Advertisement

Biological Hazards of Radiation Applicable to Man in Space

  • G. J. Neary
  • E. V. Hulse
Conference paper

Abstract

The wide range of possible radiation exposure of man in space is noted, and the biological effects of radiation exposure in general are summarized. It appears that among the early effects, the prodromal symptoms such as nausea and vomiting may be the limiting factors for an astronaut.

The concept of recovery from radiation injury is discussed and it is concluded that there is no simple correlation between degree of recovery from early effects and the risk of delayed effects. Detailed data for recovery from early effects is available only for gross injury.

The concept of relative biological effectiveness (RBE) of different types of ionizing particle is discussed. Although RBE varies with dose and dose rate, it probably assumes a constant value for any one effect at low doses or dose rates. The best estimate of the values for man are those given by the International Commission on Radiological Protection for use in the range of permissible exposures. Data relevant to high energy protons are given.

The special problem of very heavy particles in space is noted and it is concluded that they are unlikely to be a limiting hazard.

The delayed effects of radiation are reviewed.

Chemical pre-protection of an astronaut appears to be undesirable. Treatment of radiation injury is summarized.

It is concluded that both on general grounds and avoidance of early adverse reactions in flight, the permissible and emergency exposure levels suggested by the International Commission on Radiological Protection for occupationally-exposed persons offer a reasonable guide for planning exposure to man in space.

Keywords

Dose Rate Gamma Radiation Solar Flare Space Flight Radiation Injury 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Résumé

Les risques biologiques de radiation appliquables aux probtemes de l’homme dans l’espace. Les risques biologiques depositions uniques et répétées aux radiations ionisantes sont briévement rèsumèes sous le titre de “effet à long terme et effet à court terme”, avec une certaine indication sur l’influence de la dose sur ces effet.

Le concept de guärison d’un dommage causé par la radiation est discuté. Les effets à court terme et leur gúérison, par exemple les destructions des tissus donnant naissance au sang, dépendent essentiellement de la déplétion cellulaire, suivie du repeuplement des cellules affectées. Les effets à long terme, d’autre part, tel le cancer, cépendent surtout de la production de cellules anormales. Il n’y a pas de rapport simple entre le degré de guéris on des effets à court terme et le risque des effets à long terme qui suivent.

Bien que les radiations dans l’espace soient surtout des radiations ayant un faible transfert d’energie linéaire (T.E.L.), les protons de la ceinture van Allen et dans les émissions solaires produisent sur une chose aussi grande que l’homme assez de radiations secondaires de haut Т.Е. L. pour augmenter sensiblement le T.E.L. moyen. Une radiation avec un fort Т.Е. La généralement un effet biologique supérieur à une radiation ayant, à doses égales, un bas Т.Е. L.

Le rapport de l’efficacité biologique relative (E.B.R.) d’une radiation donnée, avec son T.E.L., sa dose, l’intensité de sa dose, et ses effets biologiques spéciaux, est résumé.

Pour de petites doses ou de longs temps d’exposition, l’E.B.R. d’une radiation donnée approche une limite fixée pour tout effet particulier. Les meilleures estimations pour 1’homme, dans le domaine des possibilités d’exposition, sont celles données par la commission internationale pour la protectionradiologique. L’effet biologique des protons de haute énergie est estimé, d’après les bases que donnent ces chiffres. Les risques de doses les plus vraisemblables, et l’utilisation de produits chimiques pour modifier la réaction des radiations, sont étudiés.

резЮме

Биологическая опасность, грозящая человеку со стороны радиации в космосе. Подчеркивается широкий диапазон возможностей экспозиции лучам человека в космосе и подводится итог биологических влияний этой экспозиции в общем и целом. Повидимому, такого рода ранние симптомы, как тошнота и рвота, могут оказаться для астронавта лимитирующими факторами.

Обсуждается понятие выздоровления от лучевого поражения, причем делается вывод, что между степенью выздоровления от ранних повреждений и опасностью поздних повреждений нет простой корреляции. Подробные данные относительно выздоровления от ранних повреждений имеются только для случаев тяжелых заболеваний.

Рассматривается понятие относительной биологической эффективности (ОБЭ) различного типа ионизирующих частиц. Хотя ОБЭ и варьирует с величиной дозы, она принимает, вероятно, постоянную величину для любого воздействия при небольших дозах или долях доз. Лучшая оценка величины для человека дана Международной комиссией радиологической охраны для целей пользования в границах допустимых экспозиций. Приводятся данные для протонов высокой энергии.

Указывается на особую проблему весьма тяжелых частиц в космосе, причем сделан вывод, что они едва ли являются ограничивающей опасностью.

Сделан обзор поздних результатов облучения.

Повидимому, химическая профилактическая охрана астронавта нежелательна. Подведен итог лечения радиационных поражений.

Сделано заключение, что указанные Международной комиссией радиологической охраны допустимые и предельные уровни экспозиции дают для планирования длительности экспозиции лиц, подвергающихся радиации при исполнении служебных обязанностей, соответствующие директивы; вывод этот правилен по общим соображениям, а также для избежания ранних пртиводействующих реакций при полете человека в космос.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    B. Andersson, B. Larsson, L. Leksell, W. Mair, B. Rexed, P. Sourander, in : Response of the Nervous System to Ionizing Radiation, edited by T.J.Haley and R.S. Snider, p. 345. New York: Academic Press, 1962.Google Scholar
  2. 2.
    G. A. Andrews, B.W. Sitterson, A.L. Kretchmar, M. Brucer, in: Diagnosis and Treatment of Acute Radiation Injury, p. 27. Geneva: World Health Organisation, 1961.Google Scholar
  3. 3.
    H. A. Blair, in: Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 11, p. 118. New York: United Nations, 1956.Google Scholar
  4. 4.
    P. Bonet-Maury, A. Deysine, M. Frilley, C. Stefan, C.R. Acad. Sci. 251., 3087 (1960).Google Scholar
  5. 5.
    L.D. Carlson, B. H. Jackson, Radiat. Res. 11, 509 (1959).CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    H.B. Chase, W. E. Straile, C. Arsenault, Aerospace Med. 32, 921 (1961).Google Scholar
  7. 7.
    P. T. Condit, A. H. Levy, B.I. Shnider, R.G. Oviedo, Cancer (Philad.) 13, 842 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    W.M. Court-Brown, Brit. J. Radiol. 28, 325 (1955).CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    W.M. Court-Brown, R. Doll, Leukaemia and Aplastic Anaemia in Patients Irradiated for Ankylosing Spondylitis, M.R.C. Special Report Series, No. 295. London; Her Majesty’s Stationery Office, 1957.Google Scholar
  10. 10.
    M. M. Elkind, in: Fundamental Aspects of Radiosensitivity. Brook- haven Symposia in Biology No. 14, p. 220. 1961.Google Scholar
  11. 11.
    M. M. Elkirid, H.Sutton, Radiat. Res. 13, 556 (1960).Google Scholar
  12. 12.
    G. Failla, P. McClement, Amer. J. Roentgenol. 78, 946 (1957)Google Scholar
  13. 13.
    J. F. Fowler, J.M.Lawrey, Brit. J. Radiol. 33, 382 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    J. Garcia, D. J. Kimeldorf, Nature 185, 261 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    J. Garcia, D. J. Kimeldorf, E.L. Hunt, Brit. J. Radiol. 30, 318 (1957).CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    H.B. Gerstner, Ann.Rev.Med. 11, 289 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    N. I. Grashchenkov, in: Response of the Nervous System to Ionizing Radiation, edited by T.J. Haley and R. S. Snider, p. 297. New York: Academic Press, 1962.Google Scholar
  18. 18.
    R. J. Hasterlik, and L. D. Marinelly, in: Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol.11, p. 25. New York: United Nations, 1956.Google Scholar
  19. 19.
    J.B. Healy, Brit. J. Radiol. 33, 512 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    J.W. Howland, M. Ingram, H. Mermagen, C. L. Hansen, in: Diagnosis and Treatment of Acute Radiation Injury, p. 11. Geneva: World Health Organisation, 1961.Google Scholar
  21. 21.
    E. V. Hülse, Brit. J. Exper. Path. 38, 498 (1957).Google Scholar
  22. 22.
    J. B. Hursh, G. W. Casarett, A. L. Carsten, T.R. Noonan, S. M. Michaelson, J. W. Howland, H. A. Blair, in: Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 22, p. 178. Geneva: United Nations, 1958.Google Scholar
  23. 23.
    H.P. Jammet, in: Diagnosis and Treatment of Acute Radiation Injury, p. 83. Geneva: World Health Organisation, 1961.Google Scholar
  24. 24.
    H B. Jones, Kaiser Fdn. Med. Bull. 4, 329 (1956).Google Scholar
  25. 25.
    W. H. Langham, Astronaut. Sci. Rev. 2, 9 (1960).Google Scholar
  26. 26.
    B. Larsson, B. A. Kihlman, Int. J. Radiat. Biol. 2, 8 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    L.I. Malis, R. Loevinger, L. Kruger, J.E. Rose, Science 126, 302 (1957).ADSCrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    G.Mathé, Rev. Hémat. 15, 3 (1960).Google Scholar
  29. 29.
    S.M. Michaelson, L. T. Ödland, Radiat. Res. 16, 281 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    D.S. Miller, in: Response of the Nervous System to Ionizing Radiation, edited by T. J. Haley and R.S. Snider, p. 513. New York: Academic Press, 1962.Google Scholar
  31. 31.
    R. H. Mole, Brit. J.Radiol. 30, 40 (1957).CrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    G. J. Neary, Nature (London) 187, 10 (1960).ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    G.J.Neary, J. R. K. Savage, Int. J. Radiat. Biol, (in press).Google Scholar
  34. 34.
    G. J. Neary, J. R. K. Savage, H. J. Evans, G. Whittle, Int. J. Radiat. Biol. 6, 127 (1963).CrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    H. E. Newell, J. E. Naugle, Science 132, 1465 (1959).Google Scholar
  36. 36.
    Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Brit. J. Radiol., Suppl. 6, 1955.Google Scholar
  37. 37.
    Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. London; Pergamon Press Ltd., 1959.Google Scholar
  38. 38.
    Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, p. 144. New York: United Nations, 1962.Google Scholar
  39. 39.
    G. A. Sacher, in: Radiation Biology and Medicine, edited by W.D. Claus, p. 283. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Co., 1958.Google Scholar
  40. 40.
    H.J. Schaefer, Adv. Space Sci. 1, 267 (1959).Google Scholar
  41. 41.
    N. R. Shulman, E. P. Cronkite, V. P. Bond, C. L. Dunham, R. A. Conrad, in: Some Effects of Ionizing Radiation on Human Beings, edited by E. P. Cronkite, V. P. Bond and C. L. Dunham, p. 13. Washington: United States Atomic Energy Commission, 1956.Google Scholar
  42. 42.
    W. R. Stahl, in: Response of the Nervous System to Ionizing Radiation, edited by T.J. Haley and R. S. Snider, p. 469. New York: Academic Press, 1962.Google Scholar
  43. 43.
    B.A. Stoll, Brit. Med. J. 1, 507 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  44. 44.
    J. B. Storer, Radiat. Res. 10, 180 (1959).CrossRefGoogle Scholar
  45. 45.
    C. A. Tobias, T. Brustad, in: Physics and Medicine of the Atmosphere and Space, edited by О. O. Benson and H. Strughold, p. 193. New York; John Wiley & Sons, Inc., 1960.Google Scholar
  46. 46.
    A.C. Upon, Gerontologia (Basel) 4, 162 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  47. 47.
    J. A. Van Allen, Radiat. Res. 14, 540 (1961).CrossRefGoogle Scholar
  48. 48.
    H. H. Vogel, Jr., D.L. Jordan, and S. Lesher, in: Radiation Biology, edited by J.H. Martin. London: Butterworths Scientific Publications.Google Scholar
  49. 49.
    J.R. Winckler, Radiat. Res. 14, 521 (1961).CrossRefGoogle Scholar
  50. 50.
    W.Zeman, H.J. Curtis, E.L. Gebhard, W. Haymaker, Science 130, 1760 (1959).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag/Wien 1965

Authors and Affiliations

  • G. J. Neary
    • 1
  • E. V. Hulse
    • 1
  1. 1.Medical Research Council Radiobiological Research UnitHarwellEngland

Personalised recommendations