Дозиметричний супровід аналітичних епідеміологічних досліджень віддалених ефектів опромінення учасників ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС




Назва журналу

Номер ISSN

Назва тому



Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук зі спеціальності 03.00.01 «Радіобіологія».Національнийуніверситет біоресурсів і природокористування України.Київ, 2021. У дисертації представлено цикл наукових праць, присвячених комплексному дозиметричному забезпеченню аналітичних епідеміологічних досліджень віддалених біологічних ефектів опромінення учасників ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС. Цикл робіт містить докладний опис розроблення та валідації універсального розрахунково-аналітичного методу ретроспективної дозиметрії, а також ретроспективної реконструкції індивідуальних компонент доз опромінення за допомогою стохастичного моделювання з урахуванням конкретних умов роботи. Застосування новітніх методів ретроспективної оцінки доз учасників ліквідації наслідків аварії дозволило забезпечити дозиметричну підтримку молекулярних досліджень виявлення маркерів опромінення для радіаційно-асоційованого канцерогенезу молочної залози та генетичних ефектів у нащадків ліквідаторів, отримати достовірні величини ризиків виникнення радіоіндукованих ефектів – лейкемії та катаракти, що призвели до перегляду (значного зменшення) ліміту еквівалентної дози зовнішнього опромінення кришталика ока й підтвердження існуючого ліміту опромінення всього тіла в міжнародній системі радіаційного захисту.


Thesis for a Doctor’s Degree in Biological Sciences majoring in 03.00.01 «Radiobiology».National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Kyiv, 2021. The thesispresents a series of scientific works devoted to the complex dosimetric support of analytical epidemiological studies of long-term biological effects of cleanup workers exposed during the Chornobyl accident. This population is a unique and most promising basis for conducting analytical epidemiological studies (cohort, case-control or combined) of health effects caused by ionizing radiation due to its size and broad range of doses. However, for a substantial fraction of the Ukrainian cleanup workers, dosimetric data were incomplete, had unknown accuracy, or did not exist at all. 39 Therefore, in order to obtain reliable results of epidemiological risk analysis of anticipated radio-induced long-term effects (primarily leukemia and cataracts), it was necessary to verify existing dose estimates and develop adequate methods of retrospective dosimetry applicable to cleanup workers assubjects of epidemiological studies.The main requirements for dosimetry in such studies are: (1) the ability of the dosimetric method to estimate doses in a broad range of values; (2) uniform quality of dose estimation achieved by the application of a universal dosimetric method; (3) provision of all study subjects (including the deceased) with individual dose estimates without exception. The latter requirement is particularly important for leukemia research, as this disease has a high mortality rate and many subjects have already died before the study began. A new analytical method RADRUE (Realistic Analytical Dose Reconstruction and UncertaintyEstimation) dose reconstruction was developed, verified and applied, which takes into account the uncertainty of individual dose assessment of cleanup workers. Reconstruction of red bone marrow doses for subjects of the Ukrainian American case-control leukemia study, which was carried out in a cohort of 110645 Ukrainian liquidators who participated in cleanup during 1986–1990, was carried out individually for 1000 subjects using the RADRUE method. Doses modeled using the data acquired from personal interviews (with a living subject, or with two proxies if the subject was dead) were found to vary in extremely broad range: 4·10-5 to 3260 mGy, with the arithmetic mean of 92 mGy and the median of 17.2 mGy. Uncertainties in stochastic estimates of individual dose vary widely, with an average geometric standard deviation of 2.0. A modified version of the RADRUE method was used to estimate the doses of subjects of molecular genetic research of breast cancer in women participating in cleanup and evacuated from the 30-km zone. The results of the reconstruction showed a large variability of individual doses: from 0.03 to 929 mGy, with a median of 5.8 mGy. Doses of female liquidators are on average much lower than the doses of male liquidators, but in some cases can also reach very high values. It has been shown that the doses of women evacuated from Pripyat after the accident are in the range from 4 to 45 mGy with a median of 19 mGy which corresponds to previously published estimates for evacuees from Pripyat and the 30-km zone. A method of complex estimation of thyroid doses due to all irradiation routes (external irradiation, internal due to inhalation of short-lived radionuclides of iodine and oral intake with food) was developed and applied to dose reconstructions for the subjects of the case-control study among cleanup workers. Individual thyroid doses were determined for 607 liquidators (cases and controls), the contribution of individual components to the total dose was assessed depending on the individual characteristics of the subject cleanup activity. It was found that on average thyroid dose due to all irradiation pathways was 199 mGy with the median of 47 mGy and the range from 0.15 to 9.0 Gy. It has been shown that the internal component of 131I thyroid dose accounted for more than 50 % of the total thyroid dose for 45 % of subjects. A methodology for estimating the gonadal doses (for ovaries and seminal glands) accumulated on certain dates before conception of a child for parents irradiated 40 as a result of the Chornobyl accident was developed and applied in the study of transgenerational effects of ionizing radiation. For 298 pairs of study subjects, we reconstructed individual doses for gonads accumulated between the time of the accident on April 26, 1986, and two time points relative to the date of birth (DOB): 51 (DOB-51) and 38 (DOB-38) weeks earlier. The arithmetic mean doses of DOB-38 gonads for fathers and mothers were 227 mGy (median 11 mGy, range 0–4080 mGy) and 8.5 mGy (median 1.0 mGy, range 0–550 mGy) correspondingly. New methodological approaches to verification and retrospective recalibration of official dose records were developed and applied to the assessment of individualized beta and gamma doses of eye lens in the study of radiation cataract among Chernobyl cleanup workers. The cumulative (beta and gamma) doses of eye lens and their uncertainties were modelled for the first time for 8607 study subjects taking into account the individual conditions and location of Chornobyl work, time since the accident, and protective measures taken by a subject. The cumulative individual lens doses due to gamma and beta irradiation for the study cohort have a broad range with the median of 123 mGy, the 5 th and 95th percentiles are 15 and 480 mGy respectively, and the total range is from 2 to 1140 mGy. The contribution of the beta component to the cumulative lens dose for approximately 32 % of subjects was estimated to be the equal or greater than the corresponding gamma component, although for the majority of subjects (56 %) the geometric mean beta dose was half or less than a half of their gamma doses. The development of new methods of retrospective dose assessment for cleanup workers provided the dosimetric support for molecular studies to identify markers for radiation-associated breast carcinogenesis and genetic effects in the offspring of liquidators, to estimate reliable risk values for associated effects like leukemia and cataract in the cohort of liquidators of the Chornobyl accident. It is proven that the newly developed methods of retrospective dosimetry, in particular the analytical-calculation method RADRUE and its modifications, allow to carry out the effective post-Chernobyl analytical epidemiological studies. These results had established the basis of new international safety standards (dose limits) for occupational exposure.

Ключові слова

іонізуюче випромінювання, дози опромінення, ліквідатори ЧАЕС, учасники ліквідації наслідків аварії, ретроспективна дозиметрія, радіаційна епідеміологія.

Бібліографічний опис

Дозиметричний супровід аналітичних епідеміологічних досліджень віддалених ефектів опромінення учасників ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС: автор. дис. . доктора біологічних наук: 03.00.01 "Радіобіологія" (біологічні науки) / О.В. Баханова ; Національний університет біоресурсів і природокористування України. - Київ, 2021. - 41 с