劉憲,鄭焜,姬慧,孫羽嬌
1. 杭州市中醫(yī)院 設(shè)備科科,浙江 杭州 310007;2 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院 信息科科室,浙江 杭州310003
電離輻射是指在輻射防護(hù)領(lǐng)域能在生物物質(zhì)中產(chǎn)生離子對的輻射。它們是由電磁輻射和粒子輻射兩大類兼容并包的概念集合。簡單來說,電磁輻射都是由帶電粒子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,這里所說的運(yùn)動(dòng)既包括振動(dòng)運(yùn)動(dòng),也包括電子在原子內(nèi)軌道之間的遷移運(yùn)動(dòng)。
在電磁輻射產(chǎn)生的過程中,相關(guān)的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化或者粒子系統(tǒng)從高能態(tài)向低能態(tài)(穩(wěn)定態(tài))轉(zhuǎn)變,它們就釋放出來帶有一定能量的光子。不同電磁輻射能量差異很大(因?yàn)殡姶挪ň哂胁6笮?,所以在衡量電磁波能量時(shí),通常用不同頻率的光子的能量),波長最短的γ射線光子能量高達(dá)百萬電子伏,醫(yī)療用的X射線能量一般在數(shù)千到上萬電子伏,紫外線的能量一般在數(shù)個(gè)到數(shù)十電子伏,可見光的能量在1.8(波長700nm的紅色光)到3.1電子伏(波長400nm的藍(lán)色光)之間,紅外、微波和無線電的光子能量就小的多了。所以說,并不是所有的電磁輻射都很危險(xiǎn)。
放射性物質(zhì)的衰變和裂變是粒子輻射的主要來源。放射性元素在衰變過程中,從原子核中會(huì)釋放出α射線和β射線(還往往伴隨著γ衰變,放出γ射線)。除了衰變,裂變過程也是輻射的重要來源,裂變過程中會(huì)釋放出中子和原子核碎片(也伴隨著γ衰變),這些具有極高能量的粒子有著更強(qiáng)的輻射能力。
人們通過長期的實(shí)驗(yàn)和研究,對電離輻射的性質(zhì)有了較深刻的了解,并利用其性質(zhì)造福于人類,在醫(yī)療領(lǐng)域使用電離輻射較廣泛,主要用于醫(yī)學(xué)診斷和醫(yī)學(xué)治療兩大塊,采用技術(shù)有利用射線裝置產(chǎn)生的X射線和選擇使用放射性藥品(俗稱:放射源、放射性物質(zhì)、同位素)。
利用射線裝置用于醫(yī)療診斷的有:普通X線機(jī)、牙科X線機(jī)、CT機(jī)、乳腺X線機(jī)、X線專用攝影裝置、數(shù)字減影血管造影裝置(DSA)等。
利用射線裝置用于醫(yī)療治療的有:放射治療用X射線、電子束加速器、重離子治療加速器、質(zhì)子治療裝置、制備正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像裝置(PET)用放射性藥物的加速器、其他醫(yī)用加速器、X射線深部治療機(jī)、放射治療模擬定位機(jī)等。
利用放射性藥品用于醫(yī)療診斷和治療的有:99mTc、67Ca、201Tl、89Sr、153Sm、18F、131I、60Co等 64 種放射性藥品。
人類的實(shí)驗(yàn)證明,利用放射性藥品和射線裝置產(chǎn)生的電離輻射給人類帶來巨大的利益,但如果使用不當(dāng),或不注意防護(hù)也可以造成一定的危害。
當(dāng)X射線照射人體時(shí),與人體細(xì)胞、組織等物質(zhì)相互作用,引起物質(zhì)原子的激發(fā)和電離,可致破壞體內(nèi)某些大分子的結(jié)構(gòu),如蛋白質(zhì)分子鏈的斷裂,核糖核酸或脫氧核糖核酸鏈的斷裂。破壞某些物質(zhì)對特質(zhì)代謝有重要意義的酶等,造成新陳代謝障礙,甚至于直接損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu),此外,X射線可以直接或間接地?cái)_亂和破壞抗體細(xì)胞和組織的正常代謝活動(dòng),甚至破壞細(xì)胞和組織的結(jié)構(gòu)。
通俗地講,不管是電磁輻射,還是粒子輻射,它們對人體的侵害都是通過“砸壞”人體內(nèi)生物分子的化學(xué)鍵造成的。我們?nèi)梭w內(nèi)的各種生物大分子都是碳、氫、氧等原子通過彼此之間的化學(xué)鍵形成的,當(dāng)然這些化學(xué)鍵在通常狀況下是穩(wěn)定的,要拆開它們就需要一定的能量。顯然高能輻射電磁波和粒子有足夠的能量來“砸”開這些化學(xué)鍵,其結(jié)果是生物大分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)被改變,甚至是立即失去生理功能。
X射線作用于機(jī)體后,所引起的機(jī)體損傷直接與X射線的劑量有關(guān),如表1所示。
表1 不同X射線劑量對人體損傷的估計(jì)
(1) 國家法律層面:2003年6月28日,第十屆全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第三次會(huì)議通過了《中華人民共和國放射性污染防治法》,并于2003年10月1日起施行。我國首次將放射性污染防治以法律的形式確定,明確了由國家環(huán)保部統(tǒng)一監(jiān)督管理,并要求國家衛(wèi)生部對防治工作依法實(shí)施監(jiān)督管理。
(2) 行政法規(guī)層面:2005年9月14日,國務(wù)院總理溫家寶簽發(fā)了《放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)條例》(中華人民共和國國務(wù)院第449號令),并于2005年12月1日起施行。該條例將電離輻射領(lǐng)域內(nèi)的生產(chǎn)、銷售、使用、管理、監(jiān)察等各方面工作納入了法律法規(guī)的控制,并將許可和備案、安全和防護(hù)、事故應(yīng)急處理、監(jiān)督檢查、法律責(zé)任等工作落實(shí)了責(zé)任主體。
(3) 部門規(guī)章層面:2006年1月18日,國家環(huán)境保護(hù)總局局長周生賢簽發(fā)了《放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法》(國家環(huán)境保護(hù)總局第31號令),并于2006年3月1日實(shí)施。該辦法將電離輻射領(lǐng)域內(nèi)的生產(chǎn)、銷售、使用、管理、監(jiān)察等環(huán)節(jié)的活動(dòng)進(jìn)行了分類,并納入了安全許可管理范疇。
以上三個(gè)層面的法律、法規(guī)和規(guī)章的頒布,使電離輻射防護(hù)與管理工作走向了合法、安全、有效的長效之路。
衛(wèi)生行政與技術(shù)部門在電離輻射防護(hù)領(lǐng)域做了大量的技術(shù)基礎(chǔ)研究,并與有關(guān)方面合作編制了大量的技術(shù)規(guī)范,尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域中,為醫(yī)療活動(dòng)的電離輻射防護(hù)提供了可行的技術(shù)手段。如:GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射安全基本標(biāo)準(zhǔn)》、GB11806-2004《放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸規(guī)程》、GB14500-2002《放射性廢物管理規(guī)定》、GBZ112-2002《職業(yè)性放射性疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)(總則)》、GBZ113-2002《核與放射事故干預(yù)及醫(yī)學(xué)處理原則》等幾十篇技術(shù)規(guī)范。
涉及電離輻射防護(hù)管理方面的是環(huán)保部門和衛(wèi)生部門;涉及放射性物質(zhì)安全方面的還有公安部門;涉及放射性藥物管理方面的還有藥品監(jiān)管部門。各部門管理內(nèi)容不同,管理措施也不一樣。下面介紹各部門管理的具體要求。
2.3.1 環(huán)境保護(hù)部門
當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)局是電離輻射安全管理主體行政單位,以發(fā)放《輻射安全許可證》為標(biāo)志性目標(biāo)。具體管理要求如下:
(1) 適應(yīng)法律法規(guī)要求,領(lǐng)取《輻射安全許可證》:
① 凡新建、擴(kuò)建、改建射線裝置及使用放射性物質(zhì)的使用單位,首先應(yīng)委托有資質(zhì)的單位編制環(huán)評報(bào)告,并取得環(huán)保部門的環(huán)評批文。② 按環(huán)評批文要求,完成新建、擴(kuò)建、改建射線裝置及使用放射性物質(zhì)的工程。③ 工程完成后,經(jīng)環(huán)保部門指定或有資質(zhì)的單位檢測,并出具檢測報(bào)告。④ 根據(jù)合格的檢測報(bào)告,向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門提出驗(yàn)收申請,并完成各項(xiàng)驗(yàn)收流程。⑤ 完成上述各項(xiàng)工作后,向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門申請辦理《輻射安全許可證》。
(2) 使用單位建立安全管理體系:
① 要求使用單位成立以法人(或主管領(lǐng)導(dǎo))為組長的輻射安全管理組織,指導(dǎo)、監(jiān)督本單位輻射安全管理工作的開展。② 使用單位指定專職(或兼職)的輻射安全管理人員,具體執(zhí)行輻射安全管理的各項(xiàng)工作。③ 從事輻射診斷、治療的工作人員應(yīng)到環(huán)保培訓(xùn)部門進(jìn)行上崗前輻射安全與防護(hù)培訓(xùn),并獲取有效的輻射安全上崗證。④ 每年一次對所使用的防護(hù)機(jī)房和放射性物質(zhì)使用場地,請有資質(zhì)的單位進(jìn)行檢測,并保持合格狀態(tài)。⑤ 建立各項(xiàng)規(guī)章制度和應(yīng)急預(yù)案,并上墻公示;建立射線裝置使用記錄和設(shè)備檔案;建立放射性物質(zhì)流轉(zhuǎn)及使用記錄。⑥ 年底向當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)局提交“輻射安全和防護(hù)狀況年度評估報(bào)告”。
2.3.2 衛(wèi)生監(jiān)督部門
當(dāng)?shù)匦l(wèi)生監(jiān)督部門是電離輻射安全技術(shù)管理單位,以發(fā)放《輻射診療許可證》為標(biāo)志性目標(biāo)。具體管理要求如下:
(1) 適應(yīng)法律法規(guī)要求,領(lǐng)取《輻射診療許可證》:其重要內(nèi)容與環(huán)保部門大致相同,這里就不一一列舉。(2) 使用單位建立安全管理體系:
衛(wèi)生行政部門對安全管理的要求與環(huán)保部門大致相同,具體不同的要求有以下幾點(diǎn):
① 從事輻射診斷、治療的工作人員應(yīng)到衛(wèi)生培訓(xùn)部門進(jìn)行上崗前輻射安全與防護(hù)培訓(xùn),并獲取有效的放射工作人員上崗證。② 從事輻射診斷、治療的工作人員應(yīng)佩戴個(gè)人劑量計(jì),要求每季度送有資質(zhì)的單位進(jìn)行監(jiān)測,并獲取監(jiān)測報(bào)告和建檔。③ 從事輻射診斷、治療的工作人員應(yīng)每2年一次,去有資質(zhì)的醫(yī)院進(jìn)行職業(yè)健康檢查,并獲取職業(yè)健康檢查報(bào)告和建檔。④ 每年一次對使用的射線裝置和放射性物質(zhì)儲存裝置的電離輻射泄漏情況,請有資質(zhì)的單位進(jìn)行檢測,并保持合格狀態(tài)。
2.3.3 藥品監(jiān)督管理部門
省級藥品監(jiān)督管理部門是放射性藥品管理單位,以發(fā)放《放射性藥品使用許可證》為標(biāo)志性目標(biāo)。藥品監(jiān)督管理部門將《放射性藥品使用許可證》分為四類,按類別提出人員、硬件、軟件等要求。同時(shí),要求使用單位建立以分管領(lǐng)導(dǎo)和具體使用部門領(lǐng)導(dǎo)為核心的管理領(lǐng)導(dǎo)組織,負(fù)責(zé)本單位使用放射性藥品的安全監(jiān)督檢查工作,并建立以下制度:
① 放射性藥品采購、登記、使用、核對、保管及注銷制度。② 放射性藥品配制、質(zhì)控及記錄制度。③ 儀器設(shè)備的使用、管理制度。④ 體內(nèi)放射性藥品使用、觀察制度。⑤ 衛(wèi)生防護(hù)和廢物處理制度。⑥ 放射性藥品不良反應(yīng)、放射性污染的緊急處理及報(bào)告制度。⑦ 研制放射性制劑的申報(bào)制度(僅限第四類)。⑧ 其他制度。
2.3.4 公安部門
公安部門的工作主要有以下兩點(diǎn):
① 監(jiān)督放射性物質(zhì)的儲存、運(yùn)輸、保管等流轉(zhuǎn)領(lǐng)域是否安全。② 立案查處丟失或被盜的放射性物質(zhì)。
電離輻射防護(hù)的基本任務(wù):既要保護(hù)從事輻射工作者本人和后代以及廣大公眾的安全,保護(hù)好環(huán)境,又要允許進(jìn)行那些可能會(huì)產(chǎn)生輻射的必要實(shí)踐以造福人類。
國際放射防護(hù)委員會(huì)和我國強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)(GB18871-2002《電離輻射防與放射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》)均提出了電離輻射防護(hù)三原則,非常重要。一是正當(dāng)性原則:任何改變照射情況的決定都應(yīng)當(dāng)是利大于弊;二是防護(hù)最優(yōu)化原則:在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素后,遭受照射的可能性、受照射人員數(shù)量,以及個(gè)人所受劑量大小,均需控制在可合理達(dá)到的盡量低的水平;三是劑量限值應(yīng)用的原則;除患者的醫(yī)療照射之外,任何個(gè)人受到來自監(jiān)管源的計(jì)劃照射的劑量之和,不應(yīng)該超過國際放射防護(hù)委員會(huì)和我國強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)確定的相應(yīng)限值。
3.2.1 外照射防護(hù)
(1) 時(shí)間防護(hù):工作人員照射的累積劑量和受照時(shí)間成正比,即受照時(shí)間越長,個(gè)人所受累積劑量也就越大。在一般情況下常通過對受照時(shí)間的控制來限制或減少人員所受的累積劑量。因此,在一切操作中應(yīng)以盡量縮短受照時(shí)間為原則。工作中應(yīng)力求熟練、迅速和正確。在某些場合下,例如搶修設(shè)備或排除事故,工作人員不得不在強(qiáng)輻射場內(nèi)進(jìn)行工作,并可能持續(xù)一段時(shí)間,此時(shí)應(yīng)采用輪流、替換的方法來限制每一個(gè)人的操作時(shí)間。
(2) 距離防護(hù):增大人與輻射源間的距離可降低工作人員的照射量率。對于點(diǎn)狀放射源(圖1),輻射劑量率水平與放射源的距離平方成反比的關(guān)系,二者關(guān)系見下式:
X1/X2=R22/R12
圖1 輻射劑量率水平與放射源距離關(guān)系圖
式中X1、X2分別為離放射源距離為R1、R2處的輻射劑量率。可見距離若增加一倍,人員的照射量率即可減少為原來的1/4。因此,在實(shí)際操作中應(yīng)盡可能采用長柄鉗、遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制裝置和機(jī)械手等。
(3) 屏蔽防護(hù):在實(shí)際工作中,單靠縮短受照時(shí)間和增大距離換不一定能達(dá)到安全操作的目的,通常需要在放射源與人體之間隔上一層屏蔽物質(zhì),以減弱射線照射。對于不同輻射類型,其屏蔽材料選擇要求也不同,如對β射線屏蔽可選用低原子序數(shù)的材料(鋁、有機(jī)玻璃或塑料),對X、γ射線屏蔽可采用高原子序數(shù)的材料(鉛、鐵或混凝土等),對中子則可采用含氫原子量較高的材料(如水、石蠟或含硼材料等)??傊?,屏蔽材料的選擇應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。
3.2.2 內(nèi)照射防護(hù)
放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的途經(jīng)有:呼吸道進(jìn)入,消化道進(jìn)入,皮膚或粘膜(包括傷口)侵入。放射性物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)以后,都會(huì)引起全身和組織照射。
為了防止放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi),一般在操作中應(yīng)加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)。例如,穿戴工作服、袖套、手套、口罩、工作鞋等。
除了上述幾項(xiàng)措施以外,在實(shí)際工作中,在滿足需要的情況下,盡量選擇活度小、能量低、容易防護(hù)的放射源也是十分重要的。
3.3.1 常用建筑防護(hù)材料
輻射機(jī)房常用防護(hù)建筑屏蔽材料有鉛、混凝土、紅磚、重晶石、鋇水泥等。從表3-3中可見鉛、混凝土、紅磚三種屏蔽材料的密度分別為11.3t/m3、2.35 t/m3、1.9 t/m3,它們是建設(shè)輻射機(jī)房的最普遍的材料。
以醫(yī)用X射線CT機(jī)房的輻射屏蔽為例(150kVp條件),當(dāng)計(jì)算防護(hù)屏蔽的透射比(B)為2.5×10-2時(shí),選擇鉛當(dāng)量相同的不同屏蔽材料厚度,我們計(jì)算:鉛只需1mm;而混凝土需90mm;紅磚則需110mm。這是屏蔽材料密度不同,也就是該屏蔽材料阻擋輻射射線能力不同,密度大的材料阻擋射線能力高;密度小的材料阻擋射線能力低。
最近又有一種新型的建筑用輻射防護(hù)材料,稱為輻射防護(hù)涂料。該材料適合于X射線機(jī)房的屏蔽材料,主要應(yīng)用于下列情況:
① 新建X射線機(jī)房的墻壁,施工質(zhì)量不佳,砌磚時(shí)砂漿不飽滿,留有縫隙,其防護(hù)厚度達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求者;② 改建的X射線機(jī)房,原房屋建筑質(zhì)量較差,達(dá)不到防護(hù)要求者;③ 設(shè)置在樓上的X射線機(jī)房,其地板或天花板防護(hù)厚度不足者;④ 在X射線機(jī)房內(nèi)改建隔室,要求占地面積小,余留空間大,砌12mm(半磚厚)隔墻,需要增加防護(hù)厚度者。
以江蘇省無錫市鑫盾輻射防護(hù)器材有限公司提供的資料為例,簡述該材料的使用與施工工藝。
GF-3輻射防護(hù)涂料(衛(wèi)生部推薦,獲國家專利)對X、γ射線具有良好的吸收作用,它可以取代鉛板防護(hù),可消除韌致輻射的產(chǎn)生,避免鋇砂砼易龜裂、剝落的弊病。具有施涂簡便、無毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)??捎糜谌魏位颈砻?,可任意裝飾美化等優(yōu)點(diǎn),是屏蔽X、γ射線理想的防護(hù)材料。其技術(shù)性能及施工要求如下:
(1) 物理性見表2:
表2 GF-3型輻射防護(hù)涂料物理性質(zhì)
(2) 抗拉強(qiáng)度見表 3:
表3 GF-3型輻射防護(hù)涂料抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)表
(3) 施工要求 :
① 預(yù)涂墻面應(yīng)去掉白灰、油漆層,抹成水泥砂漿毛面(不壓光)。② 如防護(hù)層較厚應(yīng)分遍抹灰,每層厚度不超過6~8mm;間隔8~20h(以墻面呈七分干為宜)。③ 拌料時(shí)要求:每平方米加107膠1kg;乳白膠0.25kg;水泥以1:5的比例和適量水。先調(diào)合兩種膠。而后再一起攪拌。
(4) 施工時(shí)注意事項(xiàng):
① 施工現(xiàn)場要通風(fēng)良好,溫度不低于15℃環(huán)境中操作。② 抹灰時(shí)應(yīng)由下而上,用力壓合,不要反復(fù)推拉,不要壓光,保持平整、防止龜裂和脫落。③ 拌料的數(shù)量,應(yīng)本著拌多少用多少,防止材料固化和浪費(fèi)。
建筑用防護(hù)材料還有防護(hù)門、鉛玻璃觀察窗等,由于規(guī)格較多就不一一敘述。
3.3.2 常用防護(hù)器具的應(yīng)用
常用的防護(hù)器具有鉛衣、鉛帽、鉛圍脖、鉛眼睛、鉛屏風(fēng)、鉛玻璃等。它們有許多規(guī)格型號,選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工作性質(zhì)和防護(hù)要求而定。
醫(yī)用防護(hù)器具一般按工作性質(zhì)區(qū)分為:醫(yī)用診斷X射線工作者個(gè)人防護(hù)用品、醫(yī)用診斷X射線受檢者防護(hù)用品、核醫(yī)學(xué)用防護(hù)器材三大類。
(1) 醫(yī)用診斷X射線工作者個(gè)人防護(hù)用品:
常用的有防護(hù)眼鏡、防護(hù)手套、防護(hù)帽、防護(hù)頸套、防護(hù)圍裙、防護(hù)衣等。
(2) 醫(yī)用診斷X射線受檢者防護(hù)用品:分為接觸屏蔽與陰影屏蔽兩類。
① 接觸屏蔽有牙科用防護(hù)圍裙、性腺防護(hù)圍裙、防護(hù)巾、防護(hù)三角、護(hù)頸防護(hù)帽、頸套、防護(hù)罩等。② 陰影屏蔽有:活動(dòng)式鉛膠圍裙、懸掛式投照防護(hù)屏、診視床面活動(dòng)屏蔽板、新生兒X射線攝影屏蔽板等。
(3) 核醫(yī)學(xué)用防護(hù)器材:分為工具類、屏蔽類、儲存容器類、防污染類共四大類。
① 工具類有長柄開瓶扳手、長柄卵園鉗、長柄彎頭鉗、釣魚式移液管、遠(yuǎn)控吸移器、放射性核素開瓶分裝器、放射性核素輸注器、放射性核素淋洗防護(hù)器、放射性核素彈丸注射器等。② 屏蔽類有鉛磚防護(hù)屏、鉛玻璃防護(hù)屏、有機(jī)玻璃防護(hù)屏、開瓶分源防護(hù)屏、給藥防護(hù)屏、發(fā)生器淋洗防護(hù)屏等。③ 儲存容器類有貯源鉛罐、運(yùn)輸鉛罐、開瓶鉛罐、翻轉(zhuǎn)鉛罐、沾污染儲存箱、低放射性廢物桶等。④ 防污染類有污染控制設(shè)備(污水處理系統(tǒng))、個(gè)人防護(hù)用品等。
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