李小華,李俊杰,陳 維,李世禎,何 列,陳遠(yuǎn)登,王健旭,張博洋
(南華大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院,衡陽 421001)
工業(yè)射線照相技術(shù)是無損檢測技術(shù)(Non-Destructive Testing,簡稱NDT)的一種,又稱工業(yè)探傷,常用于檢測金屬鑄件、管道、管道設(shè)備焊接頭等工件的缺陷,一般使用X或γ射線檢測工件的缺陷,具有穿透而不損壞工件的優(yōu)點[1]。便攜式工業(yè)探傷設(shè)備適合于遠(yuǎn)程和惡劣環(huán)境情況下開展NDT。192Ir 源半衰期為73.83 d,衰變過程發(fā)射β粒子和γ射線,在1 m處的γ劑量率約為5.91 mSv/ h,比活度為9.22×106Ci/kg,γ射線能量范圍為0.2~0.6 MeV,是工業(yè)探傷的理想放射源[2]。根據(jù)檢測物體材料的特性,也可使用75Se、60Co等其他放射性核素開展NDT。
2012 年1 月11 日深夜和次日凌晨,一家秘魯探傷公司正在位于利馬(Lima) 卡內(nèi)特(Canete)省的奇爾卡(Chilca)地區(qū)開展工業(yè)探傷。3 名工作人員在約2.5 h 的時間內(nèi)共開展了97 次曝光作業(yè),每次曝光后均未確認(rèn)放射源是否已回到探傷機(jī)源容器的安全位置。完成任務(wù)后,其中1 名工人發(fā)現(xiàn)放射源不在探傷機(jī)內(nèi)部,而卡在輸源管內(nèi);意識到問題的嚴(yán)重性后,告知探傷公司輻射防護(hù)負(fù)責(zé)人(Radiation Protection Officer,簡稱RPO)[3]。RPO 在另一名工人的幫助下,回收了放射源,并將其安全地回收到探傷機(jī)的正常屏蔽位置。大約3 h后,承擔(dān)探傷作業(yè)的工人出現(xiàn)了嘔吐和疲勞癥狀。事故發(fā)生3 d后,探傷公司通知了國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)秘魯核能研究所(Peruvian Institute of Nuclear Energy,簡稱IPEN)。IPEN開展了事故調(diào)查,并建議3名工人住院接受治療。根據(jù)《核事故或輻射緊急情況援助公約》(以下簡稱《援助公約》)IPEN于2012 年1 月20 日向國際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency ,簡稱IAEA)正式發(fā)出第一次援助請求,以便開展劑量重建和獲得醫(yī)療建議[4]。IAEA 于2012 年2 月1 日收到了IPEN 的第二次援助請求,對事故中受照最嚴(yán)重的工人進(jìn)行醫(yī)療救治;此后,收到了第三次援助請求,在該工人再次出現(xiàn)癥狀之后開展了醫(yī)療援助。第三次援助行動于2013年9月完成。事故發(fā)生時,秘魯擁有近100枚γ工業(yè)探傷放射源。
秘魯輻射安全監(jiān)管框架主要包括監(jiān)管機(jī)構(gòu)、立法與法律法規(guī)體系。
1.1.1 監(jiān)管機(jī)構(gòu)
根據(jù)秘魯國家第28028號《電離輻射源監(jiān)管法》授權(quán)IPEN 作為國家核與輻射安全監(jiān)管機(jī)構(gòu),對核與輻射安全,安全和保護(hù)進(jìn)行監(jiān)管。IPEN 是秘魯能源和礦業(yè)部下屬的政府機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)國內(nèi)核技術(shù)的和平利用、研究、發(fā)展和提質(zhì)升級的監(jiān)管,其監(jiān)管職責(zé)包括:授權(quán)許可使用放射源;對核設(shè)施和電離輻射實踐安全的監(jiān)督檢查和執(zhí)法活動;批準(zhǔn)輻射安全標(biāo)準(zhǔn);建立和維護(hù)國家放射源的登記臺帳;保護(hù)核材料、放射源的安全[5]。IPEN 監(jiān)管職責(zé)由國家管理局技術(shù)辦公室履行。該辦公室直接向IPEN 主席匯報,設(shè)有授權(quán)部和控制部兩個職能部門。
1.1.2 輻射安全立法和法律法規(guī)體系
根據(jù)秘魯《電離輻射源監(jiān)管法》,最高法令039-2008-EM 號《第28028 號法律的細(xì)化規(guī)定》確立了輻射安全的授權(quán)許可,檢查和執(zhí)行制度[6]?!遁椛浒踩珬l例》規(guī)定了與輻射安全有關(guān)的要求,通過最高法令009-97-EM 號《輻射安全條例》 的發(fā)布,并以國際輻射防護(hù)委員會《ICRP60 號出版物》以及《IAEA 安全標(biāo)準(zhǔn)系列號GSR第3部分,放射源的輻射防護(hù)和安全:國際基本安全標(biāo)準(zhǔn)》的建議為基礎(chǔ)。
最高法令039-2008-EM 根據(jù)涉及的輻射風(fēng)險確定了各種輻射實踐的分類;規(guī)定了執(zhí)法和處罰機(jī)制;根據(jù)事件安全性質(zhì)的不同,將處罰范圍設(shè)定為:從罰款到核與輻射設(shè)施或設(shè)備的關(guān)閉。
IPEN 還發(fā)布了關(guān)于遠(yuǎn)距離放射治療,核醫(yī)學(xué),X 射線影像診斷和工業(yè)探傷安全的具體法規(guī)。根據(jù)秘魯最高監(jiān)管機(jī)構(gòu)IPEN 的規(guī)定,工業(yè)探傷為A 級活動,要求為工業(yè)探傷操作頒發(fā)許可證。工業(yè)探傷由IPEN 第IR.001.2009 號條例《工業(yè)探傷輻射安全要求》進(jìn)行規(guī)范。該條例規(guī)定了持有許可證的人與設(shè)備安全、作業(yè)前提條件、職業(yè)照射限值、公共照射限值、運輸條件、安全要求和應(yīng)急準(zhǔn)備。
(1)秘魯制定、頒布與放射源有關(guān)的國家法律包括:第28028號法律《規(guī)范使用電離輻射源法》和第27757號法律《禁止進(jìn)口含放射源的二手貨物、機(jī)器、設(shè)備法》。
(2)秘魯制定、頒布與放射源有關(guān)的國家法規(guī)包括:最高法令第009-97-EM 號《輻射安全條例》、第039-2008-EM 號《第28028 號法律的細(xì)化規(guī)定》、第001-2004-EM 號《第27757 號法令的細(xì)化規(guī)定》和第014-2002-EM 號《核設(shè)施與核材料實物保護(hù)條例》。
(3)IPEN 頒布的輻射安全標(biāo)準(zhǔn)主要包括:第IR.013.98 號《使用自屏蔽式γ輻照裝置的輻射安全要求》、第IR.012.98 號《使用固定源室濕法γ輻照裝置的輻射安全要求》、第IR.001.01號《遠(yuǎn)程放射治療輻射安全要求》、第IR.001.2009 號《工業(yè)探傷輻射安全要求》、第PR.002.2011 號《人員劑量測定服務(wù)技術(shù)和管理要求》、第IR.002.2012號《核醫(yī)學(xué)輻射安全與防護(hù)要求》、第IR.003.2012號《X射線醫(yī)療診斷的輻射防護(hù)要求》和第SF.001.2011 號《放射源安全要求》[7]。
表1 列出了2012 年1 月輻射事故發(fā)生時,IPEN 對秘魯國內(nèi)放射源的監(jiān)管情況。該國約有3860 名放射源操作工,其中85%從事醫(yī)療和牙科X射線應(yīng)用的工作。
IPEN 授權(quán)特定的機(jī)構(gòu)或公司使用放射源,并授權(quán)合格的人員從事放射源操作。IPEN 授權(quán)(截至2012 年1 月)使用放射源的機(jī)構(gòu)和合格人員的詳細(xì)情況見表2。頒發(fā)給高風(fēng)險射線裝置(如工業(yè)探傷)操作人員的許可證總數(shù)為4381 人。
表1 IPEN監(jiān)管的放射源與射線裝置操作人員信息(2012年1月)Table 1 Facility user the administration of IPEN(January 2012)
表2 經(jīng)IPEN行政授權(quán)可使用放射源的行業(yè)部門和操作工人情況Table 2 Organization and authorized operators in Peru by IPEN
1.3.1 范圍
初級輻射安全法規(guī)適用于所有從事放射源操作的人員。法規(guī)要求用戶告知IPEN 所涉及放射源和射線裝置的種類和范圍,并向IPEN 申請授權(quán)許可開展活動。設(shè)備以及操作、處理放射源的工人需要獲得授權(quán)許可。根據(jù)輻射實踐,IPEN的授權(quán)許可包括簡單的輻射實踐注冊、頒發(fā)運營許可證、授權(quán)開展特定輻射實踐活動或服務(wù)。
1.3.2 許可證申請與簽發(fā)
探傷公司申請獲得操作工業(yè)探傷機(jī)的授權(quán)許可,應(yīng)向IPEN 提交關(guān)于開展工業(yè)探傷的技術(shù)信息和細(xì)節(jié)的申請材料,以證明符合輻射安全監(jiān)管要求。技術(shù)信息包括安裝放射源、放射源的說明、輻射安全措施、組織程序、安全規(guī)程和措施以及輻射應(yīng)急響應(yīng)計劃。該信息由國家管理局技術(shù)辦公室組織專家評估,并進(jìn)行檢查以驗證所提交的信息。IPEN 確定申請單位與輻射安全有關(guān)的所有技術(shù)均符合監(jiān)管要求后,授予運營許可證。若不符合技術(shù)要求,申請人必須在規(guī)定時間內(nèi)對IPEN 書面告知的問題進(jìn)行整改和補(bǔ)充材料。許可證還包括工業(yè)探傷活動的具體條件和范圍,如探傷作業(yè)地點、探傷機(jī)制造商、型號和序列號、放射源核素種類與最大活度、操作要求、應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)要求、運輸要求、安全規(guī)定和處置放射源的責(zé)任。此外,獲許可方需要申請進(jìn)口放射源的特定授權(quán),包括替換探傷機(jī)內(nèi)192Ir源的新源。
1.3.3 從業(yè)人員資格
探傷機(jī)操作工和RPO 必須獲得IPEN 頒發(fā)的個人許可證。申請個人許可證應(yīng)具備以下資格:(1)探傷機(jī)操作工必須完成初級文化教育;接受正式的20h輻射安全與防護(hù)培訓(xùn)課程教育;具有在持照工人監(jiān)督指導(dǎo)下操作探傷機(jī)的經(jīng)驗;通過IPEN 組織和管理的資格考試。探傷機(jī)操作工必須每3年接受一次輻射安全與防護(hù)培訓(xùn),以重新審查其執(zhí)照。(2)探傷機(jī)持證單位RPO必須完成高級文化的教育,接受正式的40 h輻射安全與防護(hù)培訓(xùn)課程教育,具有至少6個月的工業(yè)探傷操作經(jīng)驗或1 年密封源輻射防護(hù)經(jīng)驗;通過IPEN 組織和管理的資格考試。RPO 必須每3年接受一次輻射安全與防護(hù)培訓(xùn),以重新審查其執(zhí)照。
1.3.4 定期檢查
工業(yè)探傷設(shè)備需要經(jīng)過IPEN 年度檢查。IPEN 可根據(jù)實際情況增加檢查的頻率。檢查內(nèi)容包括:控制操作風(fēng)險規(guī)程、輻射監(jiān)測方案、放射源儲存安全規(guī)程、放射源運輸安全規(guī)程、設(shè)備和放射源的安全、操作規(guī)程、應(yīng)急方案、將檢查結(jié)果告知用戶。獲許可方需要在規(guī)定時間內(nèi)采取措施對安全隱患或問題進(jìn)行整改。若獲得許可方拒不整改,則由IPEN 對其處以罰款。
1.3.5 許可證變更和延續(xù)
工業(yè)探傷許可證有效期為3年。有效期屆滿前,獲許可方需向國家管理局技術(shù)辦公室提交延續(xù)申請審查材料作為履行許可證條件和限制的聲明。重新審查、確認(rèn)過程包括評估獲許可方遵守法規(guī)要求的歷史和對設(shè)施的檢查。在滿足所有條件的前提下,許可證將延續(xù)3年有效期。
IPEN 關(guān)于工業(yè)探傷操作的規(guī)定要求:(1)IPEN 批準(zhǔn)、發(fā)布了一份關(guān)于日常操作、特定設(shè)施或電離輻射實踐應(yīng)急步驟的工作手冊;(2)探傷機(jī)運行時,須使用經(jīng)校準(zhǔn)的輻射監(jiān)測儀;(3)現(xiàn)場工作人員至少包括1 名操作員和1 名RPO,每人均持有有效許可證;(4)所有操作人員使用個人劑量計、劑量報警儀和直讀式劑量計;(5)探傷機(jī)由具有許可證的操作員組裝和安排;(6)開展工業(yè)探傷作業(yè)區(qū)域劃為控制區(qū),只允許獲授權(quán)許可的工作人員及助理進(jìn)入。
本次輻射事故涉及的設(shè)備是由SPEC 公司制造的一個1016系列SPECT 2T型探傷裝置,內(nèi)含一枚192Ir 源[8]。截至2011 年12 月23 日,該源活度為4366 GBq(118. 0Ci),2012 年1 月12 日估計活度為3653 GBq(98. 7Ci)[9]。γ射線探傷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1 γ射線探傷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structurediagramof Gammaray radiographycamera
探傷機(jī)具有遠(yuǎn)程遙控裝置,可以將放射源組件移動到工作位置或收回到探傷機(jī)內(nèi)安全位置。遠(yuǎn)程遙控裝置由控制機(jī)構(gòu)、控制纜、控制纜導(dǎo)管,其他必要的部件和附件組成[10]??刂评|是用于依靠遙控裝置將放射源組件送出和收回源容器的纜索,包括與源辮(源托)相連的連接件??刂评|導(dǎo)管是用于遙控裝置與放射源之間對控制纜進(jìn)行導(dǎo)向,并對控制纜提供物理性保護(hù)的軟管,包括與源窗口和遙控裝置的連接件[11]。源容器是一個密封源的屏蔽體,可使γ射線以受控形式輸出。輸源管是用于源容器與曝光頭之間對源組件進(jìn)行導(dǎo)向的軟管,包括必要的部件以便源容器與曝光頭之間進(jìn)行連接。源托,又稱源辮,是用來輸送放射源的結(jié)構(gòu),由不銹鋼繩和鎢合金制作而成,通過驅(qū)動裝置與放射源連接后,由手動或自動傳輸裝置,通過輸源管螺旋通道將γ源輸送到頂端。曝光頭是用于將密封放射源定位于選定的工作位置,限制源組件伸出輸源管的裝置。限束器又稱準(zhǔn)直器,用于固定在預(yù)定工作位置,以降低預(yù)定方向外輻射的屏蔽裝置,準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。準(zhǔn)直器由不銹鋼外殼和鎢插件組成,將來自中心軸方向圓柱形孔道的γ射線束引導(dǎo)為朝側(cè)面60°錐形面發(fā)射[12]。
圖2 準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of Collimator
根據(jù)對5名受照工人和探傷公司的面談,以及與IPEN的討論,確定事件順序。
2.1.1 地點和時間
事故發(fā)生于2012 年1 月11 日深夜至12 日凌晨,位于利馬以南約60 km 的卡內(nèi)特(Ca?ete)省奇爾卡(Chilca)地區(qū)的一座發(fā)電廠。電廠建設(shè)方對不同直徑的金屬管道進(jìn)行了焊接,通過探傷作業(yè)評估焊接接頭的質(zhì)量。探傷作業(yè)安排在下班時間進(jìn)行,以減少對非從事探傷作業(yè)人員的照射。
2.1.2 探傷作業(yè)的詳細(xì)信息
正在開展探傷作業(yè)的對象為直徑為5.1 cm、7.6 cm和10.2 cm的金屬管。每根5.1cm管道需要曝光2次;每根7.6 cm和10.2 cm管道需要曝光3次。因此,探傷作業(yè)需進(jìn)行2次設(shè)置,如圖3所示。第一次設(shè)置的“1號區(qū)域”為5.1 cm直徑管道探傷作業(yè)場地,第二次設(shè)置的“2號區(qū)域”為7.6 cm和10.2 cm直徑管道的探傷作業(yè)場地。
圖3 電廠管道探傷作業(yè)區(qū)域平面圖Fig.3 schematic diagram of pipes radiographic examination area in power plant
2.1.3 工作和工作場所的總體安排
探傷工作由1名獲得授權(quán)的探傷機(jī)操作員A及其指導(dǎo)的1名助手工人B承擔(dān)。開展探傷作業(yè)時,RPO 不在場。公司為工人提供了一套工具和設(shè)備,用于操作和個人輻射安全防護(hù)。然而,2 名助手同事D 和E 均把個人劑量計留在運輸車上;因此,探傷現(xiàn)場僅工人B佩戴個人劑量計,無人使用劑量報警儀或直讀式劑量計。
工人B負(fù)責(zé)進(jìn)行探傷作業(yè),由同事D和E協(xié)助。同事D負(fù)責(zé)將膠片遞給工人B。同事E整理膠片并將其傳遞給同事D。工人B 和2 名同事使用一個便攜式輻射監(jiān)測儀(蓋革彌勒)測量該區(qū)域的γ輻射水平;把便攜式監(jiān)測儀開啟放在地板上,以確認(rèn)源是否離開探傷機(jī);開始操作時,讀取該監(jiān)測儀讀數(shù)約為50 μSv/h;在曝光過程中不時地驗證這一讀數(shù);使用該監(jiān)測儀的目的只是驗證放射源是否已離開探傷機(jī),而非驗證每次曝光后放射源是否已返回源容器內(nèi)。同事D 組裝和安放探傷機(jī),采用布料繩索捆扎固定探傷機(jī)輸源管、曝光頭與金屬管道。安放示意圖如圖4所示。調(diào)查結(jié)果顯示,未經(jīng)授權(quán)的探傷機(jī)操作員組裝探傷機(jī)可能導(dǎo)致遙控裝置與源辮之間的控制纜連接出現(xiàn)錯誤。
圖4 探傷機(jī)與管道安放示意圖Fig.4 Schematic diagram of radiography camera and pipeline placement
2.2.1 概述
工人B 在大約2.5 h 的時間內(nèi)總共受到97 次照射,直到2012年1月12日02:20探傷作業(yè)結(jié)束。工人B打開輻射監(jiān)測儀,移動放射源,并確認(rèn)放射源已離開探傷機(jī),但是當(dāng)源返回安全位置時,未檢查每次操作后的劑量率。輻射監(jiān)測儀靠近同事E,并持續(xù)顯示相同的讀數(shù)50 μSv/h。
2.2.2 5.1 cm管道的探傷
工人先對5.1 cm 管道進(jìn)行探傷。每次曝光前,工人B靠近一張桌子,將放射源與輸源管接頭對齊,以確保膠片放置位置正確。該操作距輸源管平均距離約20 cm處進(jìn)行,并估計對所有管道開展探傷期間,源留在導(dǎo)管內(nèi)大約80 min。在操作過程中,為了把放射源與輸源管對齊,工人B 至少接觸輸源管末端10 次,在該位置耗時近10s,偶爾低下頭來觀察輸源管末端的位置。根據(jù)3名工人提供的信息,同事D每次都在工人B附近工作約20 s,之后同事D便移動到距輸源管末端15 m 處。同事E 接近工人B 約20次,每次停留20 s。完成5.1 cm管道的探傷作業(yè)后,將探傷機(jī)、輔助工具和輻射監(jiān)測儀帶到2號區(qū)域。在此過程中未檢查該區(qū)的劑量率。
2.2.3 7.6 cm和10.2 cm管道的探傷
每次曝光之前,工人B將膠片安放于管道周圍,然后將輸源管捆扎到管道上,如圖4 所示。開展此項工作過程中,工人B 在距輸源管20 cm處停留50 min;操作輸源管和準(zhǔn)直器。完成計劃的探傷作業(yè)后,工人B 拆除了探傷機(jī)附屬設(shè)備;拆下輸源管后,注意到輸源管未排空,意識到放射源未回到源容器安全位置;使用探測器進(jìn)行確認(rèn),并核實了(開始探傷時已開啟)監(jiān)測儀的區(qū)域劑量率仍為50 μSv/h;得出源卡在輸源管內(nèi)某一位置的結(jié)論;意識到情況的嚴(yán)重性,通過電話通知了探傷公司。RPO在工人C的陪同下來到現(xiàn)場。在持續(xù)約1 min的操作中,RPO和工人C按照工業(yè)探傷標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程,從輸源管中安全地取出卡住的放射源,并將其回收到探傷機(jī)源容器的屏蔽位置。
2012年1月12日02:30,探傷工作完成后不久,工人B嘔吐了3次;接下來的2 h內(nèi),繼續(xù)嘔吐(10次)。03:00,同事D感到疲勞。05:00,同事E 感覺頭暈。工人B 于06:00 到奇爾卡(Chilca)的當(dāng)?shù)蒯t(yī)院就診,診斷為患有胃病,接受靜脈輸液治療后回家。此時,同事D 已嘔吐多次。探傷公司將3名工人送到一家私人診所就診,病情穩(wěn)定后回家。
探傷公司開展了調(diào)查,處理了一些在探傷期間曝光的膠片,發(fā)現(xiàn)這些膠片由于某種原因過度曝光。2012 年1 月15 日,工人B 左手食指出現(xiàn)紅斑。隨后,公司意識到工人受到超劑量照射,電話告知IPEN 以將輻射事故通知相關(guān)組織。表3列出了輻射事故的發(fā)生時間、主要事件及相關(guān)機(jī)構(gòu)和人員信息。
表3 引起事故的主要事件和通知IPENTable 3 Key events leading to the accident and the notification of IPEN
探傷公司將輻射事故告知IPEN 后,秘魯國內(nèi)各級組織、其他國家、IAEA 均開展了應(yīng)急響應(yīng)。
除IPEN 外,秘魯政府外交部,秘魯常駐IAEA 代表和國家腫瘤疾病研究所(National Institute of Neoplastic Diseases,簡稱INEN)在事故應(yīng)急中發(fā)揮了重要作用[13]。3名受超劑量照射工人于2012 年1 月17 日入住INEN 接受治療。2012 年1 月16 日,IPEN 收到探傷公司的輻射事故報告后不久,立即開展調(diào)查,并根據(jù)工人陳述評估其可能的受照劑量。工人B的光致發(fā)光劑量計(InLight Optically- Stimulated- Luminescence 簡稱OSL)由劑量服務(wù)公司檢測。初步劑量評估顯示工人B受照劑量水平較高(全身約7 Gy)。IPEN采用數(shù)值模型估算2名同事的受照劑量水平,結(jié)果表明在1 Gy 范圍內(nèi);2012 年1 月17日,建議將患者送至INEN開展醫(yī)學(xué)評價;在探傷公司工人的協(xié)助下,對本次輻射事故進(jìn)行了更詳細(xì)的重建。雖然需對一些初步醫(yī)學(xué)評價進(jìn)行修訂,但劑量估算結(jié)果表明工人受到嚴(yán)重照射。收集了事故更多細(xì)節(jié)之后,IPEN 于2012年1月19日通過IAEA事故和應(yīng)急情況信息交換統(tǒng)一系統(tǒng)發(fā)布了一條關(guān)于本次輻射事故的信息。IAEA 國際核事故和應(yīng)急中心(Incident and Emergency Centre 簡稱IEC)立即做出反應(yīng),并在同一天開展輻射事故所需的國際援助[14]。表4總結(jié)了IAEA國際援助團(tuán)抵達(dá)前,秘魯采取國家級應(yīng)急行動的時間順序。
表4 國家級行動的時間順序Table 4 Chronolgy of actions at national level
2012 年1 月20 日,根據(jù)《援助公約》,秘魯向IEC 提出了正式援助申請,立即組建了IAEA 國際應(yīng)急響應(yīng)與援助網(wǎng)絡(luò)(Response and Assistance Network,簡稱RANET)援助團(tuán)[15]。在此期間,IEC 與世界衛(wèi)生組織、泛美衛(wèi)生組織的RANET 同行進(jìn)行了廣泛溝通,并保持了聯(lián)系。
3.2.1 第一批IAEA國際援助團(tuán)前往秘魯
IEC制定了一個劑量評估和醫(yī)療咨詢援助行動計劃。前往秘魯?shù)腎AEA國際援助團(tuán)的主要任務(wù)包括:(1)評估受超劑量照射工人的健康狀況;(2)根據(jù)受照者的局部劑量和全身劑量評估輻射影響;(3)提供醫(yī)學(xué)治療建議;(4)根據(jù)可能的受照情況為劑量重建提供支持;(5)建議秘魯和IAEA 對輻射應(yīng)急采取相應(yīng)措施;(6)收集輻射事故報告信息。
國際援助團(tuán)隊由2名來自法國的醫(yī)學(xué)專家和1 名IEC 專家組成。福特歐羅斯(Fontenay-aux-Roses)專家來自法國輻射防護(hù)與核安全研究所(Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety,簡稱IRSN),克拉馬特(Clamart)專家來自法國陸軍佩爾西訓(xùn)練醫(yī)院(Percy Training Hospital of the Armies,簡稱HIA Percy)[16]。IEC專家作為援助團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人。
該小組于2012 年1 月22 日抵達(dá)利馬,會見了IPEN 官員并訪問了INEN 醫(yī)務(wù)工作人員,以協(xié)助開展醫(yī)學(xué)評價;與IPEN 和INEN 人員共同討論并達(dá)成了“與法國IRSN 聯(lián)系,以開展生物劑量評估,作為對秘魯已進(jìn)行劑量評估的補(bǔ)充”的一致意見。IPEN 編寫了關(guān)于初步劑量重建數(shù)據(jù)的簡報。2012 年1 月23 日,克拉馬特(Clamart)專家?guī)е飿颖厩巴▏?,結(jié)束了援助團(tuán)第一階段的任務(wù),另外2名小組成員繼續(xù)評估受照最嚴(yán)重工人B的健康狀況,并重建導(dǎo)致輻射事故的事件,從IPEN 工作人員和INEN 醫(yī)務(wù)人員處獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),評估工人B的個人劑量計結(jié)果,對事故場景進(jìn)行更詳細(xì)的重建。2012 年1 月25 日最后一次醫(yī)療情況匯報結(jié)束后,援助團(tuán)提出了關(guān)于所涉醫(yī)療問題的結(jié)論和建議,強(qiáng)調(diào)有必要將工人B轉(zhuǎn)移到電離輻射損傷??漆t(yī)院接受治療。援助團(tuán)成員于2012 年1 月26日離開利馬。
3.2.2 第二批IAEA國際援助團(tuán)在法國為工人B提供的醫(yī)療服務(wù)
雖然IAEA 國際援助團(tuán)隊已完成第一階段任務(wù),但仍繼續(xù)關(guān)注在秘魯接受治療的3 名工人的健康狀況。工人B 需要采取緊急措施轉(zhuǎn)移到一個更先進(jìn)的電離輻射損傷治療專業(yè)中心,以治療嚴(yán)重的局部輻射損傷(local Radiation Injury,簡稱LRI)[17]。2012年2月1日,IEC收到了IPEN 的請求,希望到一家在電離輻射損傷受照者治療方面擁有高水平醫(yī)學(xué)技術(shù)和經(jīng)驗的醫(yī)院,為工人B 提供醫(yī)療援助;將血液恢復(fù)和聯(lián)合整形手術(shù)相結(jié)合開展自體干細(xì)胞注射,以治療受照患者。
IEC對這一正式援助請求立即采取行動,要求在這一領(lǐng)域擁有醫(yī)療設(shè)施和專業(yè)知識的會員國為秘魯輻射事故受照工人B提供醫(yī)學(xué)治療。根據(jù)援助公約,IEC 向會員國主管當(dāng)局發(fā)出請求,要求有關(guān)方面考慮為醫(yī)療提供經(jīng)濟(jì)支持。2012年2 月2 日,法國HIA Percy 提供了醫(yī)療援助。世界衛(wèi)生組織表示有興趣跟蹤和支持IEC向秘魯提供的援助活動。
綜合考慮IEC的回復(fù)和建議,包括從美國獲得的經(jīng)濟(jì)資助,秘魯政府決定接受法國的醫(yī)療方案。IEC 立即制定了第二次援助行動計劃,確定了將要采取的處理方法,并詳細(xì)說明了IAEA、法國、秘魯和美國政府承擔(dān)費用的方案。該計劃于2012年2月3日開始實施。2012年2 月6 日,工人B 和一名來自IPEN 的醫(yī)生抵達(dá)HIA Percy,立即開始對患者進(jìn)行治療。法國醫(yī)學(xué)專家定期向IEC通報病人治療進(jìn)展情況。2012年5 月中旬,工人B 的治療已經(jīng)完成,返回秘魯,結(jié)束了IEC國際援助團(tuán)第二次援助行動。
3.2.3 第三批IAEA國際援助團(tuán)在智利為工人B提供的醫(yī)療服務(wù)
2012 年11 月,工人B 雙手輕微疼痛,在接下來的一個月內(nèi),移植皮膚明顯收縮。2013 年1 月下旬,秘魯醫(yī)生與IEC、法國醫(yī)務(wù)人員討論了工人B 的健康狀況。2013 年5 月中旬,患者病情惡化,秘魯政府于2013 年5 月18 日向IEC 提出了第三次援助請求。根據(jù)這一請求,IEC 向幾個會員國尋求援助,并于2013 年6 月20 日收到智利的回應(yīng)。第三批援助行動計劃任務(wù)主要包括:對患者病情、重建手術(shù)和細(xì)胞治療的醫(yī)學(xué)評價、其他必要的治療以及制定關(guān)于正在實施醫(yī)療的后續(xù)報告安排,并與“共同安全醫(yī)院”(Mutual de Seguridad Hospital)、發(fā)展大學(xué)(Del Desarrollo University)干細(xì)胞實驗室和智利核能委員會密切合作,提供免費治療。法國政府還提供了一支由IRSN 和HIA Percy 醫(yī)生組成的專家醫(yī)療服務(wù)隊。IEC 組織并領(lǐng)導(dǎo)由IRSN,HIA Percy 和IEC 醫(yī)學(xué)專家組成的國際援助團(tuán)。
國際援助團(tuán)在詳細(xì)審查了醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施、評估醫(yī)療能力、召開醫(yī)療專業(yè)人員見面會后,建議在智利對患者進(jìn)行治療;2013 年7 月中旬,組織工人B 前往智利進(jìn)行了幾天的醫(yī)學(xué)評價;取血樣進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)生物劑量測定;取骨髓和血小板樣品促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem Cell,簡稱MSC)培養(yǎng)。來自HIA Percy 的醫(yī)學(xué)專家到智利監(jiān)督了手術(shù)過程。工人B 于2013 年8 月4 日送往共同安全醫(yī)院。此時,來自HIA Percy 的2 名醫(yī)學(xué)專家和來自IEC 的醫(yī)學(xué)專家代表國際援助團(tuán)來到了智利;對工人B的健康狀況進(jìn)行了評估后,制定了治療方案;2013年8月7日,開展了兩項手術(shù),第二次采集骨髓,對受照射的雙手手指截肢;隨后開展了4次間充質(zhì)細(xì)胞注射,最后一次于2013 年9 月6日完成。此時,工人B 的健康狀況穩(wěn)定且令人滿意,無疼痛感,傷口已經(jīng)愈合。建議第一年內(nèi)每3 個月接受一次醫(yī)療隨訪,隨后10 年每年至少接受一次醫(yī)療隨訪。IAEA 第三批國際援助團(tuán)任務(wù)結(jié)束。
4.1.1 秘魯專家的初步重建和評估
將輻射事故通知給IPEN 后不久,探傷公司組織5 名受照射工人(工人B 和C、同事D 和E、以及RPO,其中3 名為技術(shù)人員)與IPEN醫(yī)生進(jìn)行面談。第一次劑量評估結(jié)果顯示,工人B 左手食指受照劑量約為50 Gy,全身劑量約為4.6 Gy。工人B個人劑量計顯示全身劑量約為7 Gy,將導(dǎo)致其出現(xiàn)急性放射綜合征(Acute Radiation Syndrome,簡稱ARS)和血液相參數(shù)變化。估計同事D和E的全身劑量分別為1 Gy和小于1 Gy。
IPEN 根據(jù)受照射工人對事件的描述和現(xiàn)有數(shù)據(jù),對事件開展了更詳細(xì)的重建分析,以計算和評估劑量。此次重建工作的依據(jù)為5名工人所承擔(dān)的具體工作信息。
(1)工人B 參與了探傷設(shè)備的所有設(shè)置工作,包括輸源管;將手保持在距離輸源管末端約10 cm處;為了使輸源管與膠片對齊,用左手食指放入準(zhǔn)直器的錐形開口側(cè),并觸摸(可能是空的)輸源管;
(2)同事D協(xié)助工人B開展了3~5次探傷設(shè)置;在此過程中,用手觸摸輸源管,距輸源管末端約10 cm,源可能位于此處,該操作估計用時30 s;在另外兩種探傷作業(yè)場合,相對源的位置約為1 m;
(3)同事E大部分時間呆在工業(yè)探傷位置附近的墻角后面;同事E 協(xié)助工人B 開展了10~15次探傷設(shè)置,相對源的位置約為2 m,每次時間約10 s;
(4)RPO 和工人C 獲知事故信息后趕到現(xiàn)場,意識到放射源卡在輸源管內(nèi);采取了必要的預(yù)防措施,以安全地回收放射源。RPO確保2人距離源2 m 或更遠(yuǎn),且受照時間不超過30 s。2 人完成了回收任務(wù),在大約1 min 內(nèi)把放射源收回到探傷機(jī)源容器內(nèi)。
4.1.2 國際專家協(xié)助下的初步評估
IAEA 國際援助團(tuán)抵達(dá)秘魯后不久,要求參觀探傷公司事故現(xiàn)場,旨在重建事件的順序和輻射事故場景,以開展劑量評估。由于IPEN 制定安排計劃的時間倉促,參觀探傷公司現(xiàn)場存在實際困難。2012 年1 月21 日對該事件的詳細(xì)重建和收集數(shù)據(jù),已考慮了不同事件場景、源、曝光頭和工具的數(shù)據(jù)。
在評估劑量時,除了每次探傷活動所用的時間或次數(shù),國際援助團(tuán)還考慮了受影響的因素。一個重要因素是工人進(jìn)、出工地所花的時間以及在墻后安全位置滯留的時間。根據(jù)重建工作,把從安全區(qū)域到工作區(qū)域并返回安全區(qū)的往返時間估計為25 s。據(jù)此時間,考慮源沿著工人方向發(fā)射γ射線束的最差情況以及管道壁厚的衰減作用,把工人進(jìn)入或離開現(xiàn)場的劑量值估計為1 mGy。對于輻射實踐而言,該劑量值太低,未包含在該事件的工人受照劑量估計值中。另一更重要的因素是工人B、同事D 和E 校正探傷機(jī)和輸源管花費的時間。根據(jù)收集的信息,這段時間是在原探傷計劃中為每次曝光設(shè)置的。根據(jù)這些因素,考慮到事故發(fā)生時放射源的預(yù)計位置,國際援助團(tuán)隊對工人受照劑量進(jìn)行了初步估計。同事D、同事E、RPO 和工人C 的劑量估計值如表5 所示。此次評估還考慮了IPEN 和INEN 的估算結(jié)果。由于工人B 受照最嚴(yán)重,因此對其受照劑量進(jìn)行了更詳細(xì)的估算,結(jié)果如表6 所示。
表5 估計同事D、同事E、RPO和工人C的初步劑量范圍Table 5 Preliminary dose range estimated for co-worker D,co-worker E,RPO and worker C
為更準(zhǔn)確地評估工人受照劑量值和非均勻性,國際援助團(tuán)建議采取3種補(bǔ)充措施:基于細(xì)胞遺傳學(xué)的生物劑量測定、物理劑量測定(如電子順磁共振,Electron Paramagnetic Resonance,簡稱EPR)和計算機(jī)模擬的劑量重建。
國際援助團(tuán)對5名受照工人進(jìn)行了生物劑量測定,包括收集血液樣本并送往法國的IRSN。生物劑量測定與秘魯實驗室開展的血液樣品分析同時進(jìn)行。關(guān)于物理劑量測定,把受照最嚴(yán)重工人B的牙釉質(zhì)、指甲和腳趾甲樣本送往法國開展EPR 技術(shù)分析,并將物理劑量數(shù)據(jù)與生物劑量測定劑量值、個人劑量值進(jìn)行比較。
除開展初步劑量評估,國際援助團(tuán)隊還對3名受超劑量照射工人的醫(yī)療狀況進(jìn)行了初步評價。此評價主要依據(jù)為“與時間函數(shù)相關(guān)的各種臨床體征和癥狀,事故情景的描述以及各種受照事件的時間”。該評價為3 名患者提供了合理的診斷,把患者按照“輻射事故受害者醫(yī)療救治規(guī)程”(Medical Treatment Protocols for Radiation Accident Victims,簡稱METREPOL)系統(tǒng)進(jìn)行分類[18]。該分類系統(tǒng)使用的主要術(shù)語包括N:神經(jīng)血管、H:血液學(xué)、C:皮膚、G:胃腸道。根據(jù)臨床表現(xiàn),上述方面的評估范圍為1~4級。最小嚴(yán)重程度評級為1,最大評級為4。分類將隨時間而發(fā)生變化,取決于臨床演變和受影響方面的嚴(yán)重程度。
當(dāng)?shù)蒯t(yī)務(wù)人員記錄了工人前驅(qū)期臨床表現(xiàn)(疾病發(fā)作的早期癥狀和體征)。輻射事故發(fā)生后第11 天,國際援助團(tuán)抵達(dá)秘魯,并會見了受照工人,向患者和醫(yī)生了解與臨床癥狀有關(guān)的事件和詳細(xì)病史。工人B、同事D和E的詳細(xì)體檢情況如表7 所示。因無基線數(shù)據(jù)和新血液樣本,盡管在事故發(fā)生后24 h獲得了工人B、同事D和E的淋巴細(xì)胞計數(shù),但很難解釋結(jié)果。血液樣本于事故發(fā)生后48 h 帶走,受照后24 h 獲得的血細(xì)胞計數(shù)值在正常范圍內(nèi)。研究小組指出,工人B 和同事D 出現(xiàn)了初步的輕微臨床癥狀和體征,與ARS的前驅(qū)表現(xiàn)相符。雖然受照時間長,但全身表現(xiàn),特別是嘔吐開始的時間和無發(fā)熱,說明工人B全身劑量約為2 Gy,同事D小于2 Gy。
LRI在輻射誘發(fā)的皮膚和下層組織(肌肉和骨骼)損傷后發(fā)生。LRI主要由表皮基底細(xì)胞和微血管內(nèi)皮細(xì)胞的喪失,以及皮膚和潛在肌肉的嚴(yán)重炎癥反應(yīng)引起。LRI 通常分3 個發(fā)展階段:(1)以紅斑和疼痛為特征的前驅(qū)期;(2)無癥狀的潛伏期,可能需要2~3周,取決于局部受照劑量的大小和受照人體組織的體積;(3)癥狀和病變的進(jìn)一步發(fā)展期,例如,疼痛濕性脫屑、皮膚和下層組織壞死,其發(fā)作時間可在受照后數(shù)小時至數(shù)天或數(shù)周變化。因此,在受照后很長一段時間內(nèi),需每天對病變開展日常隨訪。受照后第11 天,對受照3 名工人的皮膚進(jìn)行細(xì)致檢查。結(jié)果表明,工人B雙手出現(xiàn)嚴(yán)重LRI 癥狀,另外2 名工人在前驅(qū)階段也出現(xiàn)了LRI 癥狀,表明受到了超劑量照射。3 名工人面臨局部放射性壞死的高風(fēng)險。
表7 國際援助團(tuán)記錄的受照人員癥狀Table 7 Symptoms of the affected persons recorded by the international assistance mission team
血液學(xué)ARS 可在輻射誘發(fā)的骨髓造血組織損傷后發(fā)生,由多種細(xì)胞譜系的危害引起。當(dāng)受照劑量超過1 Gy 閾值時,將出現(xiàn)典型的ARS血液學(xué)特征。全身或大部分身體受照后,通常淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞、血小板和紅細(xì)胞的生成將會惡化到不同的程度。粒細(xì)胞減少癥導(dǎo)致感染風(fēng)險,血小板減少癥引起出血風(fēng)險。因此,每日需對受照者血液進(jìn)行計數(shù)。
5.3.1 工人B
工人B臨床癥狀符合:(1)物理劑量重建估計全身受照劑量為1~2 Gy;(2)生物劑量測定估計劑量為1.86 Gy,具有非均勻性(上半身受照劑量范圍為2.5~3.5 Gy);(3)電子順磁共振測定估計牙齒受照劑量為3~4 Gy,指甲和腳趾甲的EPR 劑量測定,證實了工人B 受到了顯著的非均勻照射。
結(jié)論:工人B出現(xiàn)了輕微的血液學(xué)ARS;第14 天列為METREPOL 量表的3 級;其身體上部受照劑量估計值為4 Gy,接下來的10 天內(nèi)發(fā)生再生障礙性貧血的風(fēng)險很高。
5.3.2 同事D
同事D 提供的信息包含了一些不確定性,但其臨床變化與通過生物劑量測定的全身受照劑量估計值0.45 Gy 相符合,未與劑量重建矛盾。這表明同事D受照劑量為0.3 Gy。
結(jié)論:同事D 患有輕微的血液學(xué)ARS;第14 天列為METREPOL 量表的2 級;受照劑量估計值為0.45 Gy,排除了出現(xiàn)嚴(yán)重骨髓損傷的可能性;建議對同事D每周開展2次隨訪,并進(jìn)行血液計數(shù),持續(xù)一個月。
5.3.3 同事E
同事E 臨床癥狀與生物劑量學(xué)測定估計值0.75 Gy 相符合,物理劑量重建估計受照劑量為0.15 Gy。
結(jié)論:同事E 患有輕微的血液學(xué)ARS,第14 天列為METREPOL 量表的2 級;因受照劑量估計值為0.75 Gy,排除了出現(xiàn)嚴(yán)重骨髓損傷的可能性;對同事E每周開展2次隨訪,并進(jìn)行血液計數(shù),持續(xù)1個月。
以“與時間函數(shù)相關(guān)的各種臨床體征和癥狀、事故情景的描述、從受照史中得出各種事件的時間”為依據(jù)的初步劑量評估,為3名工人提供了合理的診斷。事故發(fā)生第14 天(2012 年1 月25 日),對3 名受照工人進(jìn)行METREPOL 分類評級,結(jié)果顯示在表8 中(第0 天為2012 年1月11日)。
表8 對受照射3名工人造成的輻射嚴(yán)重程度的METOPROLOL分類Table 8 METREPOL classification of the severity of the radiation induced injuries to the three affected workers
在訪問秘魯結(jié)束時,國際援助團(tuán)就涉及輻射事故的5名工人提出了醫(yī)療建議。
工人B在事故中受照最嚴(yán)重;其全身受非均勻照射劑量為1.8 Gy(75%身體受照劑量在4 Gy范圍內(nèi));雙手手指受照劑量范圍為20~50 Gy;預(yù)計在10 天內(nèi)可能出現(xiàn)進(jìn)行性和嚴(yán)重性骨髓衰竭(再生障礙性貧血),并伴有雙手手指的嚴(yán)重放射性壞死和高風(fēng)險的雙手組織放射性壞死。根據(jù)此信息,國際援助團(tuán)提出了以下建議:(1)IPEN 和醫(yī)務(wù)人員應(yīng)盡快向IAEA 正式提出,根據(jù)《援助公約》為該患者提供專門醫(yī)療服務(wù)的請求;(2)工人B應(yīng)在2012年2月第1周轉(zhuǎn)院到具有手術(shù)設(shè)施、血液學(xué)重癥監(jiān)護(hù)室,配備最先進(jìn)的隔離系統(tǒng)(如高效微粒空氣過濾系統(tǒng))的,國家當(dāng)局批準(zhǔn)的開展干細(xì)胞治療資質(zhì)的醫(yī)院接受治療;(3)工人B 的治療方案非常復(fù)雜,包括支持療法(血液和血小板輸注)和使用細(xì)胞因子組合的刺激療法,包括在骨髓再生障礙性貧血情況下,粒細(xì)胞集落刺激因子和促紅細(xì)胞生成素。根據(jù)臨床需要,該治療將與治療嚴(yán)重的末端放射性壞死,包括自體皮膚移植,體外擴(kuò)增的自體或同種異體人類臨床級MSC 注射相結(jié)合;(4)作為預(yù)防措施,精液檢查在1個月內(nèi)進(jìn)行,6 個月后復(fù)檢。晶體狀混濁6 個月后檢查,1年后復(fù)查評估;(5)因該患者的預(yù)后得到監(jiān)視,且秘魯當(dāng)時無電離輻射損傷專業(yè)治療設(shè)施,建議秘魯當(dāng)局立即提出國際醫(yī)療援助請求,以便在患者臨床狀況惡化的情況下,在最短的時間內(nèi)安排專門治療。
事故發(fā)生后第14 天,同事D 的臨床和實驗室癥狀與劑量估計值相符合。盡管排除了嚴(yán)重血液學(xué)危害的風(fēng)險,但該患者在幾周內(nèi)3~5只手指上發(fā)生嚴(yán)重LRI的風(fēng)險很高。
在事故發(fā)生后的第14 天,同事E 臨床和實驗室表現(xiàn)與估計的受照劑量相符合。盡管排除了嚴(yán)重血液學(xué)危害的風(fēng)險,右手在幾周內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重LRI的風(fēng)險很高。
國際援助團(tuán)針對同事D和E提出以下醫(yī)療建議:(1)剛出現(xiàn)的手淺表病變應(yīng)在接下來的幾天或幾周內(nèi)用非壓縮脂肪敷料和比亞芬(Biafine)進(jìn)行治療,使用局部類固醇治療(地塞米松)定期控制劇烈疼痛。若病變情況惡化,則通過秘魯患者醫(yī)療小組與國際援助任務(wù)小組成員之間的協(xié)商,制定治療方案;(2)接下來的1個月內(nèi),每周進(jìn)行2次血液學(xué)調(diào)查;(3)使用指甲的EPR 劑量測定來確認(rèn)放射性損傷的預(yù)后;(4)作為預(yù)防措施,精子檢測在1 個月內(nèi)進(jìn)行,6個月后復(fù)檢。6個月后檢查晶體狀混濁,1年后復(fù)查評估。
根據(jù)事件的重建,國際援助團(tuán)隊認(rèn)為,涉及輻射事故的5名工人中,RPO和工人C受照的輻射劑量低于確定性效應(yīng)的閾值;未建議對RPO和工人C采取具體的后續(xù)行動;作為預(yù)防措施,采集2人的血液樣本用于分析。隨后的檢測結(jié)果證實了國際援助團(tuán)的觀點。
7.1.1 生物劑量測定技術(shù)概述
細(xì)胞受電離輻射照射可導(dǎo)致細(xì)胞核中染色體的斷裂。斷裂后不帶著絲粒的部分稱斷片。斷片在細(xì)胞分裂過程中由于不具有著絲粒,不能定向移動經(jīng)常丟失。帶有著絲粒部分的斷端具有很強(qiáng)的黏合性,可以與其他染色體的斷端相互連接,形成各種類型的染色體畸變。通過將細(xì)胞置于培養(yǎng)基中,觀察細(xì)胞在中期第一次分裂時的情況,可計算出由于全身受電離輻射照射而引起染色體畸變的劑量值;然后將這些細(xì)胞鋪在載玻片上,染色并在顯微鏡下以高放大倍數(shù)觀察;通過至少2名操作員在數(shù)百個分裂中期的細(xì)胞(通常為500個)中通過目視對染色體畸變進(jìn)行計數(shù)??梢岳脜⒖紕┝啃?yīng)校準(zhǔn)曲線得出患者受照劑量。參考曲線是通過計算體外受劑量率為0.5 Gy/min 的60Co 源γ射線均勻照射和急性照射的血液樣本中著絲粒環(huán)和中心環(huán)的數(shù)量得出的。但是,雙著絲粒染色體產(chǎn)額和個人受照劑量之間的直接關(guān)系,可能因輻射品質(zhì)和劑量率而不同。
7.1.2 IRSN開展的生物劑量測定
生物劑量測定試驗由IRSN 按照ISO19238:2004《輻射防護(hù)——通過細(xì)胞遺傳學(xué)開展生物劑量測定服務(wù)的實驗室性能標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行[19]。雙著絲粒染色體是電離輻射的特異性生物標(biāo)志物,但只有某些類放射性藥物才能產(chǎn)生雙著絲粒染色體。通過對外周血淋巴細(xì)胞中存在的雙著絲粒染色體進(jìn)行分析,以估計最近受嚴(yán)重電離輻射照射個人的輻射劑量。把采集到的受照工人血液樣本在24 h 內(nèi)送到IRSN,即2012 年1月24 日(受照后第13 天)。同一天進(jìn)行淋巴細(xì)胞培養(yǎng)。對受0.5 Gy/min 劑量率60Co 源均勻照射和急性照射的血樣進(jìn)行雙著絲粒和環(huán)狀染色體分析,得到用于數(shù)學(xué)插值的劑量效應(yīng)曲線Y=c+αD+βD2,式中,α=0.0338±0.01008;β=0.0536±0.0010;c = 0.00443±0.00039;Y 為具雙著絲粒和環(huán)狀染色體產(chǎn)額;D為電離輻射劑量。生物劑量檢測結(jié)果見表9。
表9 IRSN提供生物劑量估計數(shù)據(jù)Table 9 Dose estimation based on biological dosimetry
7.2.1 電子順磁共振技術(shù)概述
EPR 技術(shù)是一種對放置在磁場中未成對電子對微波吸收的光譜分析方法[20]。電離輻射與材料的原子和分子之間的相互作用產(chǎn)生激發(fā)和電離,導(dǎo)致自由基的形成。輻射誘發(fā)產(chǎn)生的自由基數(shù)量與樣品受照的劑量成正比。EPR 技術(shù)可分析包括來自受照者身體的牙齒、骨頭或指甲等部位的生物樣本,或佩戴材料,例如,移動電話的無機(jī)玻璃。
7.2.2 電子順磁共振分析基本原理
鑒于輻射事故的場景和時間節(jié)點,除了手的局部照射,還須考慮全身照射。EPR 分析可以為局部和全身照射提供有關(guān)資料。雖然對手指指甲和骨骼樣本的分析可獲得手局部受照的信息,但對牙釉質(zhì)的分析可作為全身照射的證據(jù)。此外,關(guān)于全身照射,與生物劑量測量和患者佩戴的個人無源劑量計測量數(shù)據(jù)相比,通過牙齒微活檢EPR 測量估計的劑量可提供關(guān)于體內(nèi)劑量非均勻性分布水平的信息。由于放射源與手部皮膚之間的較短距離內(nèi)存在非常大的劑量梯度,難以通過計算方式估算手部局部照射的劑量分布。對手部和手指的劑量估算僅根據(jù)臨床表現(xiàn)或?qū)刂笫占墙M織的EPR 光譜分析。IRSN 在指甲EPR 劑量測量和高頻EPR 定量測量方面的硬件條件和技術(shù),使估算每根手指的受照劑量成為可能。
7.2.3 劑量估算過程
對于鈣化組織(牙釉質(zhì)和骨),采用附加劑量法估算劑量。用幾種已知劑量的射線照射樣品;通過該過程,獲得所研究樣品對具體劑量的敏感系數(shù);將劑量靈敏度系數(shù)應(yīng)用于輻射誘發(fā)信號的幅度確定事故受照劑量。IRSN 采用60Co源實施照射后方案,利用相對組織比釋動能校準(zhǔn)EPR 信號強(qiáng)度。由于無線電誘導(dǎo)的EPR 信號中的穩(wěn)定成分對于幾十戈瑞的劑量表現(xiàn)為飽和狀態(tài),不能應(yīng)用經(jīng)典的反向外推附加劑量法對指甲樣品開展劑量估算。劑量值是根據(jù)每個樣品飽和所需的劑量確定的。對于任何受照個體,所有指甲的飽和劑量都相同。因此,評估每一次受照后樣品所需的劑量Dn,是估算事故期間樣品受照劑量Da的一種方法。若使某一樣品達(dá)到飽和所需的劑量Dn等于為該患者指甲確定的飽和劑量Ds,則輻射事故受照劑量Da為零。若飽和所需劑量Dn低于參考飽和劑量Ds,則二者之間的差值(Ds-Dn)為樣品在事故中受照的劑量Da。1個人指甲的參考飽和劑量Ds由事故中未受照的指甲(如腳趾甲)的照射后飽和劑量值或他人指甲飽和劑量的平均值確定。
7.2.4 樣品描述和電子順磁共振設(shè)置
IRSN 于2012 年1 月25 日收到工人B、同事D、同事E 的指甲和腳趾甲樣品。此外,工人B于2012 年1 月27 日接受了2 次牙釉質(zhì)微型活組織檢查(17 號牙齒3.5 mg,26 號牙齒6.9 mg)。幾周后,該工人左手食指末節(jié)指骨截去,收集指骨。從指骨中,在骨的不同位置采集了4個微型活組織檢查,采用EPR 技術(shù)進(jìn)行分析。在HIA Percy 醫(yī)療隊的要求下,對截肢后收集的骨頭進(jìn)行了劑量估算,以確定是否需再次截肢。使用非常適合測量輕樣品(mg 量級)的高頻光譜儀(Q波段34GHz)開展EPR測量,獨立地分析每一指甲樣品,以估算每個指甲或腳趾甲的劑量;記錄10個或10個以上的獨立EPR譜評估EPR 信號的幅度。這種EPR 技術(shù)甚至可在牙釉質(zhì)的微型活體組織檢查中,對小于1 Gy 的低劑量區(qū)開展劑量估算。
7.2.5 電子順磁共振劑量測定結(jié)果
(1)工人B牙釉質(zhì)的電子順磁共振
采用附加劑量法應(yīng)用于17 號牙體微型活組織檢查。電子順磁共振劑量測量結(jié)果均以組織比釋動能形式表達(dá)。牙齒釉質(zhì)微型活組織檢查獲得26號牙齒平均劑量為(3.3±0.2)Gy,17號牙齒平均劑量為(5.9±0.4)Gy 如圖5 所示。牙齒平均劑量值為4.6 Gy。結(jié)果顯示存在橫向劑量梯度,頜右側(cè)部分受照劑量更高。
圖5 牙釉質(zhì)微型活組織檢查的定位Fig.5 Localization of the tooth enamel mini-biopsies
(2)工人B,同事D 和同事E 的指甲電子順磁共振結(jié)果
據(jù)估計,指甲受到的輻射劑量在10~50 Gy及以上。圖6~圖8 為IRSN 采用EPR 技術(shù)測量工人B、同事D 和E 指甲的劑量分布情況,數(shù)據(jù)的誤差范圍約為10 Gy。工人B 腳趾甲的劑量估計低于10 Gy,與放射源位于準(zhǔn)直器內(nèi)部的假設(shè)一致。
圖6 電子順磁共振波譜法測定工人B的手指劑量Fig.6 Dose measured by electron paramagnetic resonance spectroscopy on fingernails for worker B
圖7 電子順磁共振波譜法測定同事D手指劑量Fig.7 Dose measured by electron paramagnetic resonance spectroscopy on fingernails for co-worker D
(3)工人B指骨的電子順磁共振結(jié)果
IRSN 從工人B 的左手食指第一節(jié)指骨采集了幾個小型的活組織進(jìn)行檢查;繪制了第一指骨的劑量分布圖;對工人B 左手食指開展EPR劑量測定的結(jié)果如圖9 所示。沿近-遠(yuǎn)軸存在明顯劑量梯度,最大的劑量梯度出現(xiàn)在與第一個病灶對應(yīng)的區(qū)域。劑量分布表明大部分劑量是工人B對放射源定位,手指接觸準(zhǔn)直器時所傳遞的;相對于傳遞給骨頭的劑量,傳遞給組織和皮膚的實際劑量可能高于估計劑量;切口邊緣19 Gy劑量值低于骨和組織壞死劑量的限值(約25 Gy)。這表明工人B 手指無需進(jìn)行再次截肢。此外,指甲劑量與靠近指甲的骨組織活檢劑量之間呈現(xiàn)良好的一致性。骨組織劑量與指甲劑量的差異,與觀察到的劑量梯度相符合。
圖8 電子順磁共振波譜測定同事E指甲劑量Fig.8 Dose measured by electron paramagnetic resonance spectroscopy on fingernails for co-worker E(courtesy of the IRSN)
圖9 采用EPR方法對工人B左手食指末端指骨進(jìn)行骨微型活檢的估計劑量Fig.9 Dose estimated from bone mini-biopsies using electron paramagnetic resonance spectroscopy on the distal phalanx of the left index finger of worker B
7.3.1 場景和建模的描述
數(shù)值模擬對輻射劑量進(jìn)行重建的原理,是模擬人體(部分器官或組織)受放射源照射,編寫基于射線與物質(zhì)相互作用的蒙卡計算機(jī)代碼,計算出身體不同部位的吸收劑量。本輻射事故采用MCNPX 程序。考慮到輻射事故中受照工人的陳述以及臨床癥狀,工人B受照劑量非常高,而且全身和手的劑量呈現(xiàn)非均勻性。鑒于此,將整個情況考慮為:工人在放射源附近受到幾小時的全身照射,以及手指接觸準(zhǔn)直器受短時間局部嚴(yán)重照射的場景。
本次輻射事故中工人的全身劑量主要由全身照射引起,手的劑量則由全身和局部共同照射產(chǎn)生。計算時考慮了兩種模型:(1)全身照射模型。該模型假設(shè)工人B 距離放射源范圍為40~100 cm。使用模擬人體計算全身劑量分布,將源定位于距胸部水平40~100 cm,手距離放射源約20 cm。(2)局部照射模型。該模型接觸場景如圖10 所示,準(zhǔn)直器內(nèi)的源辮(源托)與工人B 左手食指接觸約10 s。放射源為圓柱體形192Ir 源;半徑為1 mm,高度為2 mm;封裝在厚2 mm,高6 mm的不銹鋼包殼中;事故發(fā)生時活度為3653 GBq(98.7Ci)。
7.3.2 計算機(jī)模擬劑量重建結(jié)果
全身照射計算結(jié)果表明,工人B到放射源的平均距離為40 cm,與2.5 h探傷作業(yè)場景以及測量獲得的全身和手部劑量數(shù)據(jù)結(jié)果一致。計算值和實測值如表10 所示。源辮(源托)接觸的左手食指尖端的計算劑量為35 Gy。
7.4.1 工人B
結(jié)果表明,工人B除手部局部照射外,全身受照劑量較高且分布呈現(xiàn)非均勻性。全身劑量水平與觀察到的臨床癥狀和實驗室測定結(jié)果一致。生物劑量學(xué)顯示全身平均劑量為1.86 Gy,身體75%受照劑量在2.5~3.5 Gy。這些數(shù)值與蒙卡模擬計算的2.8 Gy的體內(nèi)平均劑量一致,與牙釉質(zhì)EPR 研究和初步劑量估計的4.6 Gy 的局部劑量一致??紤]工人B 手指甲的EPR 劑量測得平均劑量約為25 Gy。根據(jù)對放射源的處理方式,工人B手的局部劑量可能更高。由于放射源的處理和誘發(fā)的強(qiáng)劑量梯度,指甲檢測劑量并不總與手指組織的劑量直接相關(guān)。事實上,EPR 劑量顯示左手食指末端指骨的劑量分布非常不均勻,指骨的最大劑量73 Gy位于第一個出現(xiàn)病變的軸上。對這塊骨頭進(jìn)行活檢結(jié)果顯示劑量不超過38 Gy。因此,考慮距離和組織的衰減作用,左手食指在病變水平上的總劑量可能超過70 Gy,這是截肢和骨分析之前最初估計的劑量。手指接觸準(zhǔn)直器的側(cè)面錐形孔道,是造成第一個皮膚病變區(qū)域劑量的主要原因。數(shù)據(jù)表明,左手食指接觸準(zhǔn)直器錐形孔道的實際時間,比最初估計時間要長。
表10 工人B的劑量評估與計算機(jī)模擬計算值與其他方法測量值的比較Table 10 Comparison dose assessment for worker B between values computed through simulation and those measured through other methods單位:Gy
7.4.2 同事D
生物劑量測定顯示同事D 全身平均劑量為0.45 Gy。手的受照和臨床體征的發(fā)展表明同事D也操作了放射源和準(zhǔn)直器。因此,工人B的劑量估算方法也適用于估算同事D 受照劑量(即手受照總劑量等于遠(yuǎn)距離受照劑量與近距離操作放射源受照劑量之和)?;贓PR的假設(shè),同事D 受照平均輻射劑量低于工人B 輻射劑量。然而,如圖7所示,同事D兩只手指指甲具有最高受照劑量(>30 Gy),手指伴有遲發(fā)性病變??紤]到EPR 數(shù)據(jù)和臨床體征,同事D 左手受照平均輻射劑量高于右手值。
7.4.3 同事E
生物劑量測定顯示,同事E的全身平均劑量為0.75 Gy,高于同事D。指甲樣本的EPR 數(shù)據(jù)顯示,同事E也操作了準(zhǔn)直器。后來的臨床癥狀證實了這一假設(shè)。同事E手指的平均劑量低于工人B 和同事D 兩個指甲,至少受照33 Gy 劑量(見圖8)。EPR數(shù)據(jù)、皮膚病變的出現(xiàn)類型和時間表明,右手受照的輻射劑量遠(yuǎn)高于左手。
7.4.4 RPO和工人C
對于RPO和工人C,手受照總劑量等于遠(yuǎn)距離照射劑量與近距離操作源受照劑量之和。
本節(jié)詳細(xì)介紹了受照工人的醫(yī)療管理。工人B最初在秘魯接受治療,后來轉(zhuǎn)院到法國和智利電離輻射損傷專科醫(yī)院接受手術(shù)治療。
根據(jù)初步的劑量評估,IPEN 建議將3 名受照工人送入當(dāng)?shù)蒯t(yī)院治療。3 名受照工人于2012 年1 月17 日晚(受照后第6 天)進(jìn)入INEN住院。雖然同事D 和E 的血液計數(shù)結(jié)果在正常范圍內(nèi),但工人B的血液計數(shù)表明血液存在顯著變化,具有ARS血液類型的可能性。根據(jù)工人B的皮膚表現(xiàn),靜脈注射地塞米松(dexamethasone)(4 mg/8h) 和口服酮洛芬(ketoprofen)(100 mg/12h)治療。建議INEN通過拉丁美洲生物劑量測定網(wǎng)絡(luò)(區(qū)域援助網(wǎng)絡(luò))采集血樣進(jìn)行生物劑量測定,從髂嵴和胸骨取出骨髓。2012 年2 月5 日(第25 天),工人B 轉(zhuǎn)往法國,于2012 年2 月7 日(受照后第27 天)進(jìn)入HIA Percy 接受治療。同事D 和E 接受了醫(yī)學(xué)評價和對癥治療;均于2012年1月24日(第13天)出院,作為門診患者隨訪;大約在2012年2月7日(第27 天),均表現(xiàn)出需要就醫(yī)的癥狀。同事D的左食指、左拇指和雙手中指出現(xiàn)水皰,注射地塞米松,并外敷比亞芬。同事E雙手末端指骨出現(xiàn)疼痛水皰,注射地塞米松,并外敷比亞芬治療,效果良好。2012 年2 月24 日(第44 天),同事D 左手中指和食指末端指骨出現(xiàn)潰瘍,再次外敷比亞芬,治療效果良好。
工人B 在法國的醫(yī)療管理由HIA Percy 與IRSN共同提供。工人B(27歲)于2012年2月7日(第27 天)住院,手上表現(xiàn)出輻射誘發(fā)的萎縮和LRI。決定先處理輻射誘發(fā)的再生障礙性貧血,然后解決LRI,同時等待人類等級MSC 的生產(chǎn)。
8.2.1 輻射再生障礙性貧血的管理
為了治療輻射所致的再生障礙性貧血,工人B 在HIA Percy 血液科住院治療;全身受照劑量為1.86 Gy,其身體的75%受照劑量范圍為2.5~3.5 Gy;身體某些部位受照劑量更高,例如,頭部4.6 Gy和手25 Gy,左手食指的熱點為73 Gy。鑒于輻射照射的高度非均勻性和長期性,預(yù)計產(chǎn)生造血再生障礙。事實上,工人B患有輕度輻射所致的再生障礙性貧血,血小板從第25 天開始自發(fā)恢復(fù)(第27天最低達(dá)到98×109/L)。從第35天開始,中性粒細(xì)胞開始恢復(fù)(第41 天最低計數(shù)達(dá)1.059×109/L)。血小板和中性粒細(xì)胞的正常值預(yù)計分別超過1.50×1011/L 和2×109/L。血小板和中性粒細(xì)胞分別在第60天和80天完全恢復(fù)造血功能。工人B 患有輕度血小板減少癥和中性粒細(xì)胞減少癥,在未接受任何治療的情況下自行康復(fù)。
8.2.2 局部輻射損傷的醫(yī)療管理
為了治療LRI,工人B 到HIA Percy 整形外科住院治療。手上局部受照劑量約為25 Gy。輻射照射呈現(xiàn)非均勻性(見圖10),從左手拇指的18 Gy 到左手中指的大于38 Gy,從右手無名指的23 Gy 上升到右手食指大于38 Gy。左手食指的第一個指節(jié)的骨組織活檢結(jié)果顯示,最大劑量為73 Gy,劑量梯度大(見圖10)。工人B 接受自體全層皮移植,并進(jìn)行局部異體MSC 注射。首選該種手術(shù)方法原因為,患者全身受照劑量達(dá)1.86 Gy,骨髓受到2.5~3.5 Gy 劑量照射,產(chǎn)生了不合格的MSC。2012 年2 月14 日(第34天),HIA Percy醫(yī)院采集工人B弟弟的骨髓穿刺樣品。MSC 移植的主要挑戰(zhàn)是確保培養(yǎng)細(xì)胞在生長過程中保持其質(zhì)量和分化潛能。使用細(xì)胞療法治療組織損傷,所需的細(xì)胞數(shù)量非常大。培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的細(xì)胞必須保持正常的調(diào)節(jié)功能和分化模式,才能起治療作用。MSC 為多能祖細(xì)胞,其分化為骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞。在生長過程中,它們根據(jù)多種譜系特征保留了分化能力。人類級的MSC 由法國克拉瑪特(Clamart)朱利安(Jean Julien)輸血中心生產(chǎn)。干細(xì)胞生產(chǎn)單位和規(guī)程必須經(jīng)過法國國家藥品和保健品安全局的批準(zhǔn)、授權(quán)和認(rèn)證。為使工人B雙手的傷口完全愈合,功能恢復(fù)良好,連續(xù)進(jìn)行了5次局部MSC注射,詳情見表11。MSC注射將住院時間縮短至3個月,且傷口穩(wěn)定于第124天。工人B完成了物理治療師制定的手部康復(fù)計劃,包括做不同的指間關(guān)節(jié)和手指康復(fù)訓(xùn)練,以獲得完全的靈活性。手部功能有所改善。MSC 注射后疼痛迅速消失。使用炎癥性生物標(biāo)記,C-反應(yīng)蛋白來評估MSC 的治療效率,在治療結(jié)束時C-反應(yīng)值恢復(fù)到正常水平(1 mg/mL)。在受照后的幾天內(nèi),工人B左手食指末端指骨出現(xiàn)水皰,病變進(jìn)展快速,EPR測定估計劑量值為73 Gy,預(yù)后不佳。有可能在這個熱點上發(fā)生放射性壞死,因此,對工人B實施了2次局部手術(shù)。第一次將指骨末端部分進(jìn)行手術(shù)截肢(受照后第101 天),第二次將指骨末端關(guān)節(jié)完全離斷??紤]到EPR 對中間指骨估計劑量值為19 Gy,且創(chuàng)面愈合完整,效果令人滿意,壞死向中間指骨進(jìn)展停止,預(yù)后良好。
圖10 手指接觸準(zhǔn)直器內(nèi)源辮模型Fig.10 Modelling of the finger in contact with the source holder inside the collimator.
8.2.3 工人B在法國治療后的結(jié)論
工人B 在HIA Percy 的臨床演變和治療總結(jié)如下:(1)輻射誘發(fā)再生障礙性貧血屬于輕度,自發(fā)恢復(fù),不需使用生長因子;(2)局部MSC 注射使疼痛明顯減輕;(3)同種異體MSC注射,結(jié)合自體全層皮移植術(shù)可使創(chuàng)面完全愈合,手功能恢復(fù)良好;(4)局部多次的MSC 注射減少了住院天數(shù),與自體全層皮移植相關(guān)的MSC 注射,阻止了左手食指末節(jié)指骨的截肢計劃;(5)患者從HIA Percy 出院后,建議秘魯醫(yī)療機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)病人治療的后續(xù)工作,并定期向法國醫(yī)療機(jī)構(gòu)通報最新情況。建議繼續(xù)進(jìn)行需持續(xù)幾年的手部康復(fù)計劃。2012年6月7日、2012年8 月8 日和2012 年11 月19 日對工人B 進(jìn)行了醫(yī)學(xué)評估。工人B 左手食指移植部位能伸縮自如,無任何癥狀。2012 年8 月8 日和2012 年11月19日工人B左手X射線影像檢查正常。從工人B 自法國返回秘魯后的首次隨訪血細(xì)胞計數(shù)來看,其骨髓已完全從輻射引起的最初損傷中恢復(fù)。
表11 干細(xì)胞注射量與時間安排表Table 11 Stem cell production and injection schedule
8.3.1 2012年12月的臨床演變
工人B 醫(yī)療健康狀況從2012 年11 月底開始惡化;大約在2012年12月1日(第325天),左手食指出現(xiàn)2處小潰瘍;此后不久,出現(xiàn)了其他皮膚損傷,其特征是多手指的第一和第二指骨出現(xiàn)紅斑和輕微水腫。INEN 評估了該病癥,采用口服雙氯西林和外敷比亞芬進(jìn)行局部處理。工人B 左手手術(shù)區(qū)周圍疼痛加劇。隨后幾個月,秘魯醫(yī)生與法國和IAEA 醫(yī)學(xué)專家討論了患者的病情,對工人B的治療無明顯改善。相反,一些癥狀,如疼痛,病變大小,水皰和水腫,變得更加嚴(yán)重。2013年5月IEC收到了秘魯當(dāng)局根據(jù)《援助公約》提出的第三次正式援助請求。在與可提供專業(yè)醫(yī)療的幾個會員國聯(lián)系后,智利做出了積極回應(yīng),并由IEC 制定了援助行動計劃。根據(jù)這項計劃,智利將根據(jù)需要提供醫(yī)療服務(wù),向秘魯政府提出了需采取進(jìn)一步行動的建議,并協(xié)助編寫英文輻射事故報告,詳細(xì)說明相關(guān)醫(yī)學(xué)檢查、治療和結(jié)果。此外,法國將根據(jù)所制定的計劃需提供醫(yī)療建議,與智利(醫(yī)療)當(dāng)局協(xié)調(diào),向秘魯政府提出關(guān)于秘魯(醫(yī)療)當(dāng)局需采取進(jìn)一步治療的建議。
8.3.2 援助行動計劃的范圍和結(jié)構(gòu)
IEC制定的援助行動計劃目標(biāo)包括:(1)對病人的現(xiàn)狀進(jìn)行醫(yī)學(xué)評價;(2)根據(jù)需要提供醫(yī)療,包括對患者進(jìn)行全面的醫(yī)學(xué)評價、整形外科手術(shù)和細(xì)胞治療(MSC 注射);(3)在治療方案上提供多學(xué)科治療方案,包括重建或整形外科,放射病理學(xué)咨詢,細(xì)胞治療和疼痛管理;(4)為負(fù)責(zé)治療病人的醫(yī)生提供所需的醫(yī)療藥品、器材和設(shè)備;(5)制定關(guān)于對患者開展醫(yī)療的后續(xù)報告的安排。
工人B在智利的治療,由共同安全醫(yī)院、發(fā)展大學(xué)干細(xì)胞實驗室和智利核能委員會相互合作,共同開展。法國政府提供了來自IRSN 和HIA Percy 醫(yī)療專家團(tuán)隊的服務(wù)。由IEC 醫(yī)學(xué)專家領(lǐng)導(dǎo)國際援助團(tuán)的醫(yī)療工作。
8.3.3 伴隨第一組MSC注射的外科手術(shù)
由法國和IEC專家組成的國際援助團(tuán)于2013年6 月27 日抵達(dá)智利。該小組視察了醫(yī)院和設(shè)施,以評估和確認(rèn)工人B可在智利接受治療。工人B 于2013 年7 月17 日到共同安全醫(yī)院住院。一位來自HIA Percy 的醫(yī)學(xué)專家也抵達(dá)智利進(jìn)行監(jiān)督。初步的醫(yī)學(xué)評價證實了病變的嚴(yán)重程度:幾根手指壞死性潰瘍和截肢區(qū)域左手食指末端骨外露。對患者進(jìn)行了術(shù)前評估,包括實驗室檢查,臨床成像和醫(yī)學(xué)檢查,以確認(rèn)病變范圍、嚴(yán)重程度以及懷疑手指內(nèi)骨放射性壞死。智利核能委員會采集患者血樣,用于細(xì)胞遺傳學(xué)生物劑量測定和血小板樣本采集,以制備血小板溶解液,用于后期培養(yǎng)MSC。2014年7月19 日,在全身麻醉情況下,對工人B 實施第一次采集骨髓手術(shù)?;颊唠S后返回秘魯。將兩份采集的骨髓樣本在MSC 培養(yǎng)實驗室特殊條件下的密封系統(tǒng)中培養(yǎng)兩周。2014年8月4日,患者入住共同安全醫(yī)院,接受下一階段的治療。來自法國和IEC的醫(yī)學(xué)專家抵達(dá)智利監(jiān)督和指導(dǎo)治療。詳細(xì)檢查了工人B病情,3天后開始采取的治療措施主要包括:(1)第二次采集骨髓,送MSC 培養(yǎng)實驗室處理;(2)雙手手術(shù),左手食指第二節(jié)指骨、右手食指和無名指骨截肢。將患者的骨碎片貼上標(biāo)簽單獨存放,以便到法國開展劑量測定研究。工人B臨床狀況表明LRI復(fù)發(fā)、病變和骨外露;(3)當(dāng)患者仍處于全身麻醉狀態(tài)時,雙手進(jìn)行多次MSC 注射,每只手注射40×106細(xì)胞的MSC。在接下來的幾天里,工人B疼痛明顯減輕,甚至達(dá)到無需采用阿片類藥物治療和偶爾使用非甾體類抗炎藥的程度。傷口逐漸愈合,無感染跡象。
8.3.4 MSC注射的后續(xù)進(jìn)展
2013 年8 月16 日,工人B 接受第二組MSC注射后回到秘魯,傷口愈合良好;2013 年8 月30 日返回智利并接受第三組MSC 注射,傷口完全愈合,無疼痛感;2013年9月6日,雙手接受第四組MSC 注射。在此期間,來自法國和IEC的醫(yī)學(xué)專家在智利開展醫(yī)學(xué)治療監(jiān)督與指導(dǎo)。醫(yī)療檢查顯示,工人B健康狀況良好,手上無疼痛感,傷口已愈合,臨床狀況令人滿意。建議第1年(至2014年8月之前)每3個月進(jìn)行一次醫(yī)療隨訪,隨后10年(至2024年)每年進(jìn)行一次醫(yī)療隨訪。
為吸取事故經(jīng)驗教訓(xùn),避免類似事故的發(fā)生。對本次輻射事故經(jīng)驗教訓(xùn)進(jìn)行了詳細(xì)歸類和總結(jié)。
9.1.1 安全規(guī)程
9.1.1.1 調(diào)查結(jié)果
(1)RPO 不在工業(yè)探傷作業(yè)現(xiàn)場。RPO 主要負(fù)責(zé)監(jiān)督安全預(yù)防措施的實施,包括正確使用個人劑量計和有效使用輻射防護(hù)設(shè)備。RPO的存在可以有效防止輻射事故的發(fā)生或減輕嚴(yán)重程度。
(2)未經(jīng)培訓(xùn)的個人(同事)、或非負(fù)責(zé)該工作的授權(quán)人員進(jìn)行探傷設(shè)備的設(shè)置,包括將遙控裝置與源辮之間的控制纜連接,違反了工業(yè)探傷安全操作規(guī)程。
(3)探傷工人在工業(yè)探傷作業(yè)期間,必須使用具有聲音、或振動功能的劑量警報儀,旨在及時識別異常情況。若工人未按安全規(guī)程要求佩戴劑量警報儀,則無法檢測、識別出放射源處于對工人進(jìn)行誤照的危險位置。
(4)當(dāng)放射源從探傷機(jī)中導(dǎo)出至曝光頭,或從曝光頭收回到源容器時,監(jiān)測輻射本底水平是確保放射源安全返回探傷機(jī)源容器的唯一有效方法。區(qū)域輻射監(jiān)測儀屬重要安全設(shè)備之一,除能識別控制區(qū)域外,還可指示放射源處于控制故障狀態(tài)。由于工人B、同事D和E未觀察輻射監(jiān)測儀,整個操作過程中未意識到意外照射的發(fā)生。
9.1.1.2 經(jīng)驗教訓(xùn)
(1)必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)程。整個探傷操作過程中要求RPO 始終在場以確保在任何情況下都不違反預(yù)防措施;
(2)創(chuàng)建有效的機(jī)制來促進(jìn)公司的核安全文化建設(shè),并遵守安全操作規(guī)程,以確保所有從業(yè)人員都清楚自己的責(zé)任;
(3)建立良好的機(jī)制來審查和核實培訓(xùn)計劃的有效性,根據(jù)輻射實踐要求對培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行變更,并重新考慮培訓(xùn)的頻率,以便獲得許可人員在任何情況下都不違反安全操作規(guī)程。
9.1.2 準(zhǔn)直器的使用
調(diào)查結(jié)果:準(zhǔn)直器的使用減輕了本次輻射事故后果。
經(jīng)驗教訓(xùn):從事γ射線工業(yè)探傷應(yīng)盡可能使用準(zhǔn)直器,以降低輻射水平和意外照射劑量。
9.1.3 初步信息的不一致
調(diào)查結(jié)果:從工人那獲得的初步信息不一致。由于他們是職業(yè)工人,將專家對發(fā)生事件的詢問理解為是一種尋找工作中違規(guī)操作的途徑,而不是評價和評估其受照輻射劑量的機(jī)制。
經(jīng)驗教訓(xùn):各機(jī)構(gòu)需要通過組織員工培訓(xùn)來提高安全意識,從而更好地解決這一問題。在事故分析過程中,探傷公司還需要采取促進(jìn)信息共享的措施。應(yīng)強(qiáng)調(diào),良好的核安全文化不會在事故發(fā)生時推卸責(zé)任。希望從業(yè)人員從錯誤中吸取教訓(xùn),樹立質(zhì)疑探索的工作態(tài)度;養(yǎng)成相互溝通交流的工作習(xí)慣;采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣椒?,不斷提高電離輻射工作的安全水平。
9.1.4 醫(yī)療費用的覆蓋范圍
調(diào)查結(jié)果:當(dāng)受照最嚴(yán)重的工人轉(zhuǎn)院到國外接受電離輻射損傷專業(yè)治療時,面臨無醫(yī)療保險為病人提供資助,無任何合法的渠道支付醫(yī)療費用的問題。
經(jīng)驗教訓(xùn):鼓勵獲得電離輻射裝置許可證的法人為雇員購買工傷和醫(yī)療保險,將有助于獲得更快的醫(yī)學(xué)治療,包括到國外接受電離輻射損傷專業(yè)治療。
9.2.1 放射源的連接
調(diào)查結(jié)果:導(dǎo)致放射源與控制纜斷開的原因尚不清楚。一種可能的原因是,未經(jīng)訓(xùn)練、未獲得探傷許可的工人從事探傷機(jī)的組裝與安放,未正確連接控制纜與源辮;另一個原因是控制纜存在機(jī)械故障。
經(jīng)驗教訓(xùn):由于許多與本次輻射事故中相同類型的探傷機(jī)仍在使用,應(yīng)記錄使用此類型工業(yè)探傷機(jī)的經(jīng)驗,以核查是否是此類型探傷機(jī)的普遍問題或一次性故障。
9.2.2 生物劑量測定專業(yè)知識的可用性
調(diào)查結(jié)果:雖然秘魯國內(nèi)具有生物劑量測定方面的專業(yè)知識,但無法在當(dāng)?shù)亻_展生物樣本培養(yǎng)物的制備。
經(jīng)驗教訓(xùn):國家輻射應(yīng)急設(shè)施應(yīng)得到有效維護(hù),處于隨時可操作、可運行狀態(tài),在事故發(fā)生后可開展生物樣品劑量的測定工作。
9.2.3 與IAEA的交流
調(diào)查結(jié)果:IPEN 使用“事故和緊急情況信息交換統(tǒng)一系統(tǒng)”將事故信息發(fā)送給IEC。IPEN還通過此系統(tǒng)提出劑量評估和醫(yī)療管理的建議,迅速響應(yīng)了IAEA 提供的援助。這些行動有助于對輻射事故作出快速、有效的響應(yīng),并為受照工人提供適當(dāng)?shù)尼t(yī)療服務(wù)。另外,IPEN 毫無保留地向國際援助團(tuán)提供所有信息,并為編寫IAEA輻射事故報告共享了信息。
經(jīng)驗教訓(xùn):主管當(dāng)局使用“事故和緊急情況信息交換統(tǒng)一系統(tǒng)”通知IEC,并迅速決定接受IAEA 的援助,主動地采取行動,有助于對輻射事故做出有效響應(yīng)。
9.3.1 區(qū)域生物劑量測定援助網(wǎng)絡(luò)
調(diào)查結(jié)果:建立了拉丁美洲區(qū)域生物劑量測定援助網(wǎng)絡(luò),以支持該地區(qū)對輻射事故的響應(yīng)。該網(wǎng)絡(luò)已在2009—2010 年的一次演習(xí)中進(jìn)行了測試。然而,在本次輻射事故中,該網(wǎng)絡(luò)處于癱瘓狀態(tài),生物樣本不得不遠(yuǎn)送法國進(jìn)行測試和分析。
經(jīng)驗教訓(xùn):事故發(fā)生時,在生物劑量測定法的劑量評估工作無法在輻射事故發(fā)生國開展的情況下,應(yīng)提供區(qū)域支援,安排樣本送至同區(qū)域的其他國家。
9.3.2 用于國際治療的財政資源
調(diào)查結(jié)果:決定將工人B送到國外接受電離輻射損傷專業(yè)治療和隨后的行動之間存在時間差。延誤的原因是需要為此治療程序提供財政資助。
經(jīng)驗教訓(xùn):需要建立一個為輻射事故快速籌資的機(jī)制,以支付輻射事故中受超劑量照射工人的相關(guān)醫(yī)療費用。若該國尚未無開展電離輻射損傷治療的能力,該機(jī)制應(yīng)包括到國外接受治療的費用。
9.3.3 生物樣本的運輸
調(diào)查結(jié)果:生物樣品從秘魯運往法國進(jìn)行劑量評估時,面臨航空公司要求證明這些樣品不會造成危害的問題。這可能會延遲劑量重建和評估工作,特別是在LRI的情況下確定醫(yī)療方案。
經(jīng)驗教訓(xùn):有必要制定規(guī)程以協(xié)調(diào)生物樣品的快速運輸,特別是空運,以避免出現(xiàn)航空公司或邊境管制點的程序性瓶頸。
9.3.4 會員國之間的合作
調(diào)查結(jié)果:法國對IAEA 國際援助團(tuán)作出迅速響應(yīng),以劑量評估和醫(yī)療管理咨詢方式提供了專業(yè)的國際援助,并為受照最嚴(yán)重的工人B提供了精湛的醫(yī)療服務(wù)。同樣,美國迅速、慷慨地為受照工人的醫(yī)學(xué)治療提供了充足資金。法國提供的醫(yī)療專家,智利提供的免費治療,對于工人B的進(jìn)一步治療意義重大。
經(jīng)驗教訓(xùn):鼓勵I(lǐng)AEA 會員國本著互助和奉獻(xiàn)的精神對輻射事故做出回應(yīng),及時有效地為輻射事故受照者提供醫(yī)療資源、財政資助和專業(yè)幫助。
9.3.5 IAEA的響應(yīng)
調(diào)查結(jié)果:IEC對事故不同階段的響應(yīng)迅速有效。通知發(fā)出后,IEC 立即向秘魯提供服務(wù)。收到正式請求后,IEC立即為派出第一批國際援助團(tuán)前往秘魯提供了便利,并盡量減少延誤。IEC 密切跟蹤、監(jiān)測了秘魯受照工人的健康狀況;當(dāng)認(rèn)識到需到其他地方接受電離輻射損傷專業(yè)治療時,利用RANET 資源協(xié)調(diào)了第二批國際援助任務(wù),并促進(jìn)了資金安排,從而迅速提供醫(yī)療服務(wù);與秘魯醫(yī)療系統(tǒng)協(xié)調(diào)員保持聯(lián)系,以獲得工人B 后續(xù)醫(yī)療行動信息。當(dāng)組織、安排第三批國際援助任務(wù)以使工人B在智利接受治療時,再次做出高效響應(yīng)。由于IEC的有效響應(yīng)和援助系統(tǒng),使援助行動成為可能。
經(jīng)驗教訓(xùn):借鑒本次輻射事故應(yīng)急經(jīng)驗,鼓勵I(lǐng)AEA 會員國將國際安排納入其輻射應(yīng)急響應(yīng)計劃,充分利用IAEA 在加強(qiáng)應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)對能力方面的專業(yè)知識。這將提高其在應(yīng)對任何輻射應(yīng)急情況時,提供或接受援助的效率。
9.4.1 在確定輻射事故方面的延遲
調(diào)查結(jié)果:盡管有大量證據(jù)和臨床表現(xiàn),但仍需花費6天來識別事故的輻射性質(zhì),在對工人開展醫(yī)療評價和治療之前,浪費了寶貴的時間。
經(jīng)驗教訓(xùn):有關(guān)當(dāng)局應(yīng)針對有關(guān)輻射緊急事件人員的臨床診斷、初步管理開展有效的醫(yī)療培訓(xùn)。早期診斷可提高治療效果,從而改善受照人員的預(yù)后。
9.4.2 醫(yī)療管理方案
調(diào)查結(jié)果:HIA Percy-IRSN 采用的手術(shù)和MSC 注射醫(yī)療管理方案是成功的。智利在治療工人B復(fù)發(fā)癥方面借鑒了此經(jīng)驗。
經(jīng)驗教訓(xùn):自2005 年以來,劑量引導(dǎo)手術(shù)與MSC注射相結(jié)合的醫(yī)療方案已證明:LRI患者的治療效果和預(yù)后取得明顯改善。智利評估國際援助團(tuán)任務(wù)的經(jīng)驗表明,在國際框架內(nèi),輻射事故期間可成功交流知識和醫(yī)療經(jīng)驗。
9.4.3 復(fù)發(fā)的癥狀
調(diào)查結(jié)果:盡管工人B 在HIA Percy 治療后的預(yù)后較為樂觀,但一年后癥狀復(fù)發(fā),需接受進(jìn)一步治療。
經(jīng)驗教訓(xùn):應(yīng)對受照嚴(yán)重患者的醫(yī)療狀況開展一段時間的隨訪,以檢查復(fù)發(fā)癥狀并采取措施進(jìn)行早期治療,可減少因嚴(yán)重ARS 引起手術(shù)截肢的情況。