medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2017-96-9-861-867medlit-911Research ArticleГИГИЕНА ТРУДАOCCUPATIONAL HYGIENEОсобенности радиационного нормирования в СССР (России) и США применительно к длительным пилотируемым космическим полётамPeculiarities of radiation normalization in the USSR (Russia) and the USA concerning to long-term pilotable space flightsГригорьевЮ. Г.GrigoryevYury G.

MD, PhD, DSci., professor, leading researcher of the A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Centre, Moscow, 123182, Russian Federation.

e-mail: profgrig@gmail.com

noemail@neicon.ruУшаковИгорь БорисовичUshakovI. B.

Доктор мед. наук, проф., акад. РАН, главный научный сотрудник ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России, 123182, Москва.

e-mail: ibushakov@gmail.com

profgrig@gmail.comШафиркинА. В.ShafirkinA. V.noemail@neicon.ruФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА РоссииA.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical CentreГосударственный научный центр РФ — Институт медико-биологических проблем РАНInstitute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences201721102020969861867Copyright © Григорьев Ю.Г., Ушаков И.Б., Шафиркин А.В., 20202020Григорьев Ю.Г., Ушаков И.Б., Шафиркин А.В.Grigoryev Y.G., Ushakov I.B., Shafirkin A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/911

В работе в ретроспективном плане с 60-х годов прошлого века до настоящего времени рассмотрены согласованные подходы в нашей стране и в США при решении вопросов обеспечения радиационной безопасности и радиационного нормирования кратковременных космических полётов и установлении предельных уровней радиационного воздействия на космонавтов и астронавтов. В то же время для длительных космических полетов показаны некоторые принципиальные различия в выборе критериев радиационной опасности сложного (в отличие от наземного) характера радиационного воздействия космических излучений. Отмечены также различия в моделях формирования радиационного поражения организма с учётом восстановительных и компенсаторных процессов. Проведено тщательное экспериментальное и модельное обоснование не только риска ближайших эффектов, но главное и неблагоприятных отдалённых последствий воздействия на космонавтов космических излучений. Для решения вопросов нормирования в России и установления пределов доз для космонавтов представлены результаты уникальных экспериментов и разработаны количественные подходы к определению состояния ведущих регуляторных систем, резервов организма, суммарного радиационного риска в течение всей жизни космонавтов, а также возможного сокращения средней предстоящей продолжительности жизни (СППЖ).

Retrospectively, from the 60s of the last century to the present time, coordinated approaches have been considered in our country and in the United States in addressing the issues of ensuring radiation safety and radiation rating of short-term space flights and establishing the maximum radiation exposure levels for cosmonauts and astronauts. At the same time, for long space flights some basic differences in the choice of radiation hazard criteria for a complex (in contrast to terrestrial) character of the radiation impact of cosmic radiation are shown. Differences in models of the formation of the radiation hazard to the organism are also noted taking into account the recovery and compensatory processes. A thorough experimental and model substantiation of not only the risk of immediate effects, but also the main and unfavorable long-term effects of cosmic radiation on cosmonauts, have been carried out. To solve problems of rationing in Russia and establish the dose limits for cosmonauts, the results of unique experiments are presented and quantitative approaches to the determination of the state of the leading regulatory systems, body reserves, the total radiation risk throughout the life of cosmonauts, as well as the possible reduction of the average life expectancy.

поглощённая и эквивалентная доза в органе и тканисреднетканевая дозаэффективная дозаобобщённая дозапервичная лучевая реакциярезервы организмасуммарный в течение жизни радиационный рисксокращение продолжительности жизниabsorbed and equivalent dose in the оrgans and tissuesmidltissue doseeffective dosegeneralized doseprimary radiation responsebody reserveslife-long radiation riskshortened life expectancyReferencesГригорьев Ю.Г., Ушаков И.Б., Красавин Е.А., Давыдов Б.И., Шафиркин А.В. Космическая радиобиология за 55 лет (К 50-летию ГНЦ РФ-ИМБП РАН). М.: Экономика; 2013.Grigor'ev Yu.G., Ushakov I.B., Krasavin E.A., Davydov B.I., Shafirkin A.V. Space Radiobiology for 55 Years (For the 50th anniversary of SSC RF-IBMP RAS) [Kosmicheskaya radiobiologiya za 55 let (K 50-letiyu GNTs RF-IMBP RAN)]. Moscow: Economika; 2013. (in Russian)Григорьев Ю.Г., Гуськова А.К., Домшлак М.П., Высоцкий В.Г., Раевская С.А., Маркелов Б.А. и др. Проблема обоснования допустимых доз ионизирующей радиации для членов экипажа космических кораблей. В кн.: Материалы XVI Международного астронавтического конгресса. М.: Министерство здравоохранения СССР; 1965.Grigor'ev Yu.G., Gus'kova A.K., Domshlak M.P., Vysotskiy V.G., Raevskaya S.A., Markelov B.A., et al. The problem of the justification of permissible doses of ionizing radiation for the crew spacecraft. In: Proceedings of the XVI International Astronautical Congress [Materialy XVI Mezhdunarodnogo astronavticheskogo kongressa]. Moscow: Ministerstvo zdravookhraneniya SSSR; 1965.Parin V.V., Antipov V.V., Davydov B.I., Panchenkova E.F., Saksonov P.P., Shashkov V.S., et al. The Results of a Study of the Biological Effectiveness of a number of Space Flight Factors. In: Proceedings of the XV-th International Astronautical Congress. V.4 (Bioastronautics). Oxford; 1965: 13145Parin V.V., Antipov V.V., Davydov B.I., Panchenkova E.F., Saksonov P.P., Shashkov V.S., et al. The Results of a Study of the Biological Effectiveness of a number of Space Flight Factors. In: Proceedings of the XV-th International Astronautical Congress. V.4 (Bioastronautics). Oxford; 1965: 13145.Langham W.H., ed. Radiobiological Factors in Manned Space Flight. Washington: National Academy of Sciences; 1967Langham W.H., ed. Radiobiological Factors in Manned Space Flight. Washington: National Academy of Sciences; 1967.Даренская Н.Г., Кознова Л.Б., Акоев И.Г., Невская Г.Ф. Относительная биологическая эффективность излучений. Фактор времени облучения. М.: Атомиздат; 1968.Darenskaya N.G., Koznova L.B., Akoev I.G., Nevskaya G.F. The Relative Biological Effectiveness of Radiations. The Time Factor Exposure [Otnositel'naya biologicheskaya effektivnost' izlucheniy. Faktor vremeni oblucheniya]. Moscow; Atomizdat; 1968. (in Russian)Саксонов П.П., Антипов В.В., Давыдов Б.И. Серия «Проблемы космической биологии». Том 9. Очерки космической радиобиологии. М.: Наука; 1968.Saksonov P.P., Antipov V.V., Davydov B.I. Series «Problems of Space Biology». Volume 9. Essays on Cosmic Radiobiology [Seriya «Problemy kosmicheskoy biologii». Tom 9. Ocherki kosmicheskoy radiobiologii]. Moscow: Nauka; 1968. (in Russian)Давыдов Б.И., Антипов В.В., Саксонов П.П. Обоснование допустимых доз облучения при планировании космических полетов. Космические исследования. 1968; (3): 450-70.Davydov B.I., Antipov V.V., Saksonov P.P. The Rationale for allowable radiation doses in the planning of space flight. Kosmicheskie issledovaniya. 1968; (3): 450–70. (in Russian)Григорьев Ю.Г. Радиационная безопасность космических полетов. М.: Атомиздат; 1975.Grigoriev Y.G. Radiation Safety of Space Flights [Radiatsionnaya bezopas-nost' kosmicheskikh poletov]. Moscow: Atomizdat; 1975. (in Russian)Billingham J. Apollo dose limits. In: Second Symposium on Protection against Radiation in Space. Gatlinburg; 1965: 139-41.Billingham J. Apollo dose limits. In: Second Symposium on Protection against Radiation in Space. Gatlinburg; 1965: 139–41.Langham W.H., Grahn D., eds. Radiation Protection Guides and Constraints for Space Mission and Vehicle-Design Studies Involving Nuclear Systems. Radiobiological Advisory Panel Committee on Space Medicine NAS/NRC 1970. Washington: National Academy Press; 1970.Langham W.H., Grahn D., eds. Radiation Protection Guides and Constraints for Space Mission and Vehicle-Design Studies Involving Nuclear Systems. Radiobiological Advisory Panel Committee on Space Medicine NAS/NRC 1970. Washington: National Academy Press; 1970.NCRP Report N 98. Guidance on radiation received in space activities. Recommendation of the national council on radiation protection and measurements. Bethesda; 1989.NCRP Report N 98. Guidance on radiation received in space activities. Recommendation of the national council on radiation protection and measurements. Bethesda; 1989.NCRP Report N 132. National Council on Radiation Protection and Measurement. Recommendations of Dose Limits for Low Earth Orbit. Bethesda; 2000.NCRP Report N 132. National Council on Radiation Protection and Measurement. Recommendations of Dose Limits for Low Earth Orbit. Bethesda; 2000.Григорьев Ю.Г., Попов В.И., Шафиркин А.В., Антипенко Ж.Б. Соматические эффекты хронического гамма- облучения. М.: Энергоатомиздат; 1986.Grigor'ev Yu.G., Popov V.I., Shafirkin A.V., Antipenko Zh.B. Somatic Effects of Chronic Gamma Irradiation [Somaticheskie effekty khronicheskogo gamma- oblucheniya]. Moscow: Energoatomizdat; 1986. (in Russian)Шафиркин А.В., Григорьев Ю.Г. Межпланетные и орбитальные полеты. Радиационный риск для космонавтов. Радиобиологическое обоснование. М.: Экономика; 2009.Shafirkin A.V., Grigor'ev Yu.G. Interplanetary and Orbital Flights. Radiation Risk for Astronauts. Radiobiological Rationale [Mezhplanetnye i orbital'nye polety. Radiatsionnyy risk dlya kosmonavtov. Radiobiologicheskoe obosnovanie]. Moscow: Ekonomika; 2009. (in Russian)Shafirkin A.V., Petrov V.M. Estimation of cosmonaut's radiation hazard during long term space missions on the basis of a generalized dosimetric functional Adv. Space Res. 2002; 30(4): 995-8Shafirkin A.V., Petrov V.M. Estimation of cosmonaut's radiation hazard during long term space missions on the basis of a generalized dosimetric functional Adv. Space Res. 2002; 30(4): 995–8.Рекомендации МКРЗ. Публикация 26. Радиационная защита. М.: Атомиздат; 1978.The recommendations of ICRP. Publication 26. Radiation protection. Moscow: Atomizdat; 1978. (in Russian)Публикации № 60 и 61. Рекомендации международной комиссии по радиологической защите 1990 года. Пределы годового поступления радионуклидов в организм работающих, основанные на рекомендациях 1990 года. М.: Энергоатомиздат; 1994.Publication N 60 and 61. Recommendations of the international Commission on radiological protection, 1990. The annual limits of intake of radionuclides into the body work, based on the recommendations of 1990. Moscow: Energoatomizdat; 1994. (in Russian)ГОСТ 25645.218-90 БРЭКАКП. Зависимость коэффициента качества космических излучений от линейной энергии. М.; 1991.GOST 25645.218–90 BREKAKP. The dependence of the quality factor of the cosmic radiation from the linear energy. M.; 1991. (in Russian)Биологическое действие протонов высоких энергий. М.: Атомиздат; 1967.Biological Action of High-energy Protons [Biologicheskoe deystvie protonov vysokikh energiy]. Moscow: Atomizdat; 1967. (in Russian)Blair H.A. Some Aspects Propertis of Reparable and Irreparable Radiation Injury. Some Aspects of Internation Irradiation. Oxford: Pergamon Press; 1962Blair H.A. Some Aspects Propertis of Reparable and Irreparable Radiation Injury. Some Aspects of Internation Irradiation. Oxford: Pergamon Press; 1962.ГОСТ 25645.203-83 БРЭКАКП. Модель тела человека для расчёта тканевой дозы. М.; 1984.GOST 25645.203–83 BREKAKP. The model for calculating the body tissue dose. Moscow; 1984. (in Russian)ГОСТ 25645.219-90 БРЭКАКП. Модель учёта влияния пространственной неравномерности радиационного воздействия на обобщённый радиобиологический эффект. М.; 1991GOST 25645.219–90 BREKAKP. Model the effect of spatial non-uniformity of radiation effects on generalized radiobiological effect. Moscow; 1991. (in Russian)Ушаков И.Б., Антипов В.В., Федоров В.П., Горлов В.Г. Комбинированное действие факторов космического полета. В кн.: Антипов В.В., Григорьев А.И., Лич Хантун К., ред. Космическая биология и медицина. Том 3. М.: Наука, 1997, Глава 21: 291-353.Ushakov I.B., Antipov V.V., Fedorov V.P., Gorlov V.G. Combined action of space flight factors. In: Antipov V.V., Grigor'ev A.I., Lich Khantun K., eds. A Man in Space Flight [Kosmicheskaya biologiya i meditsina. Tom 3]. Moscow: Nauka; 1997: 291–353. (in Russian)Методические указания РД 50-25645.205-83 БРЭКАКП. Метод расчёта радиационного риска М.; 1984.Methodical instructions RD 50-25645.205–83 BREKAKP. Method for calculating radiation risk. Moscow; 1984. (in Russian)ГОСТ 25645.215-85 БРЭКАКП. Нормы безопасности при продолжительности полётов до 3-х лет. М.; 1986.GOST 25645.215–85 BREKAKP. Safety regulations for the duration of flights up to 3 years. Moscow; 1986. (in Russian)Шафиркин А.В., Штемберг А.С., Есауленко И.Э., Попов В.И. Экология, социальный стресс, здоровье населения и демографические проблемы России. Воронеж: Научная книга; 2009.Shafirkin A.V., Shtemberg A.S., Esaulenko I.E., Popov V.I. Ecology, Social Stress, Health and Demographic Problems of Russia [Ekologiya, sotsial'nyy stress, zdorov'e naseleniya i demograficheskie problemy Rossii]. Voronezh: Nauchnaya kniga; 2009. (in Russian)Geard C.R., Jenkins-Baker G., Grabham P. Human Endothelial Cells in 2 D and 3-D system. Noncancer Effects and Space-related radiations: Proceedings of the 4-th Internation Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health. Dubna; 2006Geard C.R., Jenkins-Baker G., Grabham P. Human Endothelial Cells in 2 D and 3-D system. Noncancer Effects and Space-related radiations: Proceedings of the 4-th Internation Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health. Dubna; 2006.Азизова Т.В. Состояние нервной системы у лиц, подвергавшихся хроническому профессиональному воздействию ионизирующего излучения (35-45 лет наблюдения): Автореф. дисс.. канд. мед. наук. М.; 1999.Azizova T.V. Condition of the nervous system in individuals exposed to chronic occupational exposure to ionizing radiation (35–45 years of observation): Diss. Moscow; 1999. (in Russian)Азизова Т.В., Гуськова А.К. Неврологические синдромы при профессиональном хроническом облучении. Вопросы радиационной безопасности. 2001; (2): 62-71.Azizova T.V., Gus'kova A.K. Neurological syndromes in chronic occupational exposure. Voprosy radiatsionnoy bezopasnosti. 2001; (2): 62–71. (in Russian)Иванов В.К., Максютов М.А., Чекин С.Ю., Круглова З.Г., Петров А.В., Цыб А.Ф. и др. Радиационно-эпидемиологический анализ неонкологической заболеваемости ликвидаторов чернобыльской катастрофы. Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра). 2001; (12): 82-98.Ivanov V.K., Maksyutov M.A., Chekin S.Yu., Kruglova Z.G., Petrov A.V., Tsyb A.F., et al. Radiation-epidemiological Analysis of the non-cancer morbidity of Chernobyl liquidators Catastrophe. Radiatsiya i risk (Byulleten' Natsional'nogo radiatsionno-epidemiologicheskogo registra). 2001; (12): 82–98. (in Russian)Головченко Ю.И. Радиобиологические аспекты ускоренного старения по данным церебральной гемодинамики. В кн.: Материалы радиобиологического съезда. Пущино; 1993: 235-6.Golovchenko Yu.I. Radiobiological aspects of accelerated aging according to cerebral hemodynamics. In: Materials of Radiobiological Congress [Materialy radiobiologicheskogo s»ezda]. Pushchino; 1993: 235–6. (in Russian)Little M.P., Azizova T.V., Bazika D., Bouffler S.D., Cardis E., Chekin S., et al. Systematic Review and Meta-analysis of Circulatory Disease from Exposure to Low-Level Ionizing Radiation and Estimates of Potential Population Mortality Risks. Environ. Health Perspect. 2012; 120(11): 1503-11Little M.P., Azizova T.V., Bazika D., Bouffler S.D., Cardis E., Chekin S., et al. Systematic Review and Meta-analysis of Circulatory Disease from Exposure to Low-Level Ionizing Radiation and Estimates of Potential Population Mortality Risks. Environ. Health Perspect. 2012; 120(11): 1503–11.Методические указания МУ 2.6.1.44-03. Ограничение облучения космонавтов при околоземных космических полетах (ООКОКП-2004). М.; 2004.Methodical direction MD 2.6.1.44–03. Limits of cosmonauts irradiation for orbital lowearth cosmic flights. Moscow; 2004. (in Russian)Митрикас В.Г. Оценка эффективных доз ионизирующей радиации у экипажей Международной космической станции методом расчётного моделирования. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015; (3): 5-11.Mitrikas V.G. Estimation of effective doses of ionizing radiation in the crews of the International Space Station by the method of computational modeling. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2015; (3): 5–11. (in Russian)Ivanov V.K., Maksioutov M.A., Chekin Yu., Petrov A.V., Biryukov A.P., Kruglova Z.G., et al. The Risk of radiation-induced cerebrovascular disease in Chernobyl emergency workers. Health. Phys. 2006; 90 (3): 199-207Ivanov V.K., Maksioutov M.A., Chekin Yu., Petrov A.V., Biryukov A.P., Kruglova Z.G., et al. The Risk of radiation-induced cerebrovascular disease in Chernobyl emergency workers. Health. Phys. 2006; 90 (3): 199–207.Иванов В.К., Кащеев В.В., Чекин С.Ю., Максютов М.А., Туманов К.А., Кочергина Е.В. и др. Заболеваемость и смертность участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС: оценка радиационных рисков, период наблюдения 1992-2008 гг. Радиационная гигиена. 2011; 4(2): 40-9Ivanov V.K., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksyutov M.A., Tumanov K.A., Kochergina E.V., et al. Morbidity and mortality of participants in the liquidation of the consequences of the Chernobyl accident: assessment of radiation risks, observation period 1992-2008. Radiatsionnaya gigiena. 2011; 4(2): 40–9. (in Russian)Ozasa K., Shimizu Y., Suyama A., Kasagi F., Soda M., Grant E.J., et al. Studies of the mortality of atomic bomb survivors. Report 14, 1950-3003: an overview of cancer and noncancer disease. Radiat. Res. 2012; 177(2): 229-43Ozasa K., Shimizu Y., Suyama A., Kasagi F., Soda M., Grant E.J., et al. Studies of the mortality of atomic bomb survivors. Report 14, 1950-3003: an overview of cancer and noncancer disease. Radiat. Res. 2012; 177(2): 229–43.Селье Г. На уровне целого организма. Пер. с англ. М.: Наука; 1972.Selye H. In Vivo: The Case for Supramolecular Biolody. New York: Liveright Publishing Corp.; 1967.Ушаков И.Б., Григорьев Ю.Г., Шафиркин А.В., Шуршаков В.А. Материалы по обоснованию пределов доз к новому нормативному документу по радиационной безопасности длительных орбитальных космических полётов на орбитах высотой до 500 км. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016; (1): 39-54.Ushakov I.B., Grigor'ev Yu.G., Shafirkin A.V., Shurshakov V.A. Materials on the justification of the dose limits to a new normative document on radiation safety of long orbital space flights in orbits up to 500 km high. Aviakosmicheskaya i ekologicheskaya meditsina. 2016; (1): 39–54. (in Russian)СП 2.6.1.758-99 «Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)». М.; 2009.SP 2.6.1.758–99 «Ionizing radiation, radiation safety. Limits of radiation safety (NRB-99)». Moscow; 2009. (in Russian)Cucinotta F., Manuel F., Jones J., Iszard G., Murrey J., Djojonegro B., et al. Space radiation and cataracts in astronauts. Radiation Res. 2001; 156(3): 460-6Cucinotta F., Manuel F., Jones J., Iszard G., Murrey J., Djojonegro B., et al. Space radiation and cataracts in astronauts. Radiation Res. 2001; 156(3): 460–6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.