Nacházíte se zde: Úvod / Radiační ochrana / Principy radiační ochrany

Principy radiační ochrany

Z obecných úvah o motivech rozhodování a konání platí poznání, že lidé konají nějakou činnost, pokud jim přináší větší přínos a výhody než činí náklady a spojené nevýhody, tedy dostatečný čistý přínos; výhody a nevýhody nemusí mít nutně materiální povahu. Bude tedy mít nároky na přiznání přijatelnosti jen takto zdůvodněná činnost vedoucí k ozáření lidí. Ovšem čistý přínos lze často dalším vynaložením úsilí či nákladů zvýšit, např. vynaložením tolika prostředků na ochranná opatření, až další náklady již nepřinesou úměrné snížení ozáření lidí. Tento přístup usilující, aby všechny dávky byly tak nízké jak je rozumně dosažitelné při uvážení ekonomických a sociálních hledisek, nazýváme stručně optimalizací ochrany před zářením.

I při zdůvodněné činnosti s optimalizovanou ochranou však mohou být přínos a újma (reprezentovaná dávkami záření) nestejně rozděleny mezi dotčené osoby, v krajních podmínkách by i při optimalizované ochraně mohli jednotlivci dostat vysoké dávky. Proto je nezbytné pro druhy ozáření vyznačující se nestejnou distribucí přínosu a dávek, jako je ozáření při práci a ozáření obyvatel (nikoliv lékařské ozáření, kde se většinou přínos i újma týkají stejných osob), zabránit závažným nerovnostem a stanovit obecnou garanci nejvýše přijatelného individuálního rizika stochastických poškození, jímž jsou obecné limity individuálních dávek.

Zdůvodnění činností vedoucích k ozáření, optimalizace radiační ochrany a dodržení obecných dávkových limitů jsou základními principy, zavedenými do radiační ochrany již publikací ICRP č. 26 [ICRP 1977] a rozvinutými a doplněnými dále v publikaci ICRP č. 60 [ICRP 1991] a v Základním bezpečnostním standardu BSS [IAEA 1996]. Zejména poslední dokument k principům radiační ochrany přidal explicitně i požadavek zajištění bezpečnosti zdrojů ionizujícího záření.

Zavedením veličiny efektivní dávky, jako míry celkové újmy, dovolilo hodnotit ozáření osob ve většině aplikací, i při nehomogenním ozáření více orgánů a tkání. Hodnocení důsledků ozáření jednotlivého orgánu bylo možné již při stanovení koeficientu rizika pro tento orgán a mělo význam při ozářeních s převažující depozicí energie v tomto orgánu na př. ve štítné žláze při hodnocení úniku radioaktivních izotopů jódu z reaktoru. Kvantitativní optimalizace se ovšem stala reálně možnou až po určení rizika pro všechny tkáně a orgány a vytvoření veličiny efektivní dávka.

Efektivní dávka je vhodnou veličinou i pro stanovení obecných limitů rizika stochastických účinků pro jednotlivce s tím, že limity tkáňové ekvivalentní dávky mají zabránit deterministickým účinkům, tam kde je možnost vyššího ozáření tkáně i při dodržení limitu efektivní dávky. V době kdy efektivní dávka, resp. její nedávný předchůdce, efektivní dávkový ekvivalent, nebyla zavedena, byl pro limitování situací nehomogenního ozáření více orgánů a tkání používán přístup kritického orgánu či tkáně. Při něm se ozáření limitovalo dle dávky v nejzávažněji ozářeném orgánu, tedy v tom, kde se dávka nejvíce přiblížila k příslušnému limitu tkáňového dávkového ekvivalentu, ozáření ostatních orgánů a tkání bylo při tomto přístupu prakticky zanedbáno.

Člověk je během svého života neustále ozařován z přírodních i umělých zdrojů záření a veškeré aktivity člověka jsou spojeny s kumulací dávek proměnlivého příkonu (vdechováním radioaktivních látek ze vzduchu, jejich příjmem v potravinách, ozařováním z radioaktivních látek ve vlastním organismu, pobytem a pohybem při příkonu zevního ozáření různém dle lokality i nadmořské výšky, kontaktem s umělými zdroji ozáření atd.).

Doporučení ICRP č. 60 [ICRP 1991] přineslo základní rozlišení dvou lidských aktivit, rozdílných co do vlivu na existující již ozáření lidí - záměrné, plánované činnosti, („practice“), vedoucí k předvídanému, a tedy pod kontrolou stojícímu ozáření lidí, přispívajícímu k dosavadní úrovni jejich ozáření z přírodních a umělých zdrojů a aktivity, kdy zdroj se dostane mimo kontrolu - zásahy („intervention“).

K činnostem řadíme nejen ty, jež zavádějí nové soustavy zdrojů, expozičních cest a jednotlivců, ale i ty, jež mění síť expozičních cest z existujících již zdrojů k člověku a tak zvyšují ozáření jednotlivců nebo počet ozařovaných.

Cílem zásahů je snížit/omezit stávající nebo hrozící ozáření osob odstraněním zdrojů, změnou expozičních cest nebo snížením počtu ozařovaných osob (nejde zde ovšem o opatření k snížení ozáření v rámci činností, na př. na základě optimalizační revize dosavadních postupů nebo ochranných opatření). Doporučením  ICRP č. 60 [ICRP 1991] bylo do kategorie „zásahů“ sloučeno  řešení dvou zdánlivě odlišných situací - kontaminace prostředí po havarijním úniku radioaktivních látek a ozáření v důsledků „minulých“ povolených činností (tzv. staré zátěže např. po uranové těžbě) či vyšší ozáření radonem a produkty jeho přeměny v bytech, které vyžaduje zásah. Oběma situacím je ovšem společné to, že vznikly nezáměrně a snížení ozáření vyžaduje v obou případech zásah do stávající situace mimořádnými prostředky. Návrh nového doporučení ICRP chce tyto typy expozic odlišit na expozice havarijní a potenciální.

Zatím co pro radiační ochranu při činnostech platí plně uvedené principy zdůvodnění, optimalizace ochrany a dodržení limitů individuálních dávek (s výjimkou oblasti lékařského ozáření), řídí se zásahy principem zdůvodnění a optimalizace, tzn. požadavkem, aby snížení újmy způsobené ozářením v důsledku provedení zásahu  převýšilo škody a náklady se zásahem spojené, včetně nákladů sociálních, a aby přínos zásahu byl co nejvyšší. Žádné obecné limity se na zásahové situace nevztahují; jsou však mezinárodně stanovená kritéria – zásahové úrovně/akční úrovně, při jejichž překročení se daný zásah považuje za zdůvodněný a příp. i optimalizovaný.

Opatření k omezení ozáření osob, ať již při činnostech nebo v rámci zásahů, lze uplatnit v kterémkoliv článku expozičního řetězce, u zdroje, v cestách expozice i u exponovaných osob. Opatření u zdroje jsou nejméně rušivá, nejvíce efektivní a je jim jistě vhodné dávat přednost, ovšem pokud je lze vůbec uplatnit. Opatření v prostředí více obtěžují a při ochraně obyvatel mají negativní sociální dopady, jejich účinnost je omezena tím, že se mohou týkat jen některých expozičních cest a omezené skupiny jedinců z obyvatelstva.

I když principy radiační ochrany jsou obecné, je stupeň regulovatelnosti různých druhů ozáření a zásahů rozdílný a může ovlivnit vhodnost použití různých prostředků regulace. Je účelné obecně rozlišit tři druhy ozáření [Klener 2000]:

  • ozáření při práci, zahrnující zásadně všechna ozáření, k nimž došlo při práci a zásadně jako důsledek práce,
  • ozáření lékařské, jež je především ozářením osob jako součásti vyšetřovacích a léčebných postupů na nich prováděných; je sem zařazováno i ozáření dobrovolníků – neprofesionálů při pomoci při vyšetřeních, ozáření návštěvníků pacientů a ozáření při lékařských výzkumech,
  • ozáření obyvatel (obecné), kam spadají veškerá ostatní ozáření, tedy ozáření z radioaktivních látek, uváděných záměrně do prostředí z jaderných a jiných zařízení u nás i v zahraničí, ze zdrojů zevního ozáření při pobytu v jejich blízkosti (v čekárně nemocnice, na ulici), při užití zdrojů ionizujícího záření v rámci obecné výuky ve škole, a i z radioaktivních látek v prostředí z pokusů jaderných zbraní (jejich provozovatelé uvádějí, že jde o testy výrobku v rámci výroby zbraní, zajišťované podle principů radiační ochrany).

 

Na ozáření obyvatel z přírodních zdrojů, jež se dříve uvádělo jako samostatný druh ozáření, se nyní nahlíží jako na ozáření trvající, dle BSS [IAEA 1996] chronické, jehož ovlivnění, pokud je v některých případech zdůvodněné očekávatelným čistým přínosem, má charakter zásahu. Na ozáření z přírodních zdrojů při práci se sice v duchu zásad Mezinárodní organizace práce nahlíží obecně jako na expozici při práci, ale požadavky radiační ochrany se na toto ozáření uplatňují, jen je-li přímou součástí práce (na př. při podzemní těžbě surovin) nebo, je-li usměrnění tohoto ozáření v kompetenci provozovatelů činností a překračuje li určité hodnoty (jde převážně o přítomnost radonu a produktů jeho přeměny v ovzduší pracovišť, zásahová úroveň uvedená v našich předpisech je 1000 Bq EOAR ).

Při činnostech i zásazích je často prakticky jisté, že k ozáření dojde, jeho výši lze předpovědět, i když s určitou mírou nejistoty. Vedle těchto „normálních“ ozáření se však v rámci činností i zásahů vyskytují operace, zahrnující zdroje ionizující záření a spojené s možností neočekávaného ozáření v důsledku nehody nebo selhání přístrojů či lidí, tedy s ozářením potenciálním. U řady zdrojů jsou právě nehody a selhání jedinou příčinou významnějších dávek. Jelikož lze dosáhnout určitého stupně kontroly i nad pravděpodobností a velikostí těchto ozáření, nabývají přístupy ochrany před zářením v takových případech charakter zajištění bezpečnosti zdrojů a bezpečného zacházení s nimi. Ochrana před zářením se tak sbližuje s obory technické a jaderné bezpečnosti a aspekty zábrany potenciálnímu ozáření vešly do současných formulací principů ochrany před zářením a bezpečnosti zdrojů, natolik, že se jeví na místě mluvit o systému ochrany před zářením a bezpečnosti zdrojů záření [IAEA 1996].

Při posuzování, zda navrhovaná činnost je zdůvodněna, tj. přináší dostatečný čistý přínos, vstupují do analýzy veškeré přínosy i ztráty a náklady, nikoliv pouze ty, jež jsou poskytovány nebo způsobovány některým skupinám osob. Jde o přínosy a ztráty, z nichž některé lze vyčíslit, některé však jen velmi obtížně, pokud vůbec, jako je tomu v případě přínosu k uspokojování tužeb a estetických potřeb, nebo škod vyvolaných strachem či omezením prožitků. Rozhodování o nových činnostech, např. o využití nových zdrojů energie, je zpravidla velmi komplexní, zahrnuje uvážení mnoha hledisek hospodářských, politických, ekologických, vojenských, národnostních a pod. Je patrné, že jde většinou o celostátně významná a ne příliš častá rozhodnutí. Hledisko ochrany před zářením je zde jedním z mnoha uvažovaných, je však třeba zajistit, aby bylo kvalifikovaně uplatněno a řádně zohledněno, zejména v posuzování alternativ, jež je často prvou, přípravnou fází rozhodování.

Zásadně stejný postup platí i v rozhodování o zavedení předmětů spotřeby představujících zdroje ozáření, jako jsou na př. hodinky s radioaktivní hmotou na číselnících, hlásiče požáru na ionizačním principu apod., kde je ingerence orgánů radiační ochrany přímější. Mezinárodně již bylo dohodnuto, že zavádění radionuklidů do potravin, hraček a kosmetiky jakož i užití jich k frivolním účelů (např. zdobení bižuterie), se pokládá za nezdůvodněné  [EU 1996].

K dennímu rozhodování o zdůvodněnosti ozáření dochází ve zdravotnictví při indikaci vyšetření nebo léčení s pomocí zdrojů ozáření pacienta. Platí pro ně stejné požadavky jako na zdůvodnění jiných činností, ovšem s tím, že pro lékařská ozáření pacientů neplatí dávkové limity (ty platí jen na ozáření návštěvníků u nemocných s aplikovanými zářiči nebo pomocníků z řad neprofesionálů při lékařských úkonech). Vyšetření indikovaná klinickým stavem pacienta jsou obvykle odůvodněná, i když některé dříve obvyklé, „automatické“, indikace byly odbornými kruhy shledány nadále nezdůvodněnými. Skupinová vyšetření vyžadují pečlivého zhodnocení s hlediska přínosu vyšetřovaným nebo případně širším populačním celkům a řada dříve prováděných masových a skupinových akcí byla opuštěna.

Za nezdůvodněná jsou považována radiologická vyšetření pro detekci krádeže, pro právní a pojišťovací účely, pro účely zaměstnávání a pro výzkum, pokud nejsou prováděna v souladu s Helsinskou deklarací. Proces zdůvodňování se uplatní nejen při rozhodování o nové činnosti, ale též při sledování stávajících činností a jejich revisí na základě nových informací o jejich efektivitě nebo důsledcích.

Jaké ozáření lidí, ať již personálu nebo obyvatel, způsobí určitá činnost, je výsledkem jednak volby technologických postupů a ochranných opatření při projekci a výstavbě, jednak důsledkem každodenní realizace činnosti v konkrétním uspořádání procesu užití zdrojů. Cílem radiační ochrany v obou případech je zajistit, aby velikost individuálních dávek, počet ozářených osob a pravděpodobnost ozáření tam, kde není prakticky jisté, že k němu dojde, byly tak nízké, jak lze rozumně dosáhnout při respektování hospodářských a sociálních hledisek (princip optimalizace radiační ochrany je ztotožňován s tzv. principem ALARA („as low as reasonably achievable“).

Dopad snižování dávek ozáření nelze vždy přesně vymezit a jen zčásti lze  vyčíslit náklady na tento proces. Optimalizace radiační ochrany je prováděna zejména na základě odborného odhadu a zkušeností bez použití přesných kvantitativních metod, opírá se o rozbor výsledků monitorování ve vztahu k prováděným operacím se zdroji záření. V rámci projekce a výstavby má radiační ochrany výraznější technické (na př. stavební uspořádání provozu, stínění, ventilace, záchyt radioaktivních látek z medií) i organizační prostředky realizace. Přínos těchto opatření ke snížení dávek lze často dosti přesně předpovědět a náklady na výstavbu a další provoz jsou známé nebo odhadnutelné. Proto se v optimalizaci ochrany ve fázi projekce klade důraz na kvantitativní metody ochrany a optimalizace radiační ochrany využívá postupy inženýrské optimalizace, jež byly vyvinuty v jiných odvětvích průmyslového konání.

Cílem optimalizace je nalézt stupeň ochrany (charakterizovaný určitou hodnotou kolektivní dávky), při němž další vynakládání prostředků již není kompenzováno rovnocennou úsporou újmy (úměrné určité kolektivní dávce). Přímou kvantitativní metodou nalezení tohoto optima je diferenciální analýza nákladů a přínosu. V základní rovnici výroby

kde B je čistý zisk, přínos, V - hrubý přínos, P - náklady výroby či činnosti, X - vyčleněné náklady na ochranu, Y - újma spojená s činností, jsou k maximalizaci přínosu analyzovány veličiny  X a Y ve vztahu k nezávislé proměnné S - kolektivní dávce z činnosti, což lze vyjádřit vztahem

V analýze se přímo srovnávají přírůstky nákladů na ochranu a újmy, což vyžaduje vyjádření obou položek ve srovnatelných veličinách. Peněžní vyjádření újmy předpokládá stanovení peněžního ekvivalentu jednotky kolektivní efektivní dávky a souvisí s nezbytností vážit, jaké prostředky pro radiační ochrany a na jakém místě lze vynaložit, což vyžaduje existenci obecné míry účinnosti vynaložených prostředků. Hodnocení ceny újmy však může být velmi kontroverzní a zahrnuje implicitní i explicitní ocenění ztráty zdraví a lidského života a někdy i jiných než zdravotních škod. Hodnotí však statisticky průměrné zdravotní škody, nikoliv poškození nebo smrt konkrétní osoby. Relativní hodnocení zdraví a života je nadto procesem objektivním, jakékoli rozhodnutí o vynaložení nebo nevynaložení prostředků na radiační ochrany je současně rozhodnutím o ceně zdravotní újmy nebo její úspory a je správné, aby bylo společností usměrňováno.

Pokud jde o omezování ozáření osob - limity ozáření jsou považovány nikoli za hodnoty zaručující přijatelnost, ale za hranici mezi oblastí dávek zcela nepřijatelných a oblastí, kde je nutno určit skutečnou přijatelnost ozáření optimalizací ochrany před zářením. Limity jsou jakousi „obálkou“ pro sumu optimalizačních mezí, směrných hodnot.

Vyhláška č. 307/2002 Sb. v platném znění rozlišuje několik druhů základních limitů jako závazných kvantitativních ukazatelů, jejichž překročení není podle atomového zákona přípustné, a dále odvozené limity, omezující stejné případy ozáření jako základní limity pro pracovníky, ale vyjádřené ve snáze měřitelných veličinách. Základní limity pro pracovníky se zdroji se považují za nepřekročené i tehdy, nejsou-li překročeny stanovené odvozené limity – ovšem překročení odvozeného limitu ještě neznamená nutně překročení limitu základního, protože oba byly spojeny konzervativním modelem. Při více cestách ozáření (např. zevní ozáření, vnitřní ozáření z požití radionuklidů, vnitřní ozáření z vdechnutí radionuklidů) se nepřekročení základních limitů pro pracovníky se zdroji považuje za splněné, pokud součet podílů ozáření z jednotlivé cesty ozáření a příslušných odvozených limitů je menší než jedna.

Rozlišují se základní limity pro pracovníky se zdroji, vztahující se na ozáření, kterému jsou vystaveni v přímém vztahu k vykonávané práci pracovníci kategorie A nebo B (viz dále ), základní limity pro učně a studenty, vztahující se na ozáření, kterému jsou vědomě, dobrovolně a po poučení o rizicích s tím spojených vystaveny osoby po dobu jejich specializované přípravy na výkon povolání se zdroji ionizujícího záření a základní limity obecné, vztahující se na ozáření ze všech činností vedoucích k ozáření, kromě ozáření výše uvedených, lékařského ozáření, ozáření osob podílejících se na zásazích v případě radiační nehody a případů ozáření, na které se vztahují limity zvláštní (viz dále). Tyto obecné limity se uplatňují na průměrné ozáření v kritické skupině obyvatel (viz dále) pro všechny cesty ozáření a ze všech činností.

Do čerpání limitů ozáření se na pracovištích se zdroji ionizujícího záření nezapočítává ozáření z přírodních zdrojů, kromě ozáření z těch přírodních zdrojů, které jsou vědomě a záměrně využívány (např. těžba a úprava radioaktivních surovin), a kromě případů, kdy ani po provedení nápravných opatření nebylo možné objemovou aktivitu radonu v ovzduší snížit v době výkonu práce pod hodnotu 1000 Bq/m3. Limity ozáření se nevztahují na ozáření osob podílejících se na zásazích v případě radiační nehody, avšak toto ozáření nesmí překročit desetinásobek základních limitů pro pracovníky se zdroji, pokud nejde o případ záchrany lidských životů, či zabránění rozvoje radiační nehody s možnými rozsáhlými společenskými a hospodářskými důsledky.

Základní limity se vztahují na součet efektivních dávek ze zevního ozáření a úvazků této dávky z radioaktivních látek (SE+ SE50) přijatých do organizmu za stejné období (tímto způsobem se vykládá pojem „úvazek vnitřního ozáření“, použitý ve vyhlášce) popř. na ekvivalentní dávky v určitém orgánu či tkáni (HT). Hodnoty platných základních limitů jsou uvedeny v tabulce .

Zvláštní limity jsou stanoveny pro ozáření dobrovolníků při péči o pacienty, návštěvníků či spolužijících – 1 mSv u osob do 18 let a 5 mSv u ostatních za dobu vyšetřování nebo léčení pacienta a pro ozáření plodu. U těhotných žen pracujících na pracovištích se zdroji záření se ozáření neprodleně poté, co žena těhotenství zjistí a oznámí zaměstnavateli, omezuje úpravou podmínek práce tak, aby bylo nepravděpodobné, že součet efektivních dávek ze zevního ozáření a úvazků efektivních dávek z vnitřního ozáření plodu, alespoň po zbývající dobu těhotenství, překročí 1 mSv. Původ této hodnoty je limit pro jednotlivce z obyvatelstva, jehož představuje plod vnesený budoucí matkou na pracoviště se zdroji ionizujícího záření. Z uvedeného též vyplývá, že nadále není požadováno vyloučení těhotné ženy z práce se zdroji záření.

Vedle limitů, vedoucích k omezení nebo zastavení ozáření, se v radiační ochraně, zejména pro hodnocení výsledků monitorování, používají i hodnoty, představující kritérium k určité aktivitě – tzv. referenční úrovně. Rozlišujeme úrovně záznamové - určující od jaké hodnoty dávky (zpravidla 1/10 ročního limitu) nebo jí odpovídající měřené veličiny, se mají výsledky monitorování zaznamenávat; úrovně vyšetřovací - indikující vyšetření buď v důsledku překročení úrovně, tedy především dávek obdržených osobami - tyto hodnoty bývají zpravidla vázány na 3/10 dávkového limitu, nebo příčin tohoto překročení, hodnota úrovně zde bývá vázána na indikaci změn proti obvykle očekávané situaci; úrovně zásahové, jejíž dosažení je pokynem k provedení mimořádného opatření – zásahu.

Požadavky systému radiační ochrany nejsou (a nemohou být) uplatňovány na ozáření, jejichž regulace leží mimo lidské možnosti. Takovým je na př. ozáření z 40K v lidském organismu. Za prakticky neovlivnitelné je považováno ozáření kosmickým zářením při pobytu na zemi; přesuny do různých nadmořských výšek jako metoda regulace ozáření prakticky nepřicházejí v úvahu. Ovšem vedle těchto ozáření, vylučujících se svou povahou ze systému radiační ochrany, existují i činnosti vedoucí k ozáření a zdroje záření, jež nestojí za to, aby byly regulovány. Patří sem stanovení hranice, nad kterou obsah radionuklidů v látce činí tuto zářičem hodným pozornosti, vymezení činností, způsobujících při normálním průběhu jen velmi malé dávky a tedy neúčelných k uplatňování požadavků ochrany. Dále sem patří přeprava nízko kontaminovaných materiálů, problém „NORM“ (naturally occuring radioactive materiále - jde především o přístup k hodnocení koncentrace radionuklidů přírodního původu v řadě neradiačních technologií) i zásady „uvolňování“ radioaktivních látek do prostředí bez další kontroly a jakékoli regulace.

K udělení výjimky pro zdroj nebo situaci v prostředí jsou tak dva důvody - buď zdroj způsobí velmi malé individuální dávky a malé kolektivní dávky za normálních a nehodových podmínek, nebo žádným rozumným regulačním opatřením nemůže být dosaženo významného snížení uvedených dávek. Pro poskytnutí výjimek z požadavků systému radiační ochrany jsou obecnými kritérii:

  • individuální radiační rizika z činnosti nebo zdroje, jež jsou vyjímány, musí být dostatečně nízké, aby nebylo třeba je usměrňovat; za očekávanou efektivní dávku se zanedbatelným rizikem pro jednotlivce z obyvatelstva se pokládá hodnota „desítky mSv/rok“,
  • kolektivní dávka z činnosti nebo zdroje, jež jsou vyjímány, musí být dostatečně nízká, aby neodůvodňovala usměrňování a kontrolu, za takovou v důsledku jednoho roku činnosti se pokládá hodnota cca 1 manSv,
  • činnosti nebo zdroje, jež jsou vyjímány, musí být inherentně bezpečné bez znatelné pravděpodobnosti, že by mohla být výše uvedená kritéria překročena.