylaxe – podání 50 až 300 mg stabilního jodidu draselného (KI), který poskytuje téměř 100% ochranu štítné žlázy proti působení radioaktivního jódu, jenž je významnou součástí radioaktivního mraku uvolněného z havarovaného reaktoru. Radioaktivní izotopy jódu, zejména ¹³¹I, přecházejí v případě vdechnutí nebo požití do vnitřního prostředí organizmu, kde jsou vychytávány štítnou žlázou. V ní se mohou hromadit ve vysoké koncentraci a vést k jejímu poškození. Stabilní jodid draselný blokuje ukládání radiojódu do štítné žlázy, podá-li se 1 až 6 hodin před očekávanou dobou příjmu. Při podání profylaktické dávky 6 hodin po příjmu kontaminantu se účinek snižuje na méně než 50 %. Šíření radioaktivního mraku z havarovaného reaktoru však může pokračovat i několik dní a podání KI může být v takových případech zdůvodněno i řadu hodin po prvním kontaktu s radioaktivním mrakem.

Gamagrafie – metoda nedestruktivního testování materiálů (zejména potrubí) založená na průchodu fotonů záření gama emitovaných vhodným radionuklidovým zdrojem (například ¹⁹²Ir, ⁷⁵Se, ⁶⁰Co, ¹⁶⁹Yb) testovaným materiálem a jeho zaznamenávání na radiografický film.

Letalita – smrtnost, demografický ukazatel udávající podíl zemřelých ze skupiny zasažené určitým jevem, například chorobou nebo ozářením. Smrtnost je vedle úmrtnosti (mortalita) druhým statistickým údajem popisujícím pravděpodobnost úmrtí. V souvislosti s akutní nemocí z ozáření se uvádí veličina LDn/t což je letální dávka působící smrt n % ozářených jedinců za čas t (dny). Například pro jednorázové celotělové ozáření člověka ve střední čáře řídce ionizujícím zářením se LD50/60 nejčastěji uvádí v rozmezí 4 až 5 Gy.

Absorbovaná dávka – D, energie ionizujícího záření pohlcená při průchodu látkou jednotkovým množstvím hmoty (dE/dm). Jednotkou je jeden gray (Gy = J/kg). U člověka dochází k prvním projevům nemoci z ozáření po celotělové aplikaci dávky 1 Gy, za smrtelnou je považována dávka cca 5 Gy. Dávky nad 100 Gy mohou člověka usmrtit i na místě.

Ekvivalentní dávka – H, radiobiologická veličina kvantifikující rozdílný radiobiologický účinek různých druhů záření prostřednictvím tzv. radiačního váhového faktoru w_R. Ten je roven jedné pro řídce ionizující záření (fotony, elektrony) a narůstá až na hodnotu 20 pro hustě ionizující částice (neutrony, alfa částice, štěpné fragmenty, urychlená jádra apod.). Ekvivalentní dávka je součinem H = w_RD radiačního váhového faktoru w_R (bezrozměrný) a absorbované dávky D (gray). Jednotkou je jeden sievert (Sv).

Dávkový ekvivalent – radiobiologická veličina kvantifikující rozdílný radiobiologický účinek různých druhů záření prostřednictvím funkce LET (Linear Energy Transfer). Jednotkou je jeden sievert (Sv).

Efektivní dávka – E, radiobiologická veličina kvantifikující celkovou újmu organizmu s ohledem na rozdílný radiobiologický účinek různých druhů záření a současně na rozdílnou radiosenzitivitu různých orgánů a tkání exponovaných ionizujícím zářením. Efektivní dávka je součinem E = w_TH tkáňového váhového faktoru w_T (bezrozměrný) a ekvivalentní dávky H (sievert). Tkáňové váhové faktory vyjadřují míru radiosenzitivity jednotlivých orgánů a tkání lidského těla. Suma váhových faktorů přes všechny orgány a tkáně je rovna jedné, takže při zcela homogenním ozáření celého těla by se efektivní dávka rovnala ekvivalentní dávce. Jednotkou je jeden sievert (Sv).

Řešení radiačních mimořádných událostí

Naše legislativa, úzce navázaná na evropské předpisy, rozlišuje tři stupně radiačních mimořádných událostí. Události prvního a druhého stupně označujeme jako radiační nehody, události třetího stupně jako radiační havárie.

Mimořádné události 1. stupně jsou události, které mohou mít za následek nepřípustné ozáření osob, nejčastější příčinou bývá ztráta kontroly nad zdrojem ionizujícího záření (ZIZZIZ – zdroj ionizujícího záření, radioaktivní látka či elektronický generátor ionizujícího záření emitující částice s energií alespoň 5 keV.). Zpravidla jsou omezeny pouze na prostory se ZIZ. Počet zasažených osob se nejčastěji pohybuje v rozmezí 1 až 10.

Mimořádné události 2. stupně jsou události většího rozsahu, omezené zpravidla na areál pracoviště se ZIZZIZ – zdroj ionizujícího záření, radioaktivní látka či elektronický generátor ionizujícího záření emitující částice s energií alespoň 5 keV.. Počet zasažených osob se může pohybovat v řádu desítek až stovek. Zpravidla souvisí s únikem radionuklidů mimo kontrolované pásmo (KPKP – kontrolované pásmo se zdrojem ionizujícího záření, zpravidla stavebně oddělená oblast, která se vymezuje všude tam, kde by efektivní dávka mohla být vyšší než 6 mSv/rok nebo kde by ekvivalentní dávka mohla být vyšší než 3/10 limitu ozáření pro oční čočku, kůži a končetiny, nebo v pracovním místě, kde lze očekávat průměrný roční příkon dávkového ekvivalentu z ozáření při běžném provozu zdroje ionizujícího záření vyšší, než je 2,5 µSv/h.).

Během radiačních nehod postupujeme dle Vnitřního havarijního plánuVHP – vnitřní havarijní plán, nástroj pro zajištění havarijní připravenosti v areálu provozovatele jaderných zařízení, dle zákona č. 263/2016 Sb. (tzv. atomový zákon), ve znění pozdějších předpisů. a zásahových instrukcíZásahové instrukce – příloha vnitřního havarijního plánu (VHP) obsahující konkrétní popis jednotlivých činností určených zaměstnanců a dalších osob podílejících se na řízení a provedení zásahu..

Mimořádnými událostmi 3. stupně nazýváme události vyžadující mimořádná opatření na ochranu obyvatelstva a životního prostředí před účinky radioaktivního zamoření (jódová profylaxeJódová profylaxe – podání 50 až 300 mg stabilního jodidu draselného (KI), který poskytuje téměř 100% ochranu štítné žlázy proti působení radioaktivního jódu, jenž je významnou součástí radioaktivního mraku uvolněného z havarovaného reaktoru. Radioaktivní izotopy jódu, zejména ¹³¹I, přecházejí v případě vdechnutí nebo požití do vnitřního prostředí organizmu, kde jsou vychytávány štítnou žlázou. V ní se mohou hromadit ve vysoké koncentraci a vést k jejímu poškození. Stabilní jodid draselný blokuje ukládání radiojódu do štítné žlázy, podá-li se 1 až 6 hodin před očekávanou dobou příjmu. Při podání profylaktické dávky 6 hodin po příjmu kontaminantu se účinek snižuje na méně než 50 %. Šíření radioaktivního mraku z havarovaného reaktoru však může pokračovat i několik dní a podání KI může být v takových případech zdůvodněno i řadu hodin po prvním kontaktu s radioaktivním mrakem., dočasné, nebo dokonce trvalé přesídlení apod.).

Vedle prevence vzniku a rozvoje RMURMU – radiační mimořádná událost, událost důležitá z hlediska jaderné bezpečnosti nebo radiační ochrany, která vede nebo může vést k nepřípustnému uvolnění radioaktivních látek nebo ionizujícího záření, případně ke vzniku radiační nehody nebo radiační havárie. je neméně důležitou havarijní připravenost na mírnění následků již nastalé RMU. Z hlediska naléhavosti zavedení opatření se ochranná opatření dělí na neodkladná a následná.

K neodkladným opatřením patří 1) Ukrytí v případě, že bezprostředně hrozí nebo již nastal únik radioaktivních látek a jejich přenos atmosférou od místa zdroje k lidským obydlím. 2) Jódová profylaxeJódová profylaxe – podání 50 až 300 mg stabilního jodidu draselného (KI), který poskytuje téměř 100% ochranu štítné žlázy proti působení radioaktivního jódu, jenž je významnou součástí radioaktivního mraku uvolněného z havarovaného reaktoru. Radioaktivní izotopy jódu, zejména ¹³¹I, přecházejí v případě vdechnutí nebo požití do vnitřního prostředí organizmu, kde jsou vychytávány štítnou žlázou. V ní se mohou hromadit ve vysoké koncentraci a vést k jejímu poškození. Stabilní jodid draselný blokuje ukládání radiojódu do štítné žlázy, podá-li se 1 až 6 hodin před očekávanou dobou příjmu. Při podání profylaktické dávky 6 hodin po příjmu kontaminantu se účinek snižuje na méně než 50 %. Šíření radioaktivního mraku z havarovaného reaktoru však může pokračovat i několik dní a podání KI může být v takových případech zdůvodněno i řadu hodin po prvním kontaktu s radioaktivním mrakem. (požití tablet jodidu draselného) se používá v případě jaderných havárií s únikem radioaktivního jódu ke snížení ozáření štítné žlázy radioizotopy jodu. 3) Evakuace z ohrožené části území je nejúčinnějším neodkladným opatřením a může být uskutečněno preventivně ještě před únikem radioaktivních látek ze zdroje nebo až po úniku, kdy je evakuováno již ukryté obyvatelstvo.

Následná opatření sledují především regulaci vnějšího ozáření obyvatel z kontaminovaného terénu a vnitřního ozáření z konzumace kontaminovaných potravin a vody. Vysoká radioaktivní kontaminace životního prostředí může vést k následnému opatření přechodného nebo trvalého přesídlení obyvatel. Trvalé přesídlení muselo být aplikováno v okolí černobylské jaderné elektrárny po havárii v roce 1986.

Kritéria pro rozhodování o všech výše uvedených ochranných opatřeních a další podrobnosti o nich jsou uvedena v § 107 vyhlášky č. 422/2016 Sb. o radiační ochraně a zabezpečení radionuklidového zdroje. Kritéria závisí na veličině odvrácená dávka, která vyjadřuje ozáření odvrácené zavedením konkrétního opatření.

Mezinárodní stupnice hodnocení závažnosti jaderných událostí

Roku 1990 byla zavedena mezinárodní stupnice hodnocení závažnosti jaderných událostí INESINES – International Nuclear Event Scale, mezinárodní stupnice hodnocení závažnosti jaderných událostí zavedená v březnu 1990 Mezinárodní agenturou pro jadernou energii (IAEA) a Agenturou pro jadernou energii Organizace pro ekonomickou spolupráci a rozvoj (OECD/NEA). Jejím primárním účelem je usnadnit komunikaci mezi odborným nukleárním společenstvím, sdělovacími prostředky a veřejností v případech výskytu událostí na jaderných zařízeních či událostí spojených s radioaktivním materiálem nebo s radiací, včetně přepravy radioaktivních materiálů., která rozlišuje 8 základních stupňů závažnosti radiačních událostí. Stupně 0 a 1 nemají přímý bezpečnostní význam, stupně 2 až 3 se označují jako nehody, stupně 4 až 7 jako havárie.

stupeň	událost
7	velmi těžká havárie
6	těžká havárie
5	havárie s účinkem vně zařízení
4	havárie bez vážného rizika vně zařízení
3	vážná nehoda
2	nehoda
1	anomálie
0	odchylka bez vlivu na bezpečnost

STUPEŇ 3

Při tomto stupni je ozáření zpravidla omezeno na jednotlivce a obejde se bez smrtelných následků. Důsledkem však bývá přechodné, nebo i trvalé poškození zdraví.

Deterministické účinky ozáření kůže

Deterministické účinky ozáření kůže, neboli tzv. akutní radiační dermatitis, se dělí dle absorbované dávky v kůži do tří základních stupňů [1]:

Erytematózní dermatitis se projevuje při dávkách 3 – 10 Gy. Po několikatýdenním období latence se objeví zarudnutí (erytém) a ztráta ochlupení (epilace). Ta může být při dávkách nad 6 Gy i trvalá. Erytém po čase sám zmizí bez dalších následků.

Deskvamativní dermatitis nastává typicky při dávce 10 – 30 Gy. Několik hodin po ozáření vzniká tzv. časný (též prchavý) erytém, který po několika dnech samovolně odezní. V řádu týdnů se však rozvinou puchýře a plošné mokvání (deskvamace) zasažené tkáně. V příznivějších případech poté dochází k plné obnově kůže z okrajů defektu.

Nekrotická forma radiační dermatitidy (30 – 80 Gy) vyžaduje aplikaci náročných postupů popáleninové medicíny. Je důsledkem především trombotického uzavření cévního zásobení hlubších vrstev kůže. Postižený okrsek tkáně postupně odumírá, odlučuje se a vytváří vřed. Hlubší defekty se dlouho a obtížně hojí v důsledku cévní degradace v okolí postiženého místa. I po zhojení je však další osud postiženého okrsku nejistý. Nová pokožka, často velmi tenká a křehká, nemá dostatečně spolehlivou podkladovou vyživující vrstvu, a proto špatně odolává mechanickým, chemickým a mikrobiálním faktorům. Po několika letech se proto může objevit sekundární vřed vyžadující zpravidla zákrok plastického chirurga.

Několik vybraných příkladů

Hanoj, Vietnam, 1992

Dne 17. listopadu 1992 došlo k radiační nehodě v zařízení s urychlovačem elektronů v Hanoji ve Vietnamu. Pracovník vstoupil do ozařovací místnosti bez vědomí obsluhy a nevědomky vystavil ruce rentgenovému paprsku. Jeho ruce byly vážně ozářeny dávkou až 80 Gy a jedna ruka musela být amputována [2].

Glian, Írán, 1996

Dne 24. července 1996 došlo v Íránské islámské republice k závažné nehodě v elektrárně na fosilní paliva Gilan s kombinovaným cyklem. Dělník nevědomky vložil do kapsy pracovního obleku nestíněný zdroj ¹⁹²Ir o aktivitě 185 GBqBecquerel – Bq, fyzikální jednotka aktivity udávající počet radioaktivních přeměn za jednotku času ve studovaném objektu. V jaderné fyzice se používají zejména násobky této jednotky: kilobecquerel kBq (10³ Bq), megabecquerel MBq (10⁶ Bq), gigabecquerel GBq (10⁹ Bq) nebo terabecquerel TBq (10¹² Bq). Starší jednotkou radioaktivity je curie, 1 Ci = 3,7×10¹⁰ Bq., používaný pro průmyslovou radiografii (gamagrafiiGamagrafie – metoda nedestruktivního testování materiálů (zejména potrubí) založená na průchodu fotonů záření gama emitovaných vhodným radionuklidovým zdrojem (například ¹⁹²Ir, ⁷⁵Se, ⁶⁰Co, ¹⁶⁹Yb) testovaným materiálem a jeho zaznamenávání na radiografický film.). Tento zdroj ve tvaru tužky zde ponechal po dobu cca dvou hodin. V důsledku expozice trpěl pracovník těžkým hematopoetickým syndromem (útlum činnosti kostní dřeně) a rozsáhlým radiačním poškozením kůže až do stádia nekrózy, vyžadujícím náročnou plastickou operaci [3].

Obr. 1: Vlevo časný erytém na pravostranné části hrudníku 11 dní po expozici zdrojem ¹⁹²Ir o aktivitě 185 GBq. Obrázek vpravo ukazuje deskvamaci a nekrózu kůže 21 dní po expozici.

Nueva Aldea, Chile, 2005

Podobná událost se stala 14. prosince 2005 v Chile. Po dokončení průmyslové gamagrafie trubek si obsluha gamagrafu nevšimla, že zdroj ¹⁹²Ir vypadl z vodící trubice na plošinu lešení. Následující den pracovník na lešení nalezl podezřelý předmět ve tvaru tužky. Společně s dalšími dvěma pracovníky předmět pečlivě prozkoumali. Následně se rozhodli jej zanést do kanceláře nadřízeného pracovníka, kde předmět okamžitě spustil radiační alarm dozimetrického přístroje. Všichni tři pracovníci utrpěli vážné radiační popáleniny kůže na místech kontaktu se zdrojem. Pracovník, který zdroj našel, utrpěl radiační popáleniny až do stádia nekrózy [4].

Obr. 2: Radiační popálenina ruky nejvíce zasaženého pracovníka

Chilca, Peru, 2012

Tři pracovníci obsluhující průmyslový gamagrafickýGamagrafie – metoda nedestruktivního testování materiálů (zejména potrubí) založená na průchodu fotonů záření gama emitovaných vhodným radionuklidovým zdrojem (například ¹⁹²Ir, ⁷⁵Se, ⁶⁰Co, ¹⁶⁹Yb) testovaným materiálem a jeho zaznamenávání na radiografický film. přístroj určený k nedestruktivnímu testování kovových trubek byli opakovaně ozářeni v důsledku jeho poruchy, díky níž se radionuklidový zářič ¹⁹²Ir o aktivitě 3,65 TBqBecquerel – Bq, fyzikální jednotka aktivity udávající počet radioaktivních přeměn za jednotku času ve studovaném objektu. V jaderné fyzice se používají zejména násobky této jednotky: kilobecquerel kBq (10³ Bq), megabecquerel MBq (10⁶ Bq), gigabecquerel GBq (10⁹ Bq) nebo terabecquerel TBq (10¹² Bq). Starší jednotkou radioaktivity je curie, 1 Ci = 3,7×10¹⁰ Bq. po expozici snímku nevracel zpět do ochranného krytu, ale zůstal uvíznutý ve vodící trubici. Obsluha si toho však díky ledabyle prováděné dozimetrii všimla teprve na samém konci pracovního dne. Dávky na prsty rukou zasažených pracovníků obsluhy v některých případech překročily 50 Gy a tyto prsty musely být kvůli radiační nekróze později amputovány [5].

Obr. 3: Absorbovaná dávka v jednotlivých prstech rukou nejvíce zasaženého pracovníka obsluhy gamagrafickéhoGamagrafie – metoda nedestruktivního testování materiálů (zejména potrubí) založená na průchodu fotonů záření gama emitovaných vhodným radionuklidovým zdrojem (například ¹⁹²Ir, ⁷⁵Se, ⁶⁰Co, ¹⁶⁹Yb) testovaným materiálem a jeho zaznamenávání na radiografický film. přístroje, stanovená na základě elektronové paramagnetické rezonance (EPREMR (elektronová magnetická rezonance) – magnetická spinová rezonance na spinech elektronů v atomárních obalech. Rezonanční frekvence je úměrná vnějšímu magnetickému poli s koeficientem úměrnosti 1,44 MHz/T.) odebraných vzorků nehtů příslušných prstů

Obr. 4: Ruce nejvíce zasaženého pracovníka po amputaci několika článků prstů,
604 dnů po nehodě

STUPEŇ 4

Události charakterizované stupněm 4 jsou zpravidla prostorově omezeny (nedochází k vlivu na obyvatelstvo a životní prostředí) a zasaženo bývá jen malé množství zúčastněných osob. Události tohoto stupně však často vedou k úmrtím či vážným následkům v důsledku akutní nemoci z ozáření.

Bilologické účinky ionizujícího záření

Hlavním projevem tzv. deterministických účinků celotělového ozáření je akutní nemoc z ozáření. Její příznaky se rozvinou relativně krátce po jednorázovém celotělovém ozáření dávkou okolo 1 Gy a více. Při vyšších dávkách může vést ke smrti. Klinický obraz akutní nemoci z ozáření závisí na velikosti dávky. Někteří autoři zpochybňují prahový efekt deterministických účinků a zdůrazňují, že malé dávky mají naopak blahodárný (stimulující) deterministický účinek na lidský organizmus. Tomuto jevu se říká radiační hormeze a jeho biochemické mechanizmy jsou stále předmětem intenzivního výzkumu. Prahový charakter deterministických účinků podle tohoto modelu existuje jen v souvislosti s negativními projevy spojenými s úbytkem klinicky významného množství buněk po ozáření vyšší dávkou (nemoc z ozáření). Podle stoupající dávky rozeznáváme pět úrovní plně rozvinuté akutní nemoci z ozáření [1]:

Orofaryngeální syndrom: projevuje se již při jednorázovém ozáření dávkou 2 – 3 Gy. Je charakterizován změnami na sliznici dutiny ústní a v hltanu, kde jsou postiženy zejména tkáně bohaté na lymfatické elementy, jako jsou tonzily a kořen jazyka. Postiženy jsou i dásně, sliznice tváří a měkkého patra. Vedle krvácení a povrchových ulcerací mohou vznikat i nekrózy. Může jít o projevy vcelku závažné, provázené bolestí a hromaděním lepkavých hlenovitých hmot, které ucpávají dýchací cesty a ztěžují dýchání. Neméně významné může být poškození plicní tkáně.
Hematologická forma: typický obraz odpovídá dávkám nad 3 Gy. Během prvních 48 hodin po ozáření se rozvíjejí přechodné úvodní příznaky, jako je nechutenství, zvracení, průjem, dehydratace organizmu, únava, apatie, pocení, bolesti hlavy, pokles krevního tlaku a zvýšená teplota. Zvracení bývá dominujícím příznakem. Doba nástupu zvracení a jeho frekvence může být vodítkem k předběžnému odhadu závažnosti ozáření. Po odeznění úvodních obtíží nastává několikadenní období latence, kdy postižený nemá výrazné příznaky. Plný rozvoj nemoci z ozáření se projeví horečkami, příznaky mikrobiálního rozsevu a zhroucením imunitních ochranných struktur, krvácením ze sliznic, popř. kožními projevy krvácení. Tyto příznaky vrcholí při dávkách 4 Gy okolo 20. dne po ozáření, při dávkách 6 Gy asi 7. den po ozáření. Pokud celotělová dávka ozáření nepřekročí zhruba 3 Gy, objeví se zpravidla po 6 až 8 týdnech známky pomalého postupného zlepšování zdravotního stavu. Ze zachovalé frakce kmenových buněk proběhne v krvetvorných orgánech nová repopulace. Pro dávky 4 – 6 Gy se průměrná doba přežití postižené osoby pohybuje okolo jednoho měsíce.
Gastrointestinální forma: projevuje se po jednorázové celotělové dávce 6 – 10 Gy, kdy rozvinuté příznaky nastupují mezi 4. a 7. dnem po ozáření. Spočívají v krutých průjmech provázených ztrátou tekutin, minerálním rozvratem a krvácením ze střev. Patogeneticky jde o projevy nekrózy buněk střevní sliznice s obnažením povrchu střeva. V pozdějších stádiích dochází k rupturám střevní stěny s následnou sepsí. Přežije-li nemocný 7 dnů, projeví se u něho v plné míře i příznaky poškození krvetvorných orgánů.
Neuropsychická forma: projevuje se při jednorázové celotělové dávce nad 10 Gy. Je důsledkem zejména radiačně indukovaného narušení krevního zásobení centrálního nervového systému. Během několika minut se objevuje celková zmatenost a dezorientace, po několika hodinách upadá postižený do bezvědomí, z něhož se již neprobere. Během 6 hodin zcela vymizí lymfocyty v periferní krvi. Smrt se dostavuje v řádu desítek hodin po expozici.
Kardiovaskulární a toxemický syndrom: nastává po jednorázovém celotělovém ozáření dávkou v řádu mnoha desítek Gy. Poté co postižený upadne po několika minutách, či desítkách minut do bezvědomí, dochází k totálnímu metabolickému rozvratu v celém organizmu a během několika hodin nasává srdeční selhání.

Obr. 5: Letalita (smrtnost) na akutní nemoc z ozáření po jednorázovém
celotělovém ozáření různě velikou ekvivalentní dávkou

Krom deterministických účinků rozeznáváme ještě tzv. stochastické účinky, které jsou bezprahové a kumulativní (pravděpodobnost rozvoje vzrůstá přibližně lineárně s dávkou a kumuluje se po celé období života). Jediným spolehlivě prokázaným stochastickým účinkem u člověka je radiační indukce malignit (rozvoj nádorových onemocnění).

Několik vybraných příkladů

San Salvador, Salvador, 1989

Dne 5. února 1989 byli tři pracovníci vystaveni gama záření ze zdroje ⁶⁰Co v závodě na výrobu zdravotnických ozařovačů. Nejvíce exponovaná osoba zemřela, další zaměstnanec přišel o končetinu. Řada bezpečnostních systémů v závodě byla modernizována a pracovníci byli poučeni o nebezpečí, které představují radioaktivní zdroje [6].

Soreq, Izrael, 1990

24. června 1990 – provozovatel komerční ozařovny obešel bezpečnostní systémy na sterilizátoru, aby odstranil džem uvízlý v dopravním prostoru. Během dvouminutové expozice obdržel celotělovou dávku minimálně 10 Gy. Zemřel 36 dní poté, navzdory rozsáhlé lékařské péči [7].

Nesvizh, Bělorusko, 1991

26. října 1991– provozovatel sterilizačního zařízení obešel bezpečnostní systémy, aby vyčistil zaseknutý dopravník. Po vstupu do ozařovací komory byl vystaven celotělové dávce 11 Gy, přičemž některé části jeho těla obdržely více než 20 Gy. Navzdory rychlé intenzivní lékařské péči zemřel 113 dní po nehodě [8].

Tammiku, Estonsko, 1994

Několik mužů vniklo do nedostatečně chráněného úložiště radioaktivních odpadů. V době incidentu se v něm nacházely zářiče o celkové aktivitě 76 TBq, převážně ¹³⁷Cs a ⁹⁰Sr. Zloději odcizili kontejner, který obsahoval ¹³⁷Cs zdroj. Při manipulaci s kontejnerem z něj vypadl zářič a jeden z mužů lesklý váleček vložil do kapsy u kalhot. Po návratu domů jej dal do zásuvky v kuchyni, kde zůstal asi měsíc, než došlo k vyšetřování. Muž již v průběhu prvních hodin po návštěvě úložiště pocítil nevolnost a zvracel. Po 4 dnech byl hospitalizován pro vážné popálení nohy. Lékař nerozpoznal, že jde o radiační popáleninu. Muž po týdnu v důsledku ozáření zemřel. Na nehodu se přišlo po několika týdnech, když musel být i nevlastní syn mrtvého hospitalizován. U něho již bylo identifikováno radiační popálení na rukou (zjistilo se, že po určitou dobu držel zářič v rukách). Celkem 5 lidí obdrželo dávky mezi 0,3 až 2,7 Gy [9].

Lilo, Gruzie, 1997

Mezi dubnem až srpnem roku 1997 se u vojáků výcvikového střediska pohraničních vojsk v Lilo objevila kožní poškození, která byla z počátku diagnostikována jako klasické popáleniny či alergie. Teprve později (v prvém případě po více než 9 měsících léčení) bylo za příčinu poškození označeno ozáření. Rozběhlo se rozsáhlé šetření, které se soustředilo jak na původ ozáření, tak na diagnostiku a terapii postižených osob. Postupně se našlo 12 zářičů ¹³⁷Cs a jeden ⁶⁰Co na řadě různých míst výcvikového střediska (odhadnuté aktivity se pohybovaly od 0,02 do 164 GBq). Zdrojem nejzávažnějšího radiačního poškození bylo ¹³⁷Cs o aktivitě 164 GBq, které bylo nevědomky uloženo v kapse vojenského kabátu, používaného jako pokrývka. I v tomto případě se dávka v kůži pohybovala v řádu několika desítek Gy.

Obr. 6: Vlevo radiační vřed v subakutní fázi a pět vředů spontánně zhojených s depigmentací, způsobené neuvědomělou expozicí ¹³⁷Cs o aktivitě 164 GBq o 4 až 8 měsíců dříve. Vpravo hluboký infikovaný radiační vřed na stehně, 6 měsíců po expozici tímtéž zdrojem.

U 11 osob trvalo ozařování podle následných šetření a analýz přerušovaně 60 až 300 dnů (počátek nebyl přesně zjištěn) a bylo silně heterogenní. U postižených byla diagnostikována chronická lokální nemoc z ozáření (postupně se rozvinula v těžké radiační popáleniny). Odhady celotělových dávek se pohybovaly v intervalu od 0,2 do 5,9 Gy. Po dvou letech od ozáření bylo konstatováno, že z jedenácti pacientů budou tři i nadále vyžadovat léčbu (chirurgické zákroky, rekonstrukce odejmutých svalů a kůže, plastiky atd.) [10].

Sarov, Rusko, 1997

Dne 17. června 1997 byl fyzik, který pracoval jako vedoucí technik ve výzkumném jaderném středisku Sarov v Ruské federaci, vážně ozářen v důsledku nehody, během které došlo k pádu kovového reflektoru odrážejícího neutrony, do prostoru s vysoce obohaceným uranem. Na krátký okamžik došlo k nastartování štěpné řetězové reakce. Pracovník spatřil světelný záblesk a pocítil krátkou vlnu tepla. Doprovodný záblesk neutronového a gama záření vedl k expozici trupu pracovníka dávkou okolo 40 – 50 Gy (odhadovaná dávka na ruce však byla minimálně o řád vyšší), jež vedla k úmrtí během tří dnů navzdory okamžité lékařské pomoci na specializované klinice v Moskvě [11].

Istanbul, Turecko, 1998

K vážné radiační události došlo v Istanbulu mezi prosincem 1998 a lednem 1999, kdy byly dva obalové soubory používané k přepravě teleterapeutických zdrojů ⁶⁰Co prodávány jako kovový šrot. Osoby, které si tyto dva obalové soubory zakoupily, je otevřely, čímž nevědomky vystavily sebe a několik dalších osob ozáření z nestíněného zdroje ⁶⁰Co. Celkem bylo do nemocnice přijato osmnáct osob, z nichž deset vykazovalo klinické příznaky akutní nemoci z ozáření [12].

Groznyj, Čečensko, 1999

Šest pachatelů se pokusilo o zcizení radioaktivního zdroje z místní chemičky. Tři z nich vyjmuli několik zářičů z kontejneru, aktivita každého ze zářičů byla 1 PBq. Příkon dávkového ekvivalentu (PDEDávkový ekvivalent – radiobiologická veličina kvantifikující rozdílný radiobiologický účinek různých druhů záření prostřednictvím funkce LET (Linear Energy Transfer). Jednotkou je jeden sievert (Sv).) ve vzdálenosti 1 m od každého jednoho zářiče činil 76 Sv/h. První muž zemřel po půl hodině, další 2 jej krátce na to následovali. Celková bilance: 3 mrtví, 3 silně ozáření [13].

Yanago, Peru, 1999

V únoru 1999 došlo v Yanango v Peru k závažné radiační nehodě, když svářeč zvedl ¹⁹²Ir průmyslový radiografický zdroj a uložil jej na několik hodin do kapsy. Tato akce měla za následek ozáření vysokou dávkou, které vyžadovalo amputaci jedné nohy. Dávka na kůži dosáhla téměř 10 kGy, některé blízké orgány obdržely desítky Gy. Ozářena byla i svářečova manželka a děti, ale v mnohem menší míře [14].

Samut Prakarn, Thajsko, 2000

Na konci ledna a začátkem února 2000 došlo v thajském Samut Prakarn k radiační mimořádné události, kdy byla odcizena z nezabezpečeného úložiště vyřazená hlava teleterapeutického ozařovače obsahující ⁶⁰Co, částečně demontována a prodána jako kovový šrot. Deset lidí obdrželo vysoké dávky, tři z nich zemřeli během dvou měsíců po nehodě následkem akutní nemoci z ozáření [15].

Obr. 7: Mokvající puchýře a otoky rukou 3 týdny po expozici

Obr. 8: Stav levé ruky osm týdnů po expozici. Všimněme si obnažené šlachy
ohýbače ukazováku a nekrózy okolních měkkých tkání.

Obr. 9: Masivní infekce a začátek nekrózy dlouhé radiační popáleniny
na pravé noze 11 týdnů po expozici

Lia, Gruzie, 2001

Prosinec 2001 – tři dřevorubci našli poblíž jejich tábora dva kontejnery vydávající teplo, a protože příjemně hřály, strávili noc v jejich těsné blízkosti. Jednalo se o vyřazené a zapomenuté nedostatečně stíněné zdroje ⁹⁰Sr ze sovětských radioizotopových termoelektrických generátorů, které v období studené války sloužily jako energetický zdroj pro vojenské radiomajáky. Každý ze zdrojů obsahoval 1,1 PBq tohoto radionuklidu, který je prakticky čistým zářičem beta. Paprsky beta této energie nepronikají příliš hluboko do těla, pohlcují se z velké části již v kůži a v podkoží. Do rána dřevorubci začali jevit typické příznaky nemoci z ozáření (nevolnost, bolest hlavy, závratě a intenzivní zvracení). Během následujících hodin byli hospitalizováni s vážnými radiačními popáleninami [16]. Zásahový tým se skládal z 25 mužů, z nichž každý směl manipulovat s kontejnerem po dobu maximálně 40 sekund s pomocí dálkových manipulátorů.

Obr. 10: Radiační popáleniny gruzínských dřevorubců od ztracených stronciových
zdrojů pro termoelektrické generátory

Video k události v Gruzii z roku 2001

Fleurus, Belgie, 2006

Zaměstnanec belgického komerčního závodu pro průmyslové ozařování zdravotnických prostředků byl v roce 2006 vystaven vysokým dávkám radiace a jeho zdraví bylo těžce poškozeno.

Zařízení využívá zdroj ⁶⁰Co a přístup do ozařovny je chráněn bezpečnostním blokovacím systémem, který má zabránit vysunutí zdroje z ochranného krytu při otevřených dveřích do ozařovny.

Dne 11. března si zaměstnanec všiml, že aniž by byl vydán příkaz k vysunutí zdroje, aktivoval se alarm radiačního monitoru, přičemž dveře ozařovny byly otevřené. Pracovník to vyhodnotil jako chybu monitoru radiace, resetoval alarm a vstoupil do ozařovny na dobu 20 sekund, aby ručně uzavřel dveře. Pracovník nebyl vybaven osobním elektronickým dozimetrem, jak to vyžadují směrnice společnosti.

Záhy začal trpět nevolnostmi a zvracel, nenapadlo jej ale spojovat své obtíže s ozářením. O několik týdnů později zpozoroval masivní vypadávání vlasů a navštívil lékaře, který diagnostikoval celotělové ozáření vysokou dávkou 4,4 – 4,8 Gy. Pracovník byl přijat do francouzské nemocnice k léčbě nemoci z ozáření dne 31. března.

Za primární příčinu nehody bylo označeno selhání hydraulického řídicího systému, který vysouvá zdroj z bezpečnostního krytu [13].

* * *

Prezentované výsledky byly finančně podpořeny Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy – projekt LQ1603 Výzkum pro SUSEN. Práce byla realizována na velké infrastruktuře Udržitelná energetika (SUSEN) vybudované v rámci projektů CZ.1.05/2.1.00/03.0108 a CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_008/0000293.

Pokračování příště

Odkazy