Čísla nejsou tak důležitá, důležité je jim rozumět
Vladimír Wagner ÚJF AVČR v.v.i. a komise NEKII Modul: Nové poznatky ve výuce fyziky Studijní materiál byl vytvořen v rámci projektu Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji II, reg. číslo CZ.1.07/1.3.45/02.0027
Čísla nejsou tak důležitá, důležité je jim rozumět Vladimír Wagner Ať už se hodnotí bezpečnostní, ekonomické nebo další parametry energetických zdrojů, vždy je potřeba srovnávat. Žádný zdroj není bez rizika a vždy má svá pozitiva a negativa. A ta můžo být různá v odlišných podmínkách. Nelze se dívat pouze na hodnoty různých veličin, ale čísla je třeba porovnávat a je nutné jim rozumět v kontextu. V následujícím textu se na rozdíl od přednášky zaměřím pouze na oblast hodnocení zdravotního rizika, které vzniklo při haváriích jaderných elektráren Černobyl a Fukušima I. 1 Jak je to s radioaktivitou? Radioaktivita může být velice nebezpečná a může mít velmi dramatické dopady na zdraví člověka. Je tak třeba k ní přistupovat s velkou vážností. Zároveň je však normální přirozenou součástí našeho životního prostředí. Proto je třeba při přístupu k ní posuzovat její velikost v daném místě a situaci. Radioaktivita je schopnost některých látek emitovat záření. Podle druhu radioaktivity je toto záření různého typu. Nejznámějšími typy radioaktivity jsou následující tři. Radioaktivní rozpad probíhá hlavně u těžkých jader, jako je třeba uran nebo transurany. Vyzařuje se při něm částice alfa, což je jádro izotopu hélia 4. Jde tedy o těžkou nabitou částici s nábojem dvakrát větší než je náboj elektronu, která ionizací rychle ztrácí energii a pohltí ji i velmi tenká vrstva materiálu. Odstínění záření alfa tak není problém. Problém nastává v případě, kdy se radionuklid emitující částice alfa dostane do těla. Intenzivní ionizace může způsobit těžké poškození buněk a záření alfa tak má intenzivní biologické účinky. U rozpadu beta se jedná o přeměnu jednoho jádra na jiné, přičemž se může vyzářit elektron nebo pozitron. Tyto částice ionizují méně, takže mohou proniknout většími tloušťkami materiálu než částice alfa. Přesto k jejich odstínění stačí relativně tenká vrstva vody i vzduchu. U rozpadu alfa a beta jde o přeměnu jádra, označovaného jako mateřské, na jiné jádro, označované jako dceřiné. Dceřiné jádro může být v excitovaném stavu, kdy má přebytek energie. Toho se zbaví vyzářením fotonu záření gama. Toto vyzáření gama proběhne velice rychle, takže rozpady alfa a beta jsou často provázeny vyzářením fotonů gama. Záření gama je tím nejpronikavějším. Záření gama a alfa má pro každý radionuklid specifickou a přesně danou energii, která jej umožňuje identifikovat. Elektrony nebo pozitrony vyzařované při rozpadu beta mají sice spojité spektrum energií ale jejich maximální hodnota je charakteristická pro daný radionuklid. Podle vyzařovaného záření a jeho energie se dají příslušné radionuklidy velice dobře identifikovat. Nejdříve se podívejme na fyzikální veličiny a jejich hodnoty, které míru radioaktivity, radiace a jejího vlivu na lidské zdraví popisují. 1.1 Radioaktivita a jak se měří První fyzikální veličina, se kterou se v současné době díky havárii ve Fukušimě I setkáváme i v denním tisku je aktivita. To je počet rozpadů radioaktivních jader ve vzorku za časovou jednotku, případně počet částic daného záření, který je vyzářen za časovou jednotku měřeným vzorkem. Jeho jednotkou je Becquerel (Bq = s-1). Většinou se udává na hmotnost nebo objem zkoumané látky, takže třeba u mléka určujeme aktivitu v Becquerelech na litr a u hub
v Becquerelech na kilogram sušiny. Například japonská norma pro limit aktivity u mléka je 300 Bq/l. Rozpad radioaktivních jader je kvantový proces, který je pravděpodobnostním jevem. To znamená, že pro jednotlivé jádro nevíme, kdy dojde k jeho rozpadu. Pro velký soubor daných radioaktivních jader můžeme určit, za jak dlouho se rozpadne jejich definovaná část. Například, doba, za kterou se rozpadne polovina jader, se označuje jako poločas rozpadu daného radionuklidu a je to jeho základní charakteristika. Důležitá je i pro nás, protože ukazuje, jak dlouho bude trvat, než se různé radionuklidy uvolněné při havárii rozpadnou a jejich aktivita z prostředí zmizí. Například poločas rozpadu izotopu jódu 131 je relativně krátký, zhruba osm dní, naopak poločas rozpadu izotopu cesia 137 je zhruba třicet let. Zároveň, čím kratší poločas rozpadu, tím vyšší je aktivita stejného množství jader. To je důvod, že v prvních dnech po havárii dominuje aktivita krátkodobých radionuklidů, například právě jódu 131 a celková aktivita poměrně rychle klesá. Později začne převládat aktivita dlouhodobých izotopů. Aktivita pocházející z jaderné elektrárny je velmi dobře identifikovatelná, protože je způsobena radioizotopy, které se v přírodě nevyskytují. Dominují radioizotopy prvků, které vznikly jako produkty štěpení a jsou těkavější. Ty se snadněji uvolňují z poškozených palivových článků a dostávají se ven. V prvních dnech a týdnech jde hlavně o již zmíněný krátkodobý jód 131 a postupně stále větší podíl v celkové aktivitě má cesium 137 s delším poločasem. A právě u těchto radionuklidů je rozpad beta doprovázen vyzářením fotonů gama s přesně definovanou energií, charakteristickou právě pro tyto radionuklidy. Proto je možné velice citlivými spektrometry identifikovat tyto umělé radionuklidy i v extrémně malém množství, které nepředstavuje žádná zdravotní rizika. Je pochopitelné, že monitorování situace nejen v nejbližším okolí elektrárny je velmi důležité a podílí se na něm kromě japonských odborníků celou dobu také pracovníci Mezinárodní agentury pro atomovou energii. V širším okolí bylo potřeba zajistit, aby se nedostaly do tržní sítě potraviny, které hodnotami aktivity překračují nastavené limity a lidé nebyli ohroženi. Toto monitorování je a bude dlouhodobé a pochopitelně bude muset být před návratem obyvatel do evakuovaných zón jistota, že je v nich radiační situace, která je neohrožuje. Ve vzduchu i v moři se uniklé radioaktivní látky velice rozředí a klesají pod povolené limity. Jak už bylo zmíněno, lze umělé radionuklidy identifikovat pomocí záření gama s charakteristickou energií identifikovat i v extrémně malém množství, byly radionuklidy s Fukušimy zaznamenány i ve velmi velkých vzdálenostech. 1.2 Dávka a efektivní dávka Další důležitou fyzikální veličinou je dávka. Ta charakterizuje energii uvolněnou v jednotce hmotnosti materiálu, který záření pohlcuje. Jednotkou dávky je grey (1 Gy) s rozměrem [J/kg]. Často se také určuje dávkový příkon, což je dávka, kterou materiál obdržel za časovou jednotku. Jednotkou dávkového příkonu je Gy/s. Stejná dávka deponovaná různým typem záření a v různých orgánech má různé biologické účinky. Proto se zavádí efektivní dávka. To je fyzikální veličina, oceňující míru zdravotního rizika, které pro daného člověka či jeho orgán představuje záření, kterému byl celkově vystaven. Tato veličina není přímo měřitelná, ale získává se s naměřené intenzity daného záření či dávky započtením biologických účinků tohoto záření a citlivosti jednotlivých zasažených lidských tkání. Různá záření mají totiž různé biologické účinky a různé tkáně a orgány jsou různě citlivé. V našem případě nejčastěji máme situaci, kdy je záření vystaven člověk celkově. Takže změřená hodnota intenzity záření je přepočtena na její biologický účinek na člověka. Jednotkou efektivní dávky je Sievert (Sv), který je odvozen od jednotky
dávky grey. Jiný častý případ je ocenění efektivní dávky, které je vystavena štítná žláza při kontaminaci radioaktivním jódem. 1.3 Zdroje radioaktivity Radioaktivita je přirozenou součástí našeho životního prostředí. Velká část přírodních radionuklidů pochází z doby vzniku naší Sluneční soustavy a vznikla v supernovách, které prozářily vesmír před zrodem našeho Slunce. Radionuklidy, které mají poločas rozpadu stovky milionů, až miliardy, let přetrvaly až do současnosti. Jde například o dva izotopy uranu 235 a 238, thorium a také izotop draslíku 40. Přítomnost těchto radionuklidů způsobuje, že je nitro Země žhavé. Na počátku existence Země byla tato přirozená radioaktivita mnohem intenzivnější a postupně klesala. Znamená to, že ve svých počátcích se život vyvíjel v prostředí s daleko intenzivnější radiací a jsou dokonce náznaky, že radioaktivita ovlivňovala evoluci. Vyšší obsah izotopu uranu 235, který má zhruba osmkrát kratší poločas rozpadu, v uranových rudách způsobil, že mohl před zhruba dvěma miliardami běžet v Gabonu přírodní reaktor Oklo. Voda tam zalévala ložiska uranových rud a působila jako moderátor. Dlouhá léta tam tak přerušovaně běžel přírodní reaktor, jehož pozůstatky nám v současné době přinášejí neocenitelné znalosti využitelné při budování úložiště jaderného odpadu. Rozpady uranu jsou zodpovědné za radon, s jehož rizikem se musí v řadě míst počítat při stavbě budov. Vzhledem k tomu, že v České republice je právě poměrně intenzivní výskyt uranu, je právě radioaktivita spojená s tímto prvkem velice významnou složkou pozadí. Ještě intenzivnější pozadí je třeba ve Finsku a extrémní pak v některých částech Indie a v iránském Ramsaru. Další složkou přírodního pozadí jsou radionuklidy vznikající interakcí částic kosmického záření s velmi vysokými energiemi. Převážná část jader v atmosféře patří lehčím prvků a vznikají tak spíše lehčí radionuklidy. Jde například o známý radioaktivní uhlík C14, radioaktivní vápník nebo radioaktivní tritium. Tyto prvky jsou často biogenní a stávají se součástí našich těl. To se týká i radioaktivního draslíku, zmiňovaného v předchozí části, který je zde již od vzniku Sluneční soustavy. Je tak pravdou, že člověk sám je slabým radioaktivním zdrojem záření, stejně tak jako jeho potrava. S touto přirozenou radioaktivitou se musí počítat a živé organismy jsou pro ni přizpůsobeny. Zdrojem radiace, se kterou se člověk setkává, nejsou pouze vzniklé radionuklidy, ale samo kosmické záření. Jeho intenzita roste s výškou nad zemským povrchem. Člověk se s tímto zářením nejvíce setkává při pobytu ve vysokých horách nebo při transoceánských letech. Právě piloti dopravních letadel, létajících ve velkých výškách, musí s vyšším radioaktivním pozadím počítat. Ještě většímu jsou pak vystavení kosmonauté na kosmické stanici ISS. Většina efektivní dávky vznikající z umělých zdrojů radiace je spojena s jejich využitím v lékařství, ať už v diagnostice nebo přímo při léčení. Teprve daleko za nimi je radiace vznikající v jaderné energetice nebo jiných průmyslových aplikacích. Stále ještě nás ovlivňuje pozadí vzniklé při testech jaderných bomb, i když tvoří jen malý zlomek přirozeného pozadí. 1.4 Biologické účinky ionizujícího záření Záření vznikající při rozpadech radioaktivních jader může mít velmi významné biologické účinky. Průchod částice ionizace záření biologickou tkání způsobuje poškození buněk. Způsobuje nemožnost dalšího dělení, zabrání správné funkci, odstartuje zhoubné rakovinné bujení nebo způsobí její úplné zničení. Jak jednotlivé buňky, tak i celá tkáň má možnost vzniklá poškození a ztráty opravovat či nahrazovat. Účinnost regenerace závisí na stupni
poškození a časovém průběhu ozáření. Různý typ záření má různé účinky hlavně podle toho, jak intenzivní poškození kyseliny deoxyribonukleové (DNA) dokáže generovat. V případě ionizující částice roste poškození DNA s nábojem příslušné částice, takže zatímco protony poškodí zpravidla jen jedno vlákno šroubovice DNA, při průletu těžkých iontů dochází často k poškození obou. Z tohoto hlediska pak mohou být zvláště nebezpečná těžká jádra obsažená v kosmickém záření. Jádra s velkým nábojem a tedy i ionizací mohou poškodit DNA i na více místech. Kromě přímé ionizace nabitou částicí kosmického záření může dojít i k ionizaci nepřímé. Při průchodu částic záření se totiž ionizují molekuly vody a vznikají volné radikály (v našem případě hydroxylové), které pak poškozují DNA. Většinou dokáží buněčné procesy takto vzniklá poškození opravit, protože volné radikály vznikají i při metabolických procesech. V organismu tak existují odpovídající opravné procesy. Ukazuje se však, že zhruba 10 % poškození způsobených radiačním ozářením v buňkách je neopravitelných. Tělo opravuje zbývajících 90 % tempem zhruba 2,5 % za den. Tato čísla jsou pouze přibližná a jejich přesnému určení pro daný typ záření, buněk či tkáně se věnuje velká řada biologických a medicínských studií. Určitou míru zániku buněk organismus vydrží. Při vyšších hodnotách efektivní dávky a míry poškození buněk se však projeví akutní nemoc z ozáření. Hranice, které si nyní uvedeme, platí pro případ rychlého ozáření příslušnou dávkou. Příznaky nemocí z ozáření se objevují při dávce 1 – 2 Sv a přesná hodnota se u různých lidí liší. V případě dávky přibližně okolo 4,5 Sv umírá polovina zasažených. Pokud je dávka vyšší než zhruba 6 Sv, umírají všichni. V případě nerovnoměrného ozáření různých části těla se projevuje i rozdílná citlivost různých tkání a orgánů. Velmi citlivé jsou například bílé krvinky. Znovu zdůrazňuji, že teď jde o jednorázové ozáření takovou dávkou. Jestliže dostaneme i vyšší efektivní dávku během dlouhodobého ozáření probíhajícího měsíce a léta, akutní nemoc z ozáření se neprojeví. Organismus se stačí regenerovat. Je to podobné opalování. Jestliže se budeme opalovat několik hodin na prudkém slunci, přivodíme si spáleniny. Jestliže si však tutéž dobu rozložíme do několika týdnů, spálení nám nehrozí. Při nižších efektivních dávkách nebo při jejich rozložení do většího časového období má záření pouze stochastické (pravděpodobnostní) následky. V tomto případě se projevují hlavně následky mutací buněk vzniklých poškozením, které mohou v pozdějším období vést ke vzniku rakoviny. Tedy, existuje jistá pravděpodobnost, že se jako následek ozáření u člověka po určité době, zpravidla poměrně dlouhé, objeví zdravotní potíže (většinou v podobě rakoviny). Pravděpodobnost těchto následků je tím vyšší, čím je vyšší obdržená efektivní dávka. V tomto případě je výskyt případných zdravotních potíží rozložen do značně dlouhého časového období a navíc se jedná o příznaky, které se neodlišují od těch, které vznikají z jiných důvodu (mutace buněk vznikají i spontánně). Jejich počet lze tedy zjistit jen statistickými metodami, což je velmi těžké hlavně v případě nízkých dávek, kdy se počet příslušných případů například rakoviny může zvýšit jen o velmi málo oproti situaci bez vlivu ozáření. Při posuzování míry nebezpečnosti relativně nízké obdržené efektivní dávky je dobře možné vycházet se srovnání jejich hodnot s hodnotami, které člověk obdrží z přirozeného pozadí. Ty mohou být velice různorodé. V Česku například průměrně obdržíme 2,4 mSv za rok, ve Finsku to však je 7,2 mSv a jsou tam oblasti, kde je to i 20 mSv. Na zemi jsou však oblasti, kde lidé obdrží z pozadí i stovky mSv ročně. Hodnota 100 mSv se považuje za hranici, pod kterou je zvýšení rizika rakoviny už neznatelné. Jestliže má člověk celoživotní riziko rakoviny 20 %, pak při dávce 250 mSv se nám toto riziko zvedne na 21%. Podrobnější přehled různých efektivních dávek, kterému jsou nebo byli vystaveni různí pracovníci například v Černobylu, a také ve Fukušimě bude uveden detailněji později. Je jasné, že radiace v areálu elektrárny je vysoká a pracovníci, kteří tam pracovali a pracují, podstupují značné riziko. Je třeba zajistit jejich střídání tak, aby i v krizové situaci
nejlépe nepřekročila jejich nabraná dávka hodnotu 100 mSv, i když v nutném případě se nevylučuje i pokračování práce až po dávku 250 mSv. Je třeba poznamenat, že pracovníci v elektrárně byli a jsou profesionálové, kteří znají příslušná rizika a dovedou je racionálně zhodnotit a ocenit. Přesto a i právě proto je třeba velmi ocenit jejich odvahu a držet jim palce. Naopak civilní obyvatelstvo díky relativního dostatku času pro evakuaci neobdrželo žádné dávky, které by hrozily nějakým překročením jejich roční efektivní dávky z přírodního pozadí. Je třeba říci, že evakuace byla za daných podmínek bezprecedentní přírodní katastrofě dobře zorganizovaná, i když se objevily i nedostatky, o kterých se zmíníme později. Je třeba doplnit, že v Japonsku je přírodní pozadí velmi nízké, v Tokiu okolo 0,036 mikrosievertů za hodinu. Průměrná hodnota dávkového příkonu přirozeného pozadí ve světě je zhruba 0,27 mikrosievertů za hodinu, tedy pětkrát větší než byla v Tokiu i s příspěvkem od Fukušimy I v prvních dnech po havárii. Tyto hodnoty mohou být někde i mnohem větší. Například ve Finsku je střední hodnota dávkového příkonu přirozeného pozadí 0,8 mikrosievertů za hodinu, tedy téměř čtrnáctkrát větší než v současném Tokiu. A jsou tam místa, kde dosahuje hodnot až 2 mikrosieverty za hodinu. To už jsou hodnoty, které se objevují pouze přímo v prefektuře Fukušima ve vzdálenostech od elektrárny o dost menších než 100 km. Nikde ve Finsku se díky této přirozené aktivitě neobjevuje zvýšený počet rakovin nebo jiných nemocí. Ten se neobjevuje ani v jiných oblastech s podobným přirozeným pozadím. A zvýšení výskytu rakovin se nepozoruje ani v Indii a Brazílii, kde jsou místa s dávkovým příkonem přesahujícím i 10 mikrosievertů za hodinu. A dokonce ani v iránském Ramsaru, kde dávkový příkon přirozeného pozadí dosahuje i přesahuje hodnotu 30 mikrosievertů za hodinu. A takové radiaci jsou jeho obyvatelé vystaveni celý život, každý rok jim tak přibude dávka překračující hodnotu i 260 mSv. Ale zde se jedná už opravdu o extrémní hodnotu přirozeného pozadí. Mimochodem tam návštěvníci jezdí právě třeba kvůli koupelím v radioaktivní vodě, stejně jako do radonových lázní u nás v Jáchymově. 1.5 Vliv nízkých dávek záření Vliv dávek záření z umělých zdrojů, které se obdrží v relativně krátkém časovém intervalu a přesahují 250 mSv, je poměrně slušně znám a prostudován na případech dopadů jaderných výbuchů v Hirošimě a Nagasaki, některých dřívějších jaderných havárií, ozařování onkologických pacientů nebo vlivu radiace na pracovníky, kteří s ní pracují. Vliv nízkých dávek radiace pod 100 mSv je jen velmi malý a statisticky velmi těžko pozorovatelný. Pod tuto hranici se vliv odhaduje pouze pomocí lineární extrapolace z hodnot pro vyšší dávky. Velmi známou studií vlivu radiace je práce Americké akademie věd BEIR VII [1]. Indicie pro bezprahový model, kdy je lineární závislost extrapolována i pro velmi nízké dávky, jsou právě jen pro tyto srovnatelné hodnoty. Jestliže se dostaneme k hodnotám pod dvacet milisievertů, zůstává otázka vlivu záření úplně otevřená. V této oblasti je už umělé ozáření srovnatelné s přirozeným pozadím nebo nižší. Nedávno byla publikována zatím nejrozsáhlejší studie E. Cardise s kolegy [2], která se snaží o analýzu oblasti velmi nízkých dávek. Zkoumala četnost rakoviny mezi pracovníky s radioaktivitou. Výzkum zahrnoval 407 391 pracovníků v kontrolovaném pásmu, kteří podléhali dozimetrickému dozoru. Jednalo se o pracovníky z patnácti zemí, kteří nejméně rok pracovali v jaderném průmyslu nebo výzkumu. Šlo o muže i ženy a při analýze se bral v úvahu jejich životní styl a sociální zařazení. Zhruba 6 % lidí ze zkoumané množiny již zemřelo. Z toho bylo celkově 6519 úmrtí na rakovinu. Většina studovaných pracovníků obdržela jen velmi malé dávky, takže střední dávka z umělých zdrojů byla 19 mSv. O něco méně než 5 % pracovníků mělo celoživotní dávku vyšší než 100 mSv a většinou se jednalo o případy z dřívější doby. Počet rakovin ve skupině pracovníků s radioaktivitou se srovnával s počtem těchto nemocí v ekvivalentní skupině, která s umělou radioaktivitou nepřichází do
styku. Ze získaných dat se analýzou určoval nárůst relativního rizika příslušného onemocnění na jednotku dávky. Hodnota tohoto nárůstu byla určena jako 0,97 ERR/Sv, přičemž ERR znamená, že jde o podíl rozdílu počtu rakovin v zasažené a nezasažené skupině a počtu rakovin v nezasažené skupině. Je pochopitelné, že srovnávané skupiny musí být ve všech ostatních parametrech ekvivalentní. Liší se jen v obdržené umělé radiační dávce. Neurčitost v určení této hodnoty je dost velká, takže v jejím rámci (pro znalé daná dvěma standardními odchylkami) může být od 0,28 až po 1,77 ERR/Sv. To znamená, že pro obdrženou dávku 100 mSv se riziko rakoviny zvedne o 10 %, ale může to být také až o 18 %, ale i jen o 3 %. Výsledek není v rozporu s používanou lineární extrapolací dat získaných z případů vysokých dávek, ale v rámci statistických chyb (pro znalejší na úrovní tří sigma) je i možnost, že nízké radioaktivity v řádu desítek milisievertů žádné zvýšení rizika rakoviny nezpůsobí. Hodnotě 20 mSv odpovídá zvýšení celoživotního rizika rakoviny o dvě procenta. Jistou slabinou popsané epidemiologické studie je, že nebrala v úvahu vliv kouření a přirozeného radiačního pozadí u zkoumané množiny pracovníků. To může vnášet jisté systematické nejistoty a zvětšovat neurčitost v určení zvýšení relativní pravděpodobnosti rakoviny. Je jasné, že při oceňování rizika a nebezpečnosti dávky má velkou důležitost i věk a pohlaví. Větší riziko existuje pro ženy a mladší lidi. V každém případě se jedná o nejrozsáhlejší studii vlivu slabých dávek radioaktivity na zvýšení zdravotních rizik. A i ona potvrzuje jen velmi malý a statisticky velmi těžko průkazný vliv nízkých dávek do sta milisievertů. Jiné vnější podmínky, ať už jde třeba o kouření, životosprávu či například jiné průmyslové emise mají daleko větší dopad. 2 Následky havárie v Černobylu Podívejme se teď na příklady studií, které se vlivu záření uvolněného při černobylské havárii věnovaly. Systematickému sledování zdravotního stavu likvidátorů, kteří se podíleli na likvidaci havárie, se věnuje několik center. 2.1 Studie Národního radio-epidemiologického registru v Rusku Pracovníky pocházející z Ruska, kterých bylo během čtyř let zhruba 198 000, sleduje Národní radio-epidemiologický registr (NRER) [3]. Ten se věnuje registraci a systematickému sledování pracovníků pracujících s radiací, už zmíněným černobylským likvidátorům a také sledování zdravotního stavu zhruba 400 000 obyvatel z území oblastí Brjanské, Kalužské, Tulské a Orlovské, které byly v Rusku nejvíce spadem z Černobylské jaderné elektrárny zasaženy. Ohroženo zvýšeným výskytem nemocí a zvláště rakoviny je zhruba 10 % likvidátorů, protože jejich obdržené dávky byly větší než 250 mSv. Jak se dalo očekávat, jsou statisticky prokazatelně zvýšené hodnoty výskytu jiných typů rakoviny než rakoviny štítné žlázy pozorovány pouze u likvidátorů. Je to dáno tím, že obdržené dávky u obyvatelstva zůstávaly až na výjimky pod hodnotou 100 mSv, což je hranice, pod kterou se zdravotní vliv radiace nepozoruje. U likvidátorů však velká část obdržela během prací dávky větší než 100 mSv a zmíněných zhruba 10 % dávku přesahující 250 mSv. Studie, do které bylo zahrnuto 47 141 likvidátorů, kteří pracovali u havarované elektrárny v prvním roce po havárii, ukázala statisticky pozorovatelné zvýšení výskytu rakoviny v závislosti na obdržené dávce. Relativní zvýšení pravděpodobnosti výskytu rakoviny na jednotku dávky bylo 0,76 ERR/Sv s koridorem daným statistickou nepřesností od 0,19 po 1,42 ERR/Sv. To znamená, že pro pracovníka, který obdržel dávku 100 mSv se riziko výskytu rakoviny během celého jeho života zvýšilo o 7,6 % a při dávce 250 mSv pak o 19 %. Ovšem, je třeba říci, že v mezích dvou standardních odchylek může být správná hodnota zvýšení pro 250 mSv mezi hodnotami 5 až 36 %. Tyto hodnoty jsou v dobrém
souladu s předchozími znalostmi i s modely, které jsou obsaženy ve zmíněné studii BEIR VII nebo je používá Světová zdravotnická organizace a s výsledky studie nízkých dávek popsané dříve [2]. Zajímavé výsledky má studie, která studovala výskyt leukémie u skupiny likvidátorů v počtu 104 000 v letech 1986 až 2007. Tam se po zhruba čtyřech letech latence projevil slabý nárůst případů oproti nezasažené ekvivalentní skupině i závislost výskytu na velikosti dávky. Po roce 1998 klesl počet leukémií na normální úroveň a vliv ozáření z Černobylu u zkoumané skupiny přestal být patrný. 2.2 Komplexní přehled zdravotních dopadů Celkové zdravotní dopady podává zpráva Výboru Spojených národů o účincích radioaktivního záření („UN Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation“ UNSCEAR) [4]. Ta vychází ze známých údajů o obdržených dávkách a následcích shromažďovaných národními registry Běloruska, Ruska a Ukrajiny i dalších studií a analýz. V době havárie 26. dubna 1986 bylo v areálu elektrárny zhruba 600 pracovníků. Dva, kteří byli v době exploze v místnostech blízko reaktoru, zahynuli vlivem těžkých poranění. Další záchranáři a personál dorazili brzy po havárii a počet pracovníků v areálu elektrárny v prvních dnech byl zhruba 1000. Nejhůře z nich byli zasaženi hasiči, kteří se snažili uhasit požár hlavně grafitu vzniklý při vodíkové explozi bloku. Ve skupině nejvíce zasažených pracovníků byly případy dávky mezi 2 Sv až 20 Sv. Původně bylo podezření na nemoc z ozáření u 237 z nich. Potvrdilo se u 134 a z nich v následujících dnech a týdnech zahynulo 28 lidí. Z nich 6 bylo hasičů a 22 pracovníků elektrárny. Ostatní se podařilo zachránit. Někteří měli dlouhodobé i trvalé následky. Naopak řadě se podařilo vrátit k normálnímu životu i počít zdravé děti. V pozdějším období od roku 1987 do roku 2005 z této skupiny zemřelo 19 lidí, i když u části z nich smrt nesouvisela s následky ozáření. Likvidace havárie a jejich následků se zúčastnily tisícovky lidí z různých koutů tehdejšího Sovětského svazu. Jednalo se o vojáky, kteří prováděli dekontaminaci a pomocí vrtulníků shazovali na zničený reaktor písek s bórem a olovo, což přispělo k snížení nebezpečí spuštění řetězové reakce a zároveň odstínilo extrémně intenzivní radiaci. Dalšími byli horníci z Tuly, kteří prokopávali tunel pod reaktor, aby se pod něj mohl vhánět tekutý dusík. A spousta vojáků a dělníků, která nakonec vybudovala provizorní sarkofág. Těch, co zde pracovali do roku 1987 a obdrželi poměrně značně vysoké dávky, bylo zhruba 200 000 a jsou v původním souboru likvidátorů. U nich dávka dosahovala v některých případech až 1000 mSv. Jak už bylo zmíněno, zhruba 10 % z nich obdrželo dávku přes 250 mSv. Je však třeba připomenout, že hlavně v prvních dnech a týdnech mohou být odhady obdržené efektivní dávky velmi nepřesné. Používaly se totiž velmi různorodé typy dozimetrů, kterých byl navíc nedostatek. Zmíněný počet likvidátorů byl analyzován například i v průběhu konference „Chernobyl Forum“[5]. Později byla k likvidátorům přiřazena další část pracovníků, kteří se v průběhu let po havárii podíleli na likvidačních a dekontaminačních pracích. Poslední soupis, který je analyzován i studií UNSCEAR obsahuje 530 000 likvidátorů. Střední efektivní dávka u nich byla 117 mSv. Pokud se z této hodnoty spočítá podle standardních modelů, které zde byly zmiňovány, počet rakovin způsobených ozářením (předpokládá se věk dožití) bude zhruba 4 000. Je však třeba připomenout, že nejen z důvodů velké nejistoty vlivu radiace pro nízké dávky má tento odhad značnou chybu. Rakovin z jiných příčin bude v této skupině zhruba 130 000. Dalšími postiženými jsou evakuovaní. Evakuace města Pripjať, které mělo zhruba 50 000 obyvatel a rozkládá se ve vzdálenosti 3 km od elektrárny, začala až druhý den odpoledne. Evakuace obyvatelstva z území do vzdálenosti 30 km od elektrárny byla zahájena
až 2. května a trvala až do 6. května. Celkově se evakuovalo ze zakázané zóny a jejího nejbližšího okolí do konce srpna 1986 zhruba 116 000 lidí. Z nich se později asi tisícovka převážně starých obyvatel ilegálně vrátila. U těchto evakuovaných byla střední efektivní dávka zhruba 10 mSv. V pozdější době bylo na základě dozimetrické situace přesídleno dalších zhruba 220 000 lidí. Střední efektivní dávka se u těchto lidí pohybovala okolo 30 mSv. Pokud se podíváme na mírněji ale stále znatelně zasažené oblasti Běloruska, Ruska a Ukrajiny, týká se to zhruba šesti milionů obyvatel a jejich střední efektivní dávka je zhruba 7 mSv. Pro srovnání je třeba zmínit, že při jednom CT vyšetření se obdrží efektivní dávka okolo 7 mSv. Pokud se na základě dat o dávkách pro tyto obyvatele, tedy likvidátory a obyvatele zmíněných nejvíce zasažených oblastí, tedy zhruba sedmi milionů obyvatel, dostávají se odhady počtu rakovin způsobených ozářením v celé době dožití postižené generace mezi 4 000 až 20 000. Ovšem rakovin z jiných příčin bude zhruba 1 700 000. Přesnost všech dat a výsledků modelů, které ukazují předpokládaný zdravotní dopad ozáření, je pochopitelně omezená. Podrobný přehled, rozbor a diskuze jsou ve zmíněné USCEAR. Spad z Černobylu v principu zasáhl celou Evropu, ovšem efektivní dávky, které obyvatelé ve větší vzdálenosti obdrželi, byly menší, než jsou dávky z radiace přirozeného pozadí. V takovém případě je otázka zda platí bezprahový model i pro takto extrémně malé dávky otevřená, jak by tomu mohly nasvědčovat srovnávací studie skupin obyvatelstva žijících v místech s různým přírodním pozadím. Při využití bezprahového lineárního modelu tak mohou být získané hodnoty zvýšení počtu rakovin vlivem radiace úplně nesmyslné. V celé Evropě totiž žije obrovské množství lidí. Využitím lineárního modelu tak dostáváme to, co se někdy nazývá „Čínským efektem“: velmi malé, v podstatě vymyšlené číslo, násobíme obrovským počtem obyvatel a dostaneme číslo velmi vysoké ale do značné míry nesmyslné. Jak už bylo zmíněno, nejmarkantnějším projevem dopadu radiace je rakovina štítné žlázy způsobená vnitřní kontaminací radioaktivního jódu hlavně v dětském věku. Její poměrně značný nárůst u lidí, kteří byli v době havárie mladší osmnácti let, je velice dobře pozorovatelný. V období po havárii vzrostl počet případů rakoviny štítné žlázy v některých oblastech až šestinásobně, i když částečně to bylo způsobeno intenzivní diagnostikou tohoto onemocnění. Naštěstí je tento typ rakoviny dobře léčitelný, a úmrtí je u něj výjimečné. Celkově se v letech 1986 až 2005 objevilo u zmíněných necelých šesti milionů obyvatel v zasažených oblastech Ukrajiny, Běloruska a Ruska 6848 případů, z toho pouze 14 pacientů se nepodařilo vyléčit a zemřeli. U civilního obyvatelstva nebyla v žádném případě efektivní dávka tak vysoká, aby způsobila nemoc z ozáření. Kromě dobře léčitelných případů rakoviny štítné žlázy se u obyvatelstva neobjevili žádné statisticky pozorovatelné zvýšení počtů rakovin či jiných nemocí v důsledku radiace z Černobylu. Podle obdržené dávky i dalších dosavadních studií lze předpokládat, že ani v budoucnu se neobjeví byť pouze statisticky pozorovatelné dopady černobylské radiace. U likvidátorů se objevilo už zmíněných 134 případů nemoci z ozáření a jsou vidět mírné náznaky zvýšení rizika rakoviny a leukémie závisející na obdržené dávce. Ovšem zvýšení rizika nepřekračují vliv jiných civilizačních rizik, jako je styl stravování, stress nebo kouření. Právě popsané vedlo autory zprávy Výboru Spojených národů o účincích radioaktivního záření k tomuto závěru: „Převážná většina obyvatelstva byla zasažena nízkými dávkami radiace srovnatelnými s hodnotou roční dávky přirozeného pozadí případně jen párkrát větší a nemusí se obávat vážnějších zdravotních dopadů. To je skutečností pro obyvatelé tří států nejvíce postižených černobylskou havárií, Běloruska, Ruska a Ukrajiny a ještě více pro obyvatelstvo dalších evropských zemí.“ Na závěr je třeba zdůraznit, že naše diskuze byla zaměřena na vliv radiace na zdraví obyvatel a ten se opravdu ukázal být relativně velice malý. I když dramatickým dopadem do života rodiny je pochopitelně každé dítě, které se musí léčit z rakoviny štítné žlázy. Na druhé
straně psychické, ekonomické a sociální dopady havárie jsou nesporně velké. A ještě drastičtější následky byly u řady konkrétních lidí, rodin i celých komunit. Jejich osudy připomínají opuštěná města, vesnice i domky v evakuovaných zónách. Některé jiné průmyslové havárie však měly následky mnohem větší a nemusí jít zrovna o protržení přehrad na řece Jang-c´ v Číně. Nesrovnatelně horší dopady pak měla řada přírodních katastrof nebo ekonomických a sociálních kolapsů. Je také skutečností, že velká část dopadů přisuzovaná havárii v Černobylu byla ve skutečnosti důsledkem ekonomického a sociálního kolapsu Sovětského svazu na přelomu osmdesátých a devadesátých let. 2.3 Jaké budou zdravotní dopady ve Fukušimě? Mezi Fukušimou a Černobylem existuje několik zásadních rozdílů. Zatímco v Černobylu byla vyvržena i část vyhořelého paliva a ven se dostalo i plutonium a další transurany, ve Fukušimě udržel kontejnment a reaktorová nádoba všechno palivo uvnitř a ven se dostaly jen těkavější produkty štěpení. Než nastal ve Fukušimě únik radioaktivity, uplynulo dost času, aby se mohla provést evakuace obyvatelstva a pracovníci elektrárny se mohli na práci v radiačním prostředí připravit. V Černobylu zpočátku ani pracovníci, tím méně obyvatelé okolních sídel, nevěděli, že je prostředí okolo nich radioaktivní. Dozimetrická opatření u elektrárny a evakuace civilního obyvatelstva proběhla se značným zpožděním. I to bylo důvodem, proč byla celková dávka i dávka spojená s vnitřní kontaminací radioaktivním jódem dost vysoká. Zásadní věcí tak je, že díky včasné evakuaci obyvatelstvo ve Fukušimě obdrželo dávky, které jsou zlomkem přirozeného pozadí a toho, co obdrželo obyvatelstvo v okolí Černobylu. Díky včasnému informování a kontrole vodních zdrojů a potravin, hlavně mléka, a možnosti zásobování z jiných oblastí se zabránilo ohrožení dětí radioaktivním jódem. To se potvrdilo i následnými testy, které byly prováděny celotělovými detektory. Je tak jasné, že následkem Fukušimy nebude zvýšení počtu rakovin štítné žlázy. Vzhledem k tomu, že efektivní dávky u obyvatel v okolí Fukušimy jsou zatím mnohem nižší než u obyvatel Černobylu a bude i nadále trvat snaha je udržet co nejnižší, lze předpokládat, že ke zvýšení počtu rakovin či jiných nemocí vlivem radiace také nedojde. Stejně markantní je i rozdíl v dávkách, které obdrželi pracovníci podílející se na likvidaci těchto dvou havárií. Díky rozdílné situaci byla navíc ve Fukušimě daleko vyšší vybavenost dozimetrickými ochrannými a měřícími prostředky. Dávky jsou tak diametrálně nižší a velice dobře popsané. Ve Fukušimě nedostal žádný pracovník takovou dávku, aby u něj nastala nemoc z ozáření. Efektivní dávku vyšší než 250 mSv obdrželo pouze 6 pracovníků (jejich dávka se pohybovala mezi 309 a 687 mSv), pouze 3 pracovníci obdrželi dávku mezi 200 až 250 mSv, mezi 150 až 200 mSv to bylo 24 pracovníků a mezi 100 až 150 mSv pak 134 pracovníků. Tedy pouze 167 pracovníků obdrželo dávku větší než 100 mSv. Je třeba říci, že to bylo v prvním období po havárii a toto číslo se už hodně dlouho nemění. Při pracích na elektrárně se do konce března 2012 zúčastnilo postupně 21 022 pracovníků, z nichž 3 422 bylo z firmy TEPCO. Z nich 13 753 obdrželo efektivní dávku menší než 10 mSv. Tím, jak se nejen dozimetrická situace v elektrárně Fukušima I i v jejím okolí stále zlepšovala a zlepšuje, je jasné, že v pozdější době bylo možné se ještě lépe vyvarovat radiační zátěži pracovníků i obyvatelstva v zasažených oblastech. Proto je možné i na základě zkušeností z Černobylu s jistotou tvrdit, že zdravotní dopady radiace z Fukušimy I budou zanedbatelné.
Silně zasažené oblasti ve Fukušimě. Celá evakuovaná zóna je nyní rozčleněna do tří oblastí podle stupně kontaminace. Každá z nich pak má jiný režim. Zeleně jsou vyznačeny oblasti, kde roční dávka nepřekračuje 20 mSv. Lze tak postupně připravovat brzký návrat obyvatel. Oranžově pak oblasti s roční dávkou mezi 20 až 50 mSv. Zde se pracuje na dekontaminace, aby se roční dávka dostala pod 20 mSv a mohlo se začít s návratem obyvatel. Červeně pak jsou vyznačeny silně zasažené oblasti, kde celoroční dávka překračuje 50 mSv a dekontaminace tak bude značně náročná. Vesnice Tamura už od prvního dubna 2014 do zakázané zóny nepatří.
3 Jaké je tedy zdravotní ohrožení v okolí Fukušimy? V předchozí části byly popisovány zdravotní dopady havárie v Černobylu a na základě srovnání průběhu havárií v Černobylu a ve Fukušimě bylo ukazováno, že zdravotní dopady radiace na pracovníky v elektrárně i na obyvatelstvo v okolí budou v případě Fukušimy zanedbatelné. Přesto je velmi důležité dozimetrické sledování obyvatel a jejich co nejvyšší informovanost. A také sledování zdravotního stavu. Podívejme se podrobněji na to, co se zatím reálně o dávkách u jednotlivých skupin obyvatel a zjištěných zdravotních dopadech zjistilo 3.1 Radioaktivní jód a rakovina štítné žlázy Hlavním pozorovatelným důsledkem radioaktivního zamoření při havárii v Černobylu bylo zvýšení výskytu rakoviny štítné žlázy hlavně u obyvatel, kteří byli v blízkosti havarované elektrárny a v době havárie byli v dětském věku. To bylo způsobeno kontaminací radioaktivním jódem 131. Při havárii ve Fukušimě se včasnou evakuací i dalšími opatřeními podařilo do značné míry se vyšší dávce jódu 131 a hlavně kontaminaci potravin vyhnout. Přesto je důležité sledovat stav štítné žlázy u všech obyvatel a hlavně dětí a mladistvých. K nejrozsáhlejší studii v dané oblasti patří vyšetření štítné žlázy u zhruba 360 000 obyvatel prefektury Fukušima, kterým bylo v době havárie méně než 18 let. Toto rozsáhlé vyšetření bylo dokončeno v roce 2013. Taková vyšetření se plánují dělat opakovaně. U všech, u kterých se v prvním vyšetření najde něco podezřelého, se provádí podrobnější nové vyšetření, aby se zjistilo, zda nejde o rakovinu štítné žlázy. Výskyt malých bulek je v tomto souboru zhruba 43 %, což odpovídá předchozím studiím ve Fukušimě i nezasažených oblastech, o kterých se podrobněji zmíníme později. Podle posledních údajů ze začátku roku 2014 byla rakovina štítné žlázy (papilární karcinom) zjištěna u 18 vyšetřovaných. U 26 dalších je podezření na ni a bude potřeba nové vyšetření. Věk je u potvrzených i podezřelých případů mezi 8 a 21 lety. Jedná se o 18 chlapců a 26 děvčat. V roce 2006 byla v Japonsku zjištěna rakovina štítné žlázy u 46 osob ve věku do dvaceti let. To by vedlo k incidenci zhruba jeden případ na sto tisíc dětí a mladistvých. To by naznačovalo, že u mladistvých z Fukušimy je případů rakoviny štítné žlázy více. Ovšem, může jít o zdání, způsobené tím, že se dělá kontrola všech osob v daném regionu. Taková intenzivní vyšetření velkého počtu osob se normálně neprovádí. Je tak možné, že většina případů je tak odhalena až v mnohem pozdějším věku. Tomu by nasvědčovalo i to, že průměrný věk zachycených případů v prefektuře Fukušima je téměř 17 let a jedná se tak většinou o starší mládež. Navíc byla velikost objevených karcinomů mezi 5 až 33 mm a jde tak ve většině případů o mikrokarcinom, který se často dlouhodobě neprojeví a není zjištěn. Zatím tedy nelze rozhodnout, zda některé z nich mohou souviset s radiací. K tomu by bylo potřeba provést podobnou studii v regionech, které spadem z elektrárny nebyly zasaženy. Jinak lze těžko rozhodnout, zda případný větší počet rakovin štítné žlázy nesouvisí pouze s tím, že díky neobvykle rozsáhlé kontrole celé populace se zachytí případy dříve než obvykle. Podobná diskuze byla na začátku studie, kdy se ukazoval „neobvykle“ velký počet malých abnormalit (malých bulek). Výsledky této rozsáhlé studie stavu štítné žlázy u lidí a hlavně dětí a mládeže v zasažených oblastech byly zveřejněny už v květnu 2013. Bylo pro ně získáno nejmodernější velmi citlivé zařízení, které nacházelo malé „abnormality“ u řady vyšetřovaných. Jednalo se o velmi malé bulky. Otázkou bylo, zda jde o příznak nějakého vlivu radiace a reálnou abnormalitu nebo o příliš velkou citlivost modernějších ultrazvukových přístrojů, u nichž zatím nebyl znám „standardní“ obraz stavu štítné žlázy a vidí i věci, které předchozí přístroje neviděly. Z toho důvodu provedlo japonské ministerstvo zdravotnictví a životního prostředí
referenční studie podobného vzorku mladých lidí v prefekturách, které kontaminací z havárie nebyly zasaženy. Jednalo se o prefektury Aomori, Yamanashi a Nagasaki. Ukázalo se, že ve zmíněných referenčních prefekturách byly hodnoty výskytu „abnormalit“ dokonce vyšší než v prefektuře Fukušima. Ale šlo o rozdíly v rámci statistických chyb. Konkrétně v prefektuře Fukušima byl výskyt těchto malých bulek 41,2 %, u prefektury Aomori 57,6 %, prefektury Yamanashi 69,4 % a prefektury Nagasaki 42,5 %. Ukázalo se tak, že tyto velmi malé bulky jsou normálním stavem. Větší abnormality, které vyžadují další průběžné sledování, byly nalezeny u 0,6 % případů z Fukušimy, což odpovídá statistice z dřívějška i jiných oblastí. Byl nalezen jediný případ, který potřeboval okamžitou podrobnou kontrolu. I to odpovídá situaci dříve i jinde. Prokázalo se tak, že nálezy nesouvisí s radiací. Probíhaly pak akce, kdy se odborníci setkávali na školách a dalších zařízeních s rodiči dětí a vysvětlovali jim výsledky studií. Stav štítné žlázy u obyvatel zasažených oblastí bude třeba i nadále průběžně sledovat a je třeba také provést srovnávací studie u obyvatelstva v nezasažených oblastech, aby se zjistilo, do jaké míry má uvolněná radioaktivita vliv na výskyt rakoviny štítné žlázy v zasažených oblastech. 3.2 Dozimetrické sledování obyvatel a zkoumání zdravotního stavu Velmi důležité je co nejpřesnější sledování dávek, které obdrží obyvatelé. Ať už se jedná o dávku z vnějšího prostředí měřenou osobními dozimetry nebo o vnitřní kontaminaci zjišťovanou pomocí vyšetření celotělovým počítačem nebo analýzou moči. Jedna z prvních dozimetrických studií byla publikována v listopadu 2011. Šlo o analýzu obdržených dávek u obyvatel z evakuovaných oblastí, kteří se v prvních čtyřech měsících zdržovali v nejvíce zasažených oblastech. Jednalo se například o obyvatele města Namie, vesnici Iitate a čtvrti v městě Kawamata. Tato místa ve vzdálenosti mezi 10 až 50 km od elektrárny směrem na severozápad jsou těmi nejpostiženějšími a evakuace tam navíc neproběhla okamžitě. U 1727 lidí bylo nalezeno devět lidí, kteří obdrželi dávku větší než 10 mSv. Pět z nich pracuje v elektrárně a nejvyšší obdržená dávka u nich byla 37 mSv. Ze čtyř ostatních obdržel jeden, který opakovaně navštěvoval evakuovanou zónu dávku 14 mSv. Podle rozboru míst pobytu lidí a měření se odhaduje, že 1675 lidí (tedy 97 % z nich) obdrželo méně než 5 mSv, 1084 pak méně než jeden milisievert. Ve stejné době provedla nezávislá firma kontrolu moči u 1500 dětí předškolního věku na přítomnost cesia 137. U zhruba sedmi procent našla přítomnost tohoto radioizotopu, ovšem v množství na hranici měřitelnosti a neohrožující zdraví. Testy se později ověřovaly a opakovaly, přičemž počet pozitivních nálezů rychle klesal. Studie, které zkoumají, jakou dávku obdrželi jednotliví obyvatelé zasažených oblastí v prvních měsících po havárii, ukazují, že hodnoty byly relativně malé. Například studie z počátku roku 2012 zkoumající z existujících dat téměř 10 000 obyvatel ze tří obcí blízko Fukušimy I ukázala sice, že 40 % testovaných obyvatel obdrželo v prvních čtyřech měsících dávku přes jeden milisievert, ale jen 71 obyvatel obdrželo dávku přes 10 mSv. Nejvyšší dávka byla 23 mSv. Sledování v pozdějších měsících je ještě přesnější, neboť velké skupiny obyvatel dostaly své dozimetry. Jako příklad může posloužit sledování zhruba 36 767 lidí z nejvíce zasažených oblastí poslední tři měsíce minulého roku. Pouze 110 lidí obdrželo dávku větší než jeden milisievert a jenom deset z nich pak obdrželo dávku mezi 1,8 mSv a 2,7 mSv. Ta však většinou vznikla tak, že se dozimetr zapomněl venku nebo nechal projít kontrolou zavazadla rentgenem na letišti. I z toho je vidět, že obdržená dávka bude srovnatelná s hodnotami z přirozeného pozadí a její zdravotní následky budou velice nízké a zanedbatelné vůči jiným vlivům.
3.3 Epidemiologické studie V letech 2012 a 2013 bylo zveřejněno několik rozsáhlých studií, které ukazují, že dopady radiace z Fukušimy na civilní obyvatelstvo i pracovníky budou zanedbatelné. Hlavním důvodem je včasná evakuace a pečlivá kontrola potravin s vyřazením těch závadných. U pracovníků pak snaha o co největší snížení obdržených dávek. Pracovníci i velký počet obyvatel jsou vybavení různými typy dozimetrů, které jim umožňují jak zjišťovat momentální situaci, kontrolovat situaci v místech kde se pohybují a kontrolovat i potraviny, tak dlouhodobě kontrolovat obdrženou dávku Důležitá jsou také studie vnitřní kontaminace obyvatel ze zasažených území a hlavně dětí a mladistvých, která se provádí pomocí celotělových počítačů. Jejich počet v nemocnicích na zasažených územích roste. Rozsáhlý výzkum vnitřní kontaminace [6] vedl profesor Rjúgo Hajano (angl. transkripce Ryugo Hayano). Ukázalo se, že jen velmi málo lidí má měřitelnou kontaminaci cesiem 137. A jejich počet klesá. Profesor Rjúgo Hajano se svým týmem z Tokijské univerzity studoval vnitřní kontaminaci obyvatel prefektury Fukušima a sousední prefektury Ibaraki z měření pomocí celotělových počítačů. To jsou zařízení, jejichž hlavní součástí je velmi citlivý detektor záření gama. Ten je umístěn nad lehátkem v uzavřené místnosti, která je obložená materiálem intenzivně absorbujícím záření gama přicházející z vnějších prostor. Měřená osoba si lehne na lehátko takovým způsobem, aby byla co nejblíže detektoru, který je umístěn nad jejím břichem. Měření probíhá řádově hodinu. Na tato vyšetření vnitřní kontaminace chodí všichni pracovníci s radioaktivitou. Také je pravidelně absolvuji a je to většinou docela příjemná chvilka klidu se čtením či poslechem relaxační hudby. Mobilnější jednodušší sestavy určené pro kratší měření mohou být pro sedící i stojící osoby. A ty se většinou využívají při studiích ve Fukušimě. Studie japonských vědců ukázala, že z 10 186 osob ze zasažených oblastí měřených od října 2011 do února 2012 na celotělovém počítači mělo 88 % neměřitelnou kontaminaci cesiem 137. Zbývajících 12 % (300 osob) mělo sice měřitelné stopy této radioaktivity, ale hluboko pod zdravotními limity. U 21 997 osob měřených v době od března 2012 do listopadu téhož roku byla kontaminace pod měřitelnou úrovní u 99 % měřených. Pouze u 1 % (212 osob) se objevily stopy vnitřní kontaminace, ale opět hluboko pod zdravotními limity. Větší hodnoty, i když i ty vedou k dávce jen 1 mSv, se našly u čtyř seniorů, kteří intenzivně jedli houby vypěstované na vlastní kontaminované zahrádce. Pochopitelně, že tato studie nevylučuje možnost vyšší vnitřní kontaminace u jiných obyvatel ze zasažených oblastí. Avšak hlavně velmi pečlivá kontrola trhu s potravinami a vyřazení kontaminovaných z potravního řetězce umožnily docílit zanedbatelné úrovně vnitřní kontaminace obyvatel na postižených územích. Potvrzuje se, že vnitřní kontaminace je u obyvatel dramaticky nižší než v zasažených oblastech v okolí Černobylu. Je to tím, že únik radioaktivity u Fukušimy I byl mnohem menší a Japonsko mělo daleko větší potenciál pro kontrolu potravin a vyřazení těch závadných z potravního řetězce. Bylo to dáno hlavně ekonomickými možnostmi postižených států, možnostmi dodávek potravin z jiných nezasažených oblastí a úrovní vybavení dozimetrickými přístroji. 3.4 Zprávy UNSCEAR a WHO k Fukušimě Zpráva už zmíněné organizace UNSCEAR [7] vycházela z dozimetrických údajů o 20115 pracovnících firmy TEPCO a dodavatelských firem, které se účastnily prvního roku likvidace následků havárie ve Fukušimě. Zjistilo se, že pouze 147 zaměstnanců firmy TEPCO a 21 zaměstnanců dodavatelských firem obdrželo dávku větší než 100 mSv, která vede ke zvýšení
rizika rakoviny. I když většinou šlo o překročení velmi malé, kdy je zvýšení rizika minimální. Hodnoty se pohybovaly v mezích, které dosahují i jiné profese střetávající se s rizikem radiace, například kosmonauti. Jen šest pracovníků překročilo hodnotu 250 mSv, což je maximální hodnota povolená právě pro pracovníky, kteří pracují ve speciálních podmínkách, kdy je třeba s intenzivní radiací počítat. U dvou pracovníků překročila dávka hodnotu 600 mSv. I v tomto případě není zvýšení zdravotního rizika velké a je srovnatelné s řadou jiných rizik. Většina těchto pracovníků obdržela tuto dávku v prvních dnech a týdnech po havárii, kdy pracovali v areálu a budovách bez světel v době, kdy docházelo k vodíkovým výbuchům. Závěr odborníků organizace UNSCEAR je, že žádné pozorovatelné zvýšení rakovin či jiných nemocí nebude u pracovníků, kteří se podíleli na likvidaci následků havárie ve Fukušimě I pozorovatelné. Studie Světové zdravotnické organizace (WHO), která velice pečlivě analyzovala dávky, které obdrželi jak obyvatele zasažených oblastí, tak i pracovníci v elektrárně [8]. Na základě tohoto rozboru pak odborníci vypracovali odhady zdravotních rizik [9], která radiace uvolněná při havárii ve Fukušimě I přinesla obyvatelům Fukušimy, Japonska i širšího okolí. A také pracovníkům, kteří v elektrárně zasahovali v době havárie a pracují i nyní. Tyto odhady byly provedeny pro různé skupiny lišící se z hlediska geografického (blízkosti k elektrárně i míry zasažení území), genderového, věku i stravovacími možnostmi. Je třeba zdůraznit, že odborníci organizace WHO postupovali při odhadech obdržených dávek co nejkonzervativnějším způsobem. Lze tak předpokládat, že jejich odhady dávek a z nich vyplývajících rizik budou spíše i silně nadhodnocené. Zmiňme pro příklad několik těchto konzervativních přístupů. U obyvatel z dodatečně evakuovaných území, kteří byli nejsilněji zasaženi, se počítalo s tím, že na tomto radiací více postiženém území zůstali celé čtyři měsíce až do nařízené evakuace, i když se jich velká část, a hlavně právě děti, evakuovala dobrovolně mnohem dříve. Předpokládalo se, že se obyvatelé zasažených území stravovali čistě místními produkty, i když velká část potravin se dovážela z nezasažených částí Japonska. Předpokládalo se, že rozdělení kontaminace potravin odpovídalo tomu, které se zjistilo při kontrole. I když potraviny, u kterých se zjistila kontaminace překračující zdravotní limity, nebyly na trh připuštěny. Podívejme se tedy na výsledky, které se v této studii získaly. Studie se zaměřuje hlavně na riziko nárůstu pravděpodobnosti rakoviny, což je nemoc, která je nejpravděpodobnějším rizikem radiace. Ukazuje se, že riziko spojené s radioaktivitou z Fukušimy I je v Japonsku a jeho nejbližším okolí nízká a v ostatních částech světa extrémně nízká. Kromě obyvatel z nejsilněji zasažených oblastí se nikde jinde, a to i v prefektuře Fukušima, nedá předpokládat pozorovatelné zvýšení počtu rakovin.
Jeden z celotělových počítačů používaný při studiu profesora Rjugo Hajano (zdroj prezentace pana profesora v laboratoři CERN 4.4.2013) K znatelnému zvýšení rizika dochází právě jen v nejsilněji zasažených oblastech. V nich jsou pochopitelně nejvíce ohrožena malá děvčátka. To je také skupina, která se tak uvádí jako příklad při prezentaci studie. Takže si uveďme právě čísla, která platí pro celoživotní riziko u žen, které zastihla havárie ve Fukušimě v nejsilněji zasažených oblastech ve věku malé holčičky. U rizika vzniku všech typů nádorů dojde k nárůstu o 4 %, riziko rakoviny prsu se zvýší o 6 %, riziko leukemie se zvýší o 7 % a riziko rakoviny štítné žlázy o 70 %. 3.5 Získaným odhadům a číslům je třeba rozumět Poslední číslo svou velikostí zaujme řadu čtenářů. Na něm lze dobře dokumentovat, že při četbě výsledků studií, které se zabývají odhady zdravotních dopadů, je třeba nad uváděnými čísly přemýšlet a porozumět jim. Je třeba porovnávat a chápat, co daná čísla reálně říkají. Jako příklad bych uvedl diskuzi, kterou jsem měl s paní Monikou Machovou Wittingerovou, která je předsedkyní organizace Jihočeské matky. Ta mě kritizovala právě za tvrzení, že: "V posledních měsících bylo zveřejněno několik rozsáhlých studií, které ukazují, že dopady radiace z Fukušimy na civilní obyvatelstvo i pracovníky budou zanedbatelné." Paní Machová Wittingerová prohlásila, že to není pravda: „Možná považujete nárůst celoživotního rizika rakoviny štítné žlázy o 70 % u žen, které byly při havárii v nejsilněji zasažených oblastech jako malá děvčátka, za zanedbatelné, ale odborníci by jistě byli jiného názoru“. Než se podíváme, jaké jsou opravdu reálné dopady těchto čísel, musíme si připomenout, jaká jsou celoživotní rizika vzniku těchto rakovin u běžné populace žen. Pravděpodobnost vzniku nějakého z typu nádoru během celého života je u běžné ženy 29 %, tato pravděpodobnost se u děvčátek z nejsilněji zasažených oblastí zvýší o 1,16 procentního bodu. Pravděpodobnost vzniku rakoviny prsu je u běžné populace žen 5,53 % a zvýšení u děvčátek z nejsilněji zasažených oblastí je tedy o 0,33 procentního bodu. Stejná čísla u leukemie jsou 0,60 % a zvýšení u děvčátek z okolí Fukušimy I o 0,04 procentního bodu. U
rakoviny štítné žlázy je riziko jejího vzniku během života ženy 0,75 % a v tomto případě je zvýšení u děvčátek v nejsilněji zasažených oblastech 0,53 procentního bodu. Proto, abychom mohli zhodnotit reálné možné dopady těchto rizik, je třeba vědět, jak velké populace se toto zvýšení týká. V daném případě se uváděný nárůst rizika rakovin týká děvčátek, která měla v době havárie stáří do dvou let (kategorie „infant“), zasažení v tomto věku vede k největšímu riziku. Další kategorií jsou děti do deseti let (kategorie „child“) a poslední jsou lidé starší (kategorie „adult“). Pokud vezmeme japonskou populaci, tak děti do dvou let v ní tvoří jen 1 % a děti do deseti let pak jen 5 %. Je to dáno tím, že Japonsko se už řadu let potýká se silným poklesem porodnosti. Silně zasaženými skupinami obyvatel jsou ty, které zůstaly v dodatečně evakuovaných oblastech. Ty byly relativně silně zasažené, byly však ve vzdálenosti větší než 20 km a jejich evakuace byla přikázána až po čtyřech měsících. Jde hlavně o vesnici Iitate, horskou část správního celku Namie a malou část správního celku Minami Soma a vesnice Katsurao. Dále pak některá obydlí ve městě Date. Vesnice Iitate má necelých 7 000 obyvatel. V dalších částech je populace díky jejich horskému rázu populace také nižší a přispívají tak každý jednotkami tisíc. Když celkovou velikost populace v silně zasažených oblastech vezmeme zhruba 30 000, je to číslo spíše dost nadsazené. Pro dodržení velmi konzervativního přístupu tak vezmeme v dané skupině děti do deseti let (to je pětkrát více než je ve skupině kategorie „infant“, která je nejrizikovější a hodnoty pro ni jsme uvedli výše). Těchto dětí je tak v těch 30 000 zhruba 1500. Z nich děvčat je zhruba 750. Podívejme se tedy, co znamená to uváděné 70 % navýšení celoživotního rizika rakoviny štítné žlázy. Pravděpodobnost vzniku rakoviny štítné žlázy u běžné ženy je zmíněných 0,75 %. Z počtu 750 žen tak během celého života bude mít rakovinu štítné žlázy zhruba 6 žen. Pochopitelně jde o velmi malý počet a je velká statistická nejistota tohoto odhadu. U žen, které byly v dětském věku v nejsilněji zasažených oblastech v okolí Fukušima I dojde k nárůstu rizika o 0,53 procentního bodu a u nich ze skupiny 750 žen je odhad celoživotního onemocnění rakovinou štítné žlázy zhruba 10 žen. Tedy odhad počtu onemocnění vlivem radiace jsou zhruba 4. Pochopitelně jde zase o velmi nízké číslo a statistický rozptyl bude příslušně velký. Je třeba zdůraznit, že jde o počet onemocnění a rakovina štítné žlázy je velmi dobře léčitelná. Například v případě černobylských onemocnění se nepodařilo vyléčit a vedla k úmrtí pouze 0,2 % z nich, viz část věnovaná Černobylu. Takže v našem případě žen zasažených v dětském věku radiací z Fukušimy I je odhad počtu úmrtí na rakovinu štítné žlázy 0,008 tedy 0 případů. Obrovské hrozivé číslo 70 % tak nakonec vede ke čtyřem onemocněním a nula úmrtím za zhruba 70 let po havárii. A to je ještě počet nejspíše hodně nadsazený vzhledem k velmi konzervativnímu přístupu při jeho určování. Nasvědčují tomu i výsledky, ke kterým se došlo při srovnávání odhadu dávek, kterým byla vystavena štítná žláza, s naměřenou hodnotou v případech, kdy se toto měření podařilo uskutečnit. Experimentální byla vždy značně nižší. To, jestli riziko čtyř případů onemocnění rakovinou štítné žlázy během celého života v zasažené skupině a nula případů úmrtí lze nebo nelze označit za zanedbatelné, už nechám na čtenáři. Podívejme se ještě, jak to bude vypadat s ostatními typy rakovin v dané skupině. U všech typů nádorů, kterých se v dané skupině 750 žen objeví během jejich života zhruba 218 případů, dojde vlivem radiace ke zvýšení počtu o zhruba 9 případů. K 42 přirozeně vzniklým případům rakoviny prsu přibydou zhruba 3 případy vlivem radiace. A u leukemie by u stejně početné skupiny běžné populace žen bylo zhruba 5 případů a jejich počet se vlivem radiace u dívek v nejsilněji zasažené skupiny v okolí Fukušimy I nezvedne ani o jeden případ. Zase je třeba připomenout, že odhady jsou nejspíše i značně nadsazené a jde o počet onemocnění. V současné době se daří v řadě případů rakovinu léčit a tak počet úmrtí bude značně nižší. Počet lidí v jiných věkových vrstvách bylo více, ale odhady jejich rizika zase vychází i radikálně nižší. Větší počet obyvatel byl i v méně zasažených oblastech Fukušimy I,
tam už se to týkalo několika stovek tisíc obyvatel. Ale u nich byly dávky i odpovídající zdravotní rizika značně i radikálně nižší. I to je důvod, proč se ve studii organizace WHO píše, že kromě silně zasažených oblastí se nikde jinde zvýšení rizika onemocnění rakovinou neobjeví. Vzhledem k velmi nízké dávce, které byla populace vystavena, se neobjeví vlivem radiace ani případy poškození plodů u žen, které byly, jsou nebo budou v dané oblasti těhotné. Pracovníci elektrárny, kteří obdrželi vyšší dávky překračující 100 mSv, jsou vystaveni zvýšenému riziku rakoviny. Jde však o zvýšení velmi malé a srovnatelné s jinými profesními riziky. Srovnatelným dávkám jsou běžně vystaveni třeba kosmonauté.
Dvě studie Světové zdravotnické organizace, které studovaly dávky u obyvatel způsobené havárií ve Fukušimě I a zdravotní rizika, která z těchto dávek plynou. Je tedy vidět, že hrozivé číslo 70 %, které je uvedeno ve studii Světové zdravotnické organizace a tak fascinovalo paní Machovou Wittingerovou, reálně znamená pouze zhruba čtyři onemocnění rakovinou štítné žlázy v následujících zhruba 70 letech a žádné úmrtí na toto onemocnění navíc. Alespoň podle mého názoru jde opravdu o zanedbatelný dopad radiace, který zaniká v řadě dalších daleko silnějších vlivů, jako jsou třeba stravovací návyky, opalování, jiné druhy znečištění a to už vůbec nemluvím o kouření. A, jak už bylo několikrát zdůrazněno, jde navíc o odhad velmi konzervativní a pravděpodobně i velmi silně nadsazený. Rizika radiace z Fukušimy, která mohou vést v nejhorším případě v následujících zhruba 70 letech k jednotkám až desítkám onemocnění rakovinou, lze tak opravdu označit za zanedbatelná. Je pochopitelné, že i při tak nízké míře rizika Světová zdravotnická organizace doporučuje dlouhodobé zdravotní sledování zasažené populace, aby bylo možné i tato nízká rizika a hlavně jejich následky včasnou diagnostikou a dalšími opatřením ještě snížit. Dále také správně konstatuje, že o zdravotních rizicích z radiace lze říci, že jsou zanedbatelné,
ovšem psychologické a sociální dopady havárie zanedbatelné nejsou. A právě do těchto oblastí je třeba napřít co nejvíce úsilí na zmírnění dopadu havárie na lidi. 4 Závěr - největší budou dopady psychologické a sociální Největší zdravotní dopady tak budou psychické a sociální způsobené nutností evakuace a strachem z ohrožení. A právě do této oblasti by se měla zaměřit pomoc. Nejdůležitější je co nejvyšší míra otevřenosti a informovanosti, zajištění pomoci, kompenzací i sledování zdravotního stavu. Hlavní pozornost je nutné kromě dekontaminace věnovat obnově infrastruktury, zaměstnanosti, kvality života v dané lokalitě a rekonstrukci sociálního života postižených komunit. Japonsko má pro to dostatečný ekonomický potenciál a v tomto případě by mohla být specifika japonské společnosti, zvláště vysoká soudržnost jednotlivých komunit, výhodou. Ke zlepšení situace v této oblasti přispívají i společenské akce, velké i ty drobné. Jmenujme alespoň dva malé příklady. Jedním z nich jsou Tohoku letní festivaly ve Fukušimě, které se začaly pořádat před dvěma roky, kdy měly pomoci přilákat turisty do oblasti. Jeho součástí je i alegorický průvod. Letos se ho zúčastnilo již přes 250 000 návštěvníků. Podobnou akcí, která hlavně z psychologického hlediska pomáhá obyvatelům, se stal svátek kvetoucích třešní, který se uskutečnil ve vesnici Iitate. Šintoistického obřadu se zúčastnilo 60 původních obyvatel daného místa. Poprvé od havárie. Obyvatelé už totiž mohou do svých třešňových sadů chodit, pouze musí své domovy zatím na noc opustit. Jsou tak rádi, že se mohou pohledem na své třešňové květy pokochat. Podobný obřad plánují uskutečnit i potom, až jim bude dovoleno se vrátit natrvalo. I takové drobné akce přispívají k překonání psychologických a sociálních dopadů evakuace a dalších následků havárie. Zmiňme ještě jednu. Pro trvalé otevření se připravují i některé části města Minami Soma v zakázané zóně. V otevřené části této zóny, kam mohou obyvatelé chodit, jen tam nesmí zůstávat trvale, je i svatyně Soma-Odaka. Poprvé po třech letech se tam znovu uskutečnil tradiční „Kagura“ tanec na oslavu Nového roku. I to je událost, která oblast posunuje k normálu. Jsou to sice drobnosti, ale i ty spolu s efektivní pomocí a snahou o co nejrychlejší a nejefektivnější dekontaminaci zasažených oblastí pomáhají jejich obyvatelům překonat pro ně katastrofické dopady havárie. Jen je třeba připomenout, že při cunami zahynulo 18 520 lidí a následkem havárie ve Fukušimě nikdo. K efektivní pomoci pomůžou právě co nejpřesnější dozimetrická data a jejich racionální posouzení. Pod články, které věnuji energetice a zvláště té jaderné i v kontextu s havárií na Jaderné elektrárně Fukušima I se občas objevují názory, že jsou necitlivě technokratické a neprojevuji v nich dostatek empatie. Je pravda, že se ve svých článcích a snažím o fyzikální a technický popis událostí a racionální srovnání různých energetických zdrojů. Protože jen to umožní v budoucnu se případným katastrofám vyhnout a celková rizika minimalizovat. Ona totiž tragédie postižených při protržení přehrady, důlním neštěstí čí jaderné havárii je stejně hluboká. Stejná je však i u obětí sociálních a ekonomických propadů, které mohou být způsobeny nedostatkem energie. Kromě racionálního posouzení je však třeba nezapomínat na to, že každý opuštěný dům, hrob předků, místo z dětství nechalo hluboký otisk. A je plně pochopitelné, že například postižení jadernou havárií mají k jaderné energetice často postoj hodně negativní. Ta místa a osudy jejich obyvatel je třeba připomínat. Musíme se totiž snažit udělat vše proto, aby k takovým událostem docházelo co nejméně.
[1] BEAR VII, Phase II: Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation, National Academies Press, Washigton DC, 2014 [2] E. Cardis at al, The 15-Country Collaborative Study of Cancer Risk among Radiation Workers in the Nuclear Industry: estimates of radiation-related cancer risks, Radiat Res. 2007 Apr;167(4):396-416 [3] Národní epidemiologický registr Ruska dostupný na adrese http://www.nrer.ru/main.html [4] UNSCEAR 2008: Sources and Effects of Ionizing Radiation Annex D, 2008, dostupné na http://www.unscear.org/docs/reports/2008/11-80076_Report_2008_Annex_D.pdf [5] Chernobyl forum, výsledky dostupné summaries/chernobyl-conference-2005.asp
na
http://www-ns.iaea.org/meetings/rw-
[6] R.S. Hayano et al: Internal radiocesium contamination of adults and children in Fukushima 7 to 20 months after the Fukushima NPP accident as measured by extensive whole-body-counter surveys, Proceedings of the Japan Academy, Series B, Physical and Biological Sciences, Apr. 11, 2013, 89(4): 157-163 [7] UNSCEAR 2013: Sources and Effects of Ionizing Radiation Annex A, 2013, dostupné na http://www.unscear.org/docs/reports/2013/13-85418_Report_2013_Annex_A.pdf [8] WHO: Preliminary dose estimation from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan earthquake and tsunami, based on a preliminary dose estimation, dostupné na http://www.who.int/ionizing_radiation/pub_meet/fukushima_dose_assessment/en/ [9] WHO: Health risk assessment from the nuclear accident after the 2011 Great East Japan earthquake and tsunami, based on a preliminary dose estimation, dostupné na http://www.who.int/ionizing_radiation/pub_meet/fukushima_risk_assessment_2013/en/ Kromě odkazovaných studií byly využity materiály týkající se jaderných havárii Černobyl a Fukušima získané z řady dalších zdrojů, ať už jde o provozovatelé zařízení či příslušné regulační úřady nebo ruský a japonský tisk.
