中圖分類號:TL7文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
輻射防護(hù)旨在為防止輻射照射對人和環(huán)境的有害效應(yīng)提出適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)水平,但不過分限制可能與照射相關(guān)的有益的人類活動(dòng)。輻射防護(hù)伴隨核事業(yè)發(fā)展始終,肩負(fù)保護(hù)人員健康與環(huán)境、保障設(shè)施與活動(dòng)安全,支撐核事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的歷史使命。國際上對于輻射防護(hù)學(xué)科發(fā)展方向已基本形成共識,當(dāng)前形成了輻射監(jiān)測與防護(hù)、輻射效應(yīng)與治療、核環(huán)境保護(hù)與治理、裝備與設(shè)施安全、廢物安全與循環(huán)利用、核與輻射應(yīng)急等6大專業(yè)學(xué)科方向,并圍繞其開展相關(guān)科學(xué)研究和管理實(shí)踐工作。
從輻射防護(hù)研究的角度來看,自從發(fā)現(xiàn)了放射性,輻射防護(hù)研究便隨之開展未曾中斷;尤其在第二次世界大戰(zhàn)之后,隨著核工業(yè)的快速發(fā)展,輻射防護(hù)體系也隨之持續(xù)演進(jìn)。進(jìn)人新世紀(jì)后,輻射防護(hù)領(lǐng)域呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的良好局面。
為了研判輻射防護(hù)學(xué)科未來十年甚至更長時(shí)期的發(fā)展趨勢,有必要先探究輻射防護(hù)學(xué)科發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)因素。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析輻射防護(hù)學(xué)科的需求趨勢,以探討國內(nèi)輻射防護(hù)學(xué)科在未來一段時(shí)間面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
1 歷史回顧
1.1 國際輻射防護(hù)的發(fā)展歷程
(1)1938年以前:逐步認(rèn)識放射性、誤用放射性,輻射防護(hù)逐步建立
在1895年以前人類尚未認(rèn)識到電離輻射的存在,因此,普遍缺乏輻射防護(hù)的基本意識。但早在15世紀(jì),在歐洲部分礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了“高山病”,后來逐步認(rèn)識到其為吸人氫子體造成的肺癌[1]
1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線,1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性,居里夫人發(fā)現(xiàn),居里夫婦發(fā)現(xiàn)鐳[2]上述一系列發(fā)現(xiàn)大大拓展了人們對經(jīng)典物理學(xué)的認(rèn)識。從輻射防護(hù)角度來看,第一次世界大戰(zhàn)之前僅是初步意識到輻射存在健康危害,最先注意到的有害效應(yīng)是皮膚損傷,有些嚴(yán)重情況甚至需要截肢。1896年,初步提出減少受照時(shí)間、皮膚上涂抹凡士林等防護(hù)措施。
由于沒有認(rèn)識到X射線的輻射危害,人們曾經(jīng)通過照射大劑量X射線為女性去除身體上的毛發(fā),后來這些女性皮膚出現(xiàn)了皺紋、色斑、感染、潰瘍,甚至皮膚癌。夜光表盤涂鐳女工用舌頭舔沾有鐳粉的筆尖,攝人了發(fā)射 ∝ 粒子和 γ 射線的鐳粉,使很多工人患上了嚴(yán)重的貧血。鐳被用作治療和保健藥品,甚至出現(xiàn)了美國富豪死于過量飲用含鐳溶液藥物的事件。1924年提出基于“紅斑劑量”的X射線耐受劑量。1925年,在倫敦舉行的第一屆國際輻射學(xué)大會(huì)(ICR)上,普遍關(guān)注測量方法和單位。國際輻射單位與測量委員會(huì)(ICRU)因此成立,當(dāng)時(shí)被稱作國際X射線單位委員會(huì)。大會(huì)同時(shí)討論了其姊妹組織,即國際放射防護(hù)委員會(huì)(ICRP),該組織于1928年正式成立。在1920年代,盡管劑量概念尚未取得普遍共識,仍陸續(xù)制定了一些劑量限值。1931年國際聯(lián)盟成立了一個(gè)有關(guān)輻射健康危害研究的科學(xué)委員會(huì),即聯(lián)合國原子輻射影響科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)的前身。ICRP在1934年蘇黎士會(huì)議上建議耐受劑量取值為 0.2R?d-1 ,此為ICRP首個(gè)量化的劑量限值。
總結(jié)起來,輻射防護(hù)從15世紀(jì)至1938年間的發(fā)展歷史,驅(qū)動(dòng)因素主要體現(xiàn)在核設(shè)施與核活動(dòng)的拓展上,放射性的發(fā)現(xiàn)為后續(xù)的核能與核技術(shù)應(yīng)用提供了初步的理論基礎(chǔ),隨后開始較大規(guī)模地應(yīng)用及誤用放射性;同時(shí)隨著輻射效應(yīng)認(rèn)識的深化,觀察到了確定效應(yīng),提出了劑量限值,逐步建立了輻射防護(hù)體系,圖1給出了1938年以前國際輻射防護(hù)的發(fā)展歷程。
(2)1939—1965年:核武器研制與生產(chǎn)、核能工業(yè)誕生與發(fā)展
1942年,美國實(shí)現(xiàn)自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),并啟動(dòng)曼哈頓計(jì)劃,開始研制核武器,同時(shí)首次設(shè)立保健物理部門,這是人類歷史上的第一支輻射防護(hù)專業(yè)隊(duì)伍。1945年,兩枚原子彈分別投到了日本廣島和長崎,以逼迫日本盡快投降。1949年,美、英、加三國開會(huì)討論了劑量限值,并首次討論了公眾劑量限值[2]。生物效應(yīng)被認(rèn)為是確定的,即當(dāng)劑量超出某一閾值后才會(huì)產(chǎn)生有害效應(yīng)。
1950—1956年期間,冷戰(zhàn)開啟軍備競賽,美英蘇相繼開展大規(guī)模大氣核試驗(yàn),引起了公眾廣泛關(guān)注,業(yè)界開始考慮新的防護(hù)方式。1950年,ICRP建議最大允許劑量為 0.3R? 周(約 150mSv/ a)。1952年,RolfSievert開始關(guān)注天然輻射(K-40)對人體的照射。1952年,ICRP和ICRU聯(lián)合會(huì)議從遺傳學(xué)角度討論最大允許劑量,標(biāo)志著隨機(jī)效應(yīng)正式進(jìn)人輻射防護(hù)的視野。1954年,蘇聯(lián)奧布寧斯克核電廠建成,宣告核能工業(yè)的正式誕生。1955年聯(lián)合國召開第一次和平利用核能大會(huì),同年,聯(lián)合國大會(huì)成立了UNSCEAR,評價(jià)核試驗(yàn)落下灰和輻射生物效應(yīng),它也是迄今為止,聯(lián)合國唯一為某個(gè)學(xué)科專門設(shè)立的科學(xué)委員會(huì)。1956年,有報(bào)道在芝加哥公眾體內(nèi)測到了核裂變產(chǎn)物Cs-137,引起人們的擔(dān)憂
1957—1965年期間,輻射防護(hù)側(cè)重隨機(jī)效應(yīng),但缺乏定量的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)。1957年國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)在維也納成立,主要采納ICRP的建議制定輻射防護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1958年,ICRP在第1號出版物中,首次討論了劑量閾值和線性無閾(LNT)的概念,提出對于職業(yè)照射和公眾照射的劑量限值分別約為 與
。1964年,國際輻射防護(hù)協(xié)會(huì)(IRPA)在巴黎成立。1965年,ICRP在第9號出版物中,更新了輻射防護(hù)的根基哲學(xué),完成了由確定效應(yīng)向隨機(jī)效應(yīng)的根本性轉(zhuǎn)變。同時(shí),核電進(jìn)人示范發(fā)展期,到1965年共有
38個(gè)機(jī)組投運(yùn),輻射探測技術(shù)得到快速發(fā)展,核電廠輻射防護(hù)監(jiān)測與管理體系初步建立起來。
總結(jié)起來,輻射防護(hù)從1939至1965年的發(fā)展歷史,驅(qū)動(dòng)因素主要體現(xiàn)在核設(shè)施與核活動(dòng)的拓展上,第二次世界大戰(zhàn)期間核武器生產(chǎn)和使用,第二次世界大戰(zhàn)后核能工業(yè)誕生;同時(shí)輻射效應(yīng)認(rèn)識繼續(xù)深化,防護(hù)重點(diǎn)逐步由確定效應(yīng)向隨機(jī)效應(yīng)轉(zhuǎn)變,發(fā)展歷程如圖2所示。
(3)1966年至今:環(huán)境保護(hù)理念興起,醫(yī)學(xué)應(yīng)用蓬勃發(fā)展,核電經(jīng)歷高速發(fā)展、滯緩又復(fù)蘇
1969年,建立人體劑量評價(jià)用醫(yī)學(xué)內(nèi)照射劑量(MIRD)數(shù)學(xué)模型。1960年代,開始普遍關(guān)注氫致肺癌的風(fēng)險(xiǎn)。UNSCEAR在1966、1969、1972和1977年出版了四份報(bào)告,改進(jìn)了評價(jià)放射性沉降物所致劑量的方法。1972年,發(fā)明計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT),意味著醫(yī)療照射將逐漸增加,并很快成為人工輻射的最大來源。同樣在1972年,聯(lián)合國首次召開有關(guān)環(huán)境問題的大會(huì)。1977年,ICRP發(fā)表革命性的第26號出版物,確立了輻射防護(hù)三原則:實(shí)踐的正當(dāng)性、防護(hù)最優(yōu)化和個(gè)人劑量限值。
1978—1986年期間,三哩島核事故后,業(yè)界開始關(guān)注人因失誤,重視并推廣概率安全評價(jià)(PSA)。1980年,ICRP和ICRU組建了一個(gè)新的聯(lián)合任務(wù)組,主要評議輻射防護(hù)量,當(dāng)時(shí)的放射生物學(xué)成果表明已有的輻射防護(hù)建議對高傳能線密度(LET)輻射的防護(hù)水平達(dá)不到對低LET輻射防護(hù)同等的水平。期間,尤其是兩次嚴(yán)重核事故后,核工業(yè)在許多國家遭到公眾質(zhì)疑和反對。
1987—2011年期間,許多活動(dòng)都受到切爾諾貝利核事故的影響,核電滯緩發(fā)展,切爾諾貝利核事故后開始提出并重視核安全文化。ICRP在1991年出版60號出版物,降低了職業(yè)人員和公眾的年劑量限值,增加了環(huán)境照射內(nèi)容,引入了實(shí)踐(將增加劑量)和干預(yù)(減少預(yù)期劑量的活動(dòng))的概念。1996年,IAEA發(fā)布《國際輻射防護(hù)和輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn)(IBSS)》,逐漸成為各國輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的重要參考。ICRP在2007年底出版新建議書(103號出版物)[3],與第60號出版物相比,主要做了如下修改:(1)取消了過去關(guān)于人類活動(dòng)的劃分,取而代之的是將所有照射情況分為3種(計(jì)劃照射、應(yīng)急照射、現(xiàn)存照射);(2)更新了輻射權(quán)重因子和組織權(quán)重因子;(3)重申保護(hù)環(huán)境的重要性;(4)用以醫(yī)學(xué)斷層成像為基礎(chǔ)的人體參考計(jì)算體模(體素體模)代替之前的數(shù)學(xué)模型;(5)強(qiáng)調(diào)對孕婦、胚胎/胎兒的防護(hù);(6)使用“代表性個(gè)人”代替以前的關(guān)鍵居民組。2011年,ICRP指出放射性白內(nèi)障的閾劑量 lt;0.5Gy ,之后,IAEA將眼晶體職業(yè)性照射的年劑量限值降為20mSv[4]
2012年至今,福島第一核電站核事故影響深遠(yuǎn),業(yè)界開始關(guān)注外部事件并關(guān)注多機(jī)組安全問題及新堆型的研發(fā)。2014年,IAEA發(fā)布新版《國際輻射防護(hù)和輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn)(IBSS)》(IAEAGSRPart3)[5]。2015年,聯(lián)合國氣候變化大會(huì)通過《巴黎協(xié)定》;2020年,中國向世界作出實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的承諾。解決全球氣候問題,促進(jìn)核電的復(fù)蘇,小堆、快堆以及高溫氣冷堆等新堆型的研發(fā)建設(shè)帶來相應(yīng)輻射防護(hù)問題。2020年,ICRP在其145號出版物中,提出了劑量學(xué)人體模型的面元模型。期間更加關(guān)注如下幾點(diǎn):利益相關(guān)者參與及公眾溝通、輻射對公眾和生態(tài)系統(tǒng)的影響、核應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)(尤其是在核與輻射應(yīng)急情況下進(jìn)行有效的劑量評價(jià))、核設(shè)施退役與放射性廢物管理、醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的防護(hù)、天然放射性物質(zhì)(NORM)核與輻射反恐、宇航員的輻射效應(yīng);同時(shí)更加關(guān)注人工智能(AI)等新技術(shù)應(yīng)用,新技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛和深入。
總結(jié)輻射防護(hù)從1966年至今的發(fā)展歷史,驅(qū)動(dòng)因素主要體現(xiàn)在輻射效應(yīng)認(rèn)識的深化上,基于LNT學(xué)說的防護(hù)哲學(xué)體系逐步定型,開始關(guān)注高LET輻射防護(hù)問題;同時(shí)體現(xiàn)在核設(shè)施與核活動(dòng)的拓展上,核工業(yè)在這一期間得到長足發(fā)展,醫(yī)療照射開始大量增加;也體現(xiàn)在社會(huì)因素的進(jìn)步上,環(huán)境保護(hù)理念開始興起,逐步重視利益相關(guān)者參與等社會(huì)問題,發(fā)展歷程如圖3所示。
1.2 中國輻射防護(hù)的發(fā)展歷程(結(jié)合的實(shí)踐)
國內(nèi)輻射防護(hù)的發(fā)展歷程,就作者的認(rèn)識,以(以下簡稱中輻院)為例,基本可分為3個(gè)階段[6] O
(1)1980年以前:服務(wù)核武器研制,第一次創(chuàng)業(yè)
1955年1月15日,黨中央做出發(fā)展原子能事業(yè)的重大決策,我國核工業(yè)由此肇始,傾全國之力發(fā)展核武器。1957年錢三強(qiáng)帶隊(duì)赴蘇聯(lián)考察輻射防護(hù);1960年,梁超再次帶隊(duì)赴蘇聯(lián)考察;之后,第二機(jī)械工業(yè)部(二機(jī)部)先行在原子能研究所(中國原子能科學(xué)研究院前身)5室(放射化學(xué))、7室(放射生物)、13室(技術(shù)安全)開展輻射防護(hù)研究工作。1962年二機(jī)部在成立華北工業(yè)衛(wèi)生研究所(中輻院前身,簡稱華衛(wèi)所),下設(shè)勞動(dòng)衛(wèi)生、輻射劑量與測量、放射醫(yī)學(xué)等研究室,開始開展廠礦防塵降氫、核爆現(xiàn)場輻射測量、個(gè)人/場所/環(huán)境監(jiān)測、礦工肺癌病因調(diào)查、碘吸附器研制等工作。1972年,世界上環(huán)境保護(hù)理念興起。中輻院注意到焚燒技術(shù),1975年成立“放射性三廢治理研究室”;1977年,二機(jī)部正式批準(zhǔn)成立“核工業(yè)三廢處理方法研究室”,劉偉部長批示:“要將華衛(wèi)所建設(shè)成為放射性廢物研發(fā)與管理中心”。中輻院基本建立了輻射監(jiān)測與防護(hù)技術(shù)。
(2)1980—2010年期間:保軍轉(zhuǎn)民,二次創(chuàng)業(yè)
1980年,中輻院成立了“環(huán)境保護(hù)研究室”,1995年更名“核環(huán)境科學(xué)研究室”。80年代,我國核電事業(yè)開始起步。在此期間,221廠退役工程、中日政府聯(lián)合開展的中、低放廢物處置安全評價(jià)項(xiàng)目、核電廠輻射防護(hù)與應(yīng)急體系建設(shè)等重大課題順利實(shí)施。同時(shí),我國醫(yī)學(xué)應(yīng)用開始蓬勃發(fā)展。1980年開始,中輻院學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗(yàn)并建立了我國的核電廠應(yīng)急體系。以1985年李德平先生入選ICRP主委會(huì)委員為代表性事件,中輻院以“走出去、引進(jìn)來”的雙輪模式開展了一系列國際合作與人才交流、標(biāo)準(zhǔn)/技術(shù)/設(shè)備引進(jìn)與研發(fā)等活動(dòng)。由此奠定了中輻院在國際上的地位。同時(shí),開展了防護(hù)測量、環(huán)境調(diào)查與模擬、焚燒爐、同種骨輻射滅菌等一系列基礎(chǔ)研究和研發(fā)工作。2002年,《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB18871—2002)正式發(fā)布,并于次年正式實(shí)施。逐步建立健全了核環(huán)境與應(yīng)急技術(shù)體系。
(3)2010年至今:瞄準(zhǔn)國際一流,快速穩(wěn)步發(fā)展
我國積極安全有序發(fā)展核電,載人航天事業(yè)蓬勃發(fā)展,醫(yī)學(xué)應(yīng)用快速發(fā)展。在航天輻射防護(hù)、醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面取得一些初步的研究成果,成為國內(nèi)唯一的航天員劑量監(jiān)測產(chǎn)品與服務(wù)提供方。能力建設(shè)取得長足進(jìn)展,建成了國內(nèi)最完整的核環(huán)境綜合試驗(yàn)?zāi)芰Γǔ蔀橹泻思瘓F(tuán)第一批面向全球開放的科研設(shè)施)、亞洲第一個(gè)IAEA核應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)能力建設(shè)中心、國家原子能機(jī)構(gòu)核技術(shù)(放射性藥物非臨床評價(jià))研發(fā)中心、國內(nèi)唯一擁有130噸級(乏燃料)運(yùn)輸容器安全試驗(yàn)設(shè)施等國際先進(jìn)的設(shè)施和能力。我國首個(gè)輻射防護(hù)領(lǐng)域ISO標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。國際合作持續(xù)開展,逐步實(shí)現(xiàn)重要技術(shù)和設(shè)備的國產(chǎn)化。新需求新技術(shù)不斷涌現(xiàn),AI、大數(shù)據(jù)和新材料等前沿技術(shù)快速發(fā)展,并引起輻射防護(hù)界的注意與應(yīng)用,輻射防護(hù)的發(fā)展呈現(xiàn)出數(shù)智化趨勢。對閃光放射治療(Flash-RT)等新技術(shù)的輻射效應(yīng)機(jī)理開展了研究。
不難看出,國內(nèi)輻射防護(hù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素變化、發(fā)展歷程與國際相似,五個(gè)驅(qū)動(dòng)因素均有所體現(xiàn)。在核設(shè)施與核活動(dòng)的拓展上,20世紀(jì)50年代我國開始研制核武器,由此有了核工業(yè),改革開放后我國核電事業(yè)逐步進(jìn)人快速發(fā)展階段;在輻射效應(yīng)認(rèn)識的深化上,從核工業(yè)發(fā)展之初便開展輻射劑量與測量、礦工肺癌病因調(diào)查等工作;在社會(huì)因素的進(jìn)步上,1980年代環(huán)境保護(hù)理念在我國落地生根;在全球化與自主化上,從1980年代開始不斷深化國際交流與合作;在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展上,逐步應(yīng)用AI等新技術(shù),發(fā)展歷程如圖4所示。
2學(xué)科發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素
經(jīng)過對國際國內(nèi)輻射防護(hù)發(fā)展歷程的系統(tǒng)梳理,可以歸納得出如下5個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素,進(jìn)而對每一驅(qū)動(dòng)因素的需求與趨勢進(jìn)行探討。
(1)輻射效應(yīng)認(rèn)識的深化:包括對確定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng),也就是對劑量/效應(yīng)問題的認(rèn)識低劑量效應(yīng)LNT假說有待證實(shí);低劑量照射健康風(fēng)險(xiǎn)有待定量評估;具有輻射特異性的生物標(biāo)記物有待尋找;基于宇航員基因的個(gè)體化風(fēng)險(xiǎn)有待準(zhǔn)確評估;高LET的徑跡空間分布有待研究;劑量與效應(yīng)有待從多尺度層面予以表征和模擬。
(2)核設(shè)施與核活動(dòng)的拓展:包括戰(zhàn)略應(yīng)用、核能利用、醫(yī)學(xué)應(yīng)用、太空探索等各種涉及核與輻射的實(shí)踐活動(dòng)。在各種活動(dòng)/應(yīng)用場景中,源項(xiàng)和照射情景千變?nèi)f化,核素種類、射線類型、能量范圍和照射情況差異較大。在重大戰(zhàn)略應(yīng)用層面,不論是波詭云謫的國際政治形勢,世界格局演變中的國家戰(zhàn)略需求,還是中國載人航天事業(yè)的發(fā)展,都對輻射防護(hù)提出了重大具體需求。在核能綜合利用層面,在“碳達(dá)峰碳中和”的時(shí)代大背景下,核能與核技術(shù)應(yīng)用將迎來前所未有的歷史性發(fā)展機(jī)遇。由核電向供熱、供汽、制氫、海水淡化等核能綜合利用拓展的趨勢明顯。新反應(yīng)堆類型以及大型后處理設(shè)施為代表的新設(shè)施的建設(shè),核技術(shù)愈加廣泛的應(yīng)用,均對輻射防護(hù)提出了具體且更高的要求。在健康領(lǐng)域應(yīng)用層面,醫(yī)學(xué)應(yīng)用方興未艾,進(jìn)人加速發(fā)展期?!夺t(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》的實(shí)施,將醫(yī)用同位素制備與應(yīng)用研究上升為國家層面。光譜CT、質(zhì)子/BNCT/TAT治療等新技術(shù)應(yīng)用帶來了一系列輻射防護(hù)問題。
(3)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展:包括共用技術(shù)—如PC/互聯(lián)網(wǎng)、芯片/傳感器、AI等;以及交叉技術(shù)——如探測器、放射化學(xué)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等。共用技術(shù)起到“高速公路”的作用,具體如新材料、傳感器、無人機(jī)、芯片、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)、5G/6G、室內(nèi)定位等技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)輻射防護(hù)學(xué)科快速發(fā)展;交叉技術(shù)的發(fā)展,具體如新型探測器、光電器件等技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)輻射防護(hù)相關(guān)技術(shù)的“更新?lián)Q代”。
(4)社會(huì)因素的進(jìn)步:價(jià)值/倫理、環(huán)境保護(hù)、利益相關(guān)者等理念逐步被國際社會(huì)所接受,并隨之采取了對應(yīng)措施。公眾溝通對于核能與核技術(shù)的發(fā)展愈顯重要,公眾參與制度得以全面實(shí)施;現(xiàn)在,環(huán)境保護(hù)的理念深人人心,保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自身和物種的理念已成為共識;近年來,倫理學(xué)等社會(huì)因素對防護(hù)體系演變的影響明顯增強(qiáng)。
(5)全球化與自主化:包括與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌、技術(shù)設(shè)備引進(jìn)、自主化國產(chǎn)化等。從全球化角度,主要涉及引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)并將我國先進(jìn)技術(shù)推向國際市場兩個(gè)方面;從自主化角度,主要涉及研發(fā)國產(chǎn)化的數(shù)據(jù)/模型/軟件、材料/器件/設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)/導(dǎo)則和試驗(yàn)設(shè)施等。
3 機(jī)遇與挑戰(zhàn)
前文由輻射防護(hù)的發(fā)展歷程,梳理并分析了輻射防護(hù)學(xué)科發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素及其變化趨勢。研究趨勢,是為了更好地研判我國該領(lǐng)域面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。為此有必要先系統(tǒng)梳理主要國際組織與國家和地區(qū)的戰(zhàn)略研究議程(SRA)。
3.1 國際組織與國家和地區(qū)的SRA
(1)ICRP等國際組織
輻射防護(hù)相關(guān)的重要國際組織、主要國家和地區(qū)均制定了針對輻射防護(hù)學(xué)科發(fā)展的SRA,篇幅所限,僅概括介紹幾個(gè)典型的SRA。
自2011年以來,ICRP已將“確定并鼓勵(lì)支持輻射防護(hù)體系所需的研究”列為其戰(zhàn)略規(guī)劃的優(yōu)先事項(xiàng)。在《ICRP2016—2020年戰(zhàn)略規(guī)劃》中,確定了三個(gè)優(yōu)先事項(xiàng),其中之一是“維持和改進(jìn)輻射防護(hù)體系”。該優(yōu)先事項(xiàng)下的一項(xiàng)關(guān)鍵行動(dòng)是“確定并鼓勵(lì)支持輻射防護(hù)體系所需的研究”。在2020 年發(fā)布的《ICRP2020—2024戰(zhàn)略優(yōu)先事項(xiàng)》中,重申了上述優(yōu)先事項(xiàng)和行動(dòng)。2021年10月,ICRP發(fā)布了第二版《支持輻射防護(hù)體系的研究領(lǐng)域》[文件,展示了ICRP的最新愿景。ICRP將這些研究項(xiàng)目按實(shí)施階段進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃,劃分為短期研究和長期研究兩大類別。研究內(nèi)容涵蓋范圍廣泛,涉及多學(xué)科交叉領(lǐng)域,具體包括AI、通信科學(xué)、劑量學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)等多個(gè)學(xué)科方向。
此外,2020 年,ICRU在其95號報(bào)告[8]中,定義了新實(shí)用量。2020/2021年,UNSCEAR發(fā)布報(bào)告[9],包含電離輻射醫(yī)學(xué)照射評價(jià)等四方面的內(nèi)容。
(2)美國
在1999年底至2002年初的三年時(shí)間里,美國輻射防護(hù)領(lǐng)域數(shù)百人參與了美國另類未來研究所(IAF)組織的《輻射防護(hù)的未來:2025》[10]編寫工作。該報(bào)告提出了到2025年面臨的輻射防護(hù)挑戰(zhàn)。IAF指出了從當(dāng)時(shí)到2025年,需要應(yīng)對的與輻射防護(hù)有關(guān)的67項(xiàng)具體挑戰(zhàn)。
2017年6月,由橡樹嶺聯(lián)合大學(xué)等牽頭召開了美國輻射防護(hù)研究需求研討會(huì)[1]。這次研討會(huì)促進(jìn)了政府和科學(xué)界有關(guān)輻射防護(hù)領(lǐng)域利益相關(guān)者之間的有效溝通。研討會(huì)重點(diǎn)討論了12個(gè)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的聯(lián)合報(bào)告,報(bào)告按照領(lǐng)域-研究方向逐步展開,共69個(gè)具體研究方向。每一個(gè)確定的科學(xué)挑戰(zhàn)及其相關(guān)的研究方向?qū)⒆鳛镾RA的主要內(nèi)容。
2021年7月,保健物理協(xié)會(huì)(HPS)發(fā)布了《HPS輻射防護(hù)研究需求工作組報(bào)告》[12],在上述2017年會(huì)議總結(jié)報(bào)告的大框架基礎(chǔ)上,對9個(gè)具體研究方向做了進(jìn)一步的深入論述。
(3)歐盟
2008年,歐盟設(shè)立了一個(gè)“歐洲低劑量風(fēng)險(xiǎn)研究高級別專家組”(HLEG),旨在確定研究需求,并更好地整合歐洲在該領(lǐng)域的工作。在2013年啟動(dòng)了歐洲輻射防護(hù)研究領(lǐng)域公開項(xiàng)目(OPERRA)[13],確定了三個(gè)最優(yōu)先的研究課題:使用和開發(fā)適當(dāng)?shù)募?xì)胞模型和動(dòng)物模型,分析與低劑量輻射有關(guān)的機(jī)制等。
2013年,泛歐放射生態(tài)學(xué)協(xié)調(diào)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(COMET)主導(dǎo)確定了三項(xiàng)挑戰(zhàn)[14]:定量表征放射性核素遷移和照射的關(guān)鍵過程,以可靠的方式預(yù)測人類和野生動(dòng)物的照射等。
2016年,歐洲醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)研究聯(lián)盟成立,其主導(dǎo)制定了歐洲醫(yī)學(xué)防護(hù)共同 SRA[15]。歸納研究方向時(shí)主要考慮了對具體醫(yī)療活動(dòng)的支撐作用,包括電離輻射醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的測量和量化等五個(gè)研究方向。
2020年,歐洲輻射劑量學(xué)組織(EURADOS)總結(jié)了個(gè)體監(jiān)測的協(xié)調(diào)工作組等八個(gè)工作組近年來取得的科學(xué)成果[16],EURADOS公布了其最新的SRA[]。新版 EURADOS SRA主要包括更新基本劑量概念和劑量學(xué)量等六個(gè)研究領(lǐng)域。同年6月,歐盟第二份《輻射防護(hù)聯(lián)合研究路線圖》[18]發(fā)布,確定了理解并量化電離輻射照射的健康效應(yīng)等八項(xiàng)挑戰(zhàn)。
經(jīng)過梳理分析,重要國際組織與主要國家和地區(qū)制定的SRA中,與前文中總結(jié)的五個(gè)驅(qū)動(dòng)因素關(guān)系列于表1。全球化與自主化主要是我國輻射防護(hù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素,故在此未體現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)因素。
3.2基于驅(qū)動(dòng)因素研判國內(nèi)輻射防護(hù)的挑戰(zhàn)
結(jié)合主要國際組織與國家和地區(qū)的SRA,基于國內(nèi)現(xiàn)狀和驅(qū)動(dòng)因素研判了國內(nèi)輻射防護(hù)至2035年面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn),具體列于表2。因篇幅所限,這里不作詳細(xì)闡述。
4結(jié)語
放眼世界,ICRP、ICRU和UNSCEAR等重要國際組織不斷完善國際輻射防護(hù)體系;在國家和地區(qū)層面,美國、歐盟等核能先進(jìn)國家或地區(qū)持續(xù)推進(jìn)輻射防護(hù)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。國內(nèi)驅(qū)動(dòng)因素變化、發(fā)展歷程與國際相似。由此,本文嘗試歸納出推動(dòng)輻射防護(hù)學(xué)科發(fā)展的五個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素,為本領(lǐng)域科技戰(zhàn)略研究提供一個(gè)基本框架。
展望未來,在五個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素作用下,輻射防護(hù)將持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。從當(dāng)前到2035年這段時(shí)間內(nèi),輻射防護(hù)學(xué)科將迎來多項(xiàng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括精確表征電離輻射劑量,深化電離輻射生物效應(yīng)的認(rèn)識,改善工作人員的輻射防護(hù),促進(jìn)前沿技術(shù)在輻射防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用,等等。如何應(yīng)對未來的挑戰(zhàn),需要輻射防護(hù)領(lǐng)域同仁一起思考,凝聚共識,共同努力深人開展相關(guān)問題與科學(xué)技術(shù)研究。
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Abstract:In order to explore the important driving forces for the development of radiation protection,the development history of representative international organizations,advanced countries and regions of nuclear energy and China was briefly reviewed in terms of radiation protection.Therefore,five important driving forces for the development of radiation protection were summarized,namely,the deep understanding of radiation effects,the expansion of nuclear facilitiesand activities,the development of related technologies,the progress of social factors,globalization and autonomization. On this basis,the changes and stage characteristics of the above driving forces were preliminarily analyzed;strategic research agendas(SRAs)of international organizations and several countries and regions in the field of radiation protection were briefly reviewed. Based on theabove mentioned driving forces,the opportunities and challenges for domestic radiation protection discipline were preliminarily analyzed and discussed, which is for academic reference and comments.
Key words: radiation protection; opportunities and challenges; driving forces