中圖分類號:TL7文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
事物都有其范圍,范圍的確定有易有難。對電離輻射防護(hù)而言,因?yàn)樗哂幸韵聝蓚€特性,使得確定它的監(jiān)管范圍存在更多挑戰(zhàn)。
(1)電離輻射對人體隨機(jī)的生物效應(yīng)及線性無閾模式的特殊性質(zhì)(如圖1所示),要求所受劑量盡實(shí)際可能低。因此不可能從技術(shù)上給出整齊劃一的“安全”與“危險(xiǎn)”分界點(diǎn),只能基于“實(shí)踐正當(dāng)性”和“輻射防護(hù)最優(yōu)化”原則對實(shí)際情況綜合分析后作出決策。
(2)“電離輻射防護(hù)”與研究自然規(guī)律為宗旨的絕大多數(shù)“物理學(xué)”不完全相同。它的基本出發(fā)點(diǎn)是“保護(hù)人類生命健康和保護(hù)環(huán)境”。因此輻射防護(hù)的任何決策除考慮技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)利益代價等因素外,必然還涉及“生命價值觀”“公眾心理”“人權(quán)倫理”等難定量的社會因素。不同國家、不同時期、不同情況的防護(hù)決策,都必然受不同經(jīng)濟(jì)(資源)、技術(shù)、社會倫理(生命價值)等因素的約束和限制。這正是國際放射防護(hù)委員會(ICRP,簡稱委員會)明確提出把“科學(xué)”“實(shí)踐”與“價值觀”作為輻射防護(hù)體系建立與發(fā)展的“三個基石”(如圖2所示)的原由。
ICRP2007年發(fā)表了專門論述“輻射防護(hù)管理范圍”的104號報(bào)告[1],在其標(biāo)題為:“應(yīng)該監(jiān)管什么,有限值嗎?”的特約評論中,把該問題列為“當(dāng)代科技社會較棘手的問題之一”,并說:“對這個基本問題的可能有爭議的回答,不應(yīng)當(dāng)期望是不含糊的”。為什么社會要求對某些方面努力進(jìn)行控制而忽視其他的控制呢?放射防護(hù)一直未能擺脫這個左右為難問題的影響:為什么相對較小的輻射照射一直受到嚴(yán)格的控制,而相對較高(和可以控制)的照射基本上一直未受到控制(有時基于半信半疑的理由是,照射是“天然”的來源)?考慮到國際放射防護(hù)委員會的建議假定,任何增加的輻射照射(無論多么?。┒荚黾语L(fēng)險(xiǎn)(無論多么?。?,因而可以假定所有照射源(無論多么的微?。┒紤?yīng)當(dāng)受到控制和監(jiān)管。然而,某些輻射源是無處不在的,且從本質(zhì)上講是不可能控制的。此外,花費(fèi)不相稱的社會資源控制可以忽略的照射,可能不是執(zhí)行委員會輻射防護(hù)最優(yōu)化基本原則的最佳方法。因此,ICRP出版的這個報(bào)告,目的在于為國家主管當(dāng)局和政府間組織提出建議,幫助他們界定特定放射防護(hù)控制措施的范圍。多年來,輻射防護(hù)工作者和監(jiān)管者一直面臨著這個困境,至今仍沒有普遍接受的解決方案。
1 三個相關(guān)基本概念
ICRP104號報(bào)告論述[1]:與輻射防護(hù)法規(guī)監(jiān)管范圍相關(guān)的主要概念為“排除”和“豁免”?;砻獾囊粋€特殊情況稱作“清潔解控(解控)”。為便于理解和記憶,三個概念定義表述如下:
(1)排除(Exclusion),是把所有“本質(zhì)上不可控制”的照射懂慎地留在管理體系之外,關(guān)注的核
心對象是“照射”。
(2)豁免(Exemption),某一正當(dāng)實(shí)踐和實(shí)踐中的源,如果對它進(jìn)行監(jiān)管是不必要的(不值得的),就予以豁免,關(guān)注的核心對象是“實(shí)踐和實(shí)踐中的‘源’”
(3)解控(Clearance),對已通知或已核準(zhǔn)的設(shè)施和活動中的放射性物料或物件,如果不再值得監(jiān)管,則可從輻射防護(hù)監(jiān)管控制下移出,關(guān)注的核心對象是“物料和物件”。
排除、豁免和解控系統(tǒng)運(yùn)作如圖3所示。
這里順便指出,存在和“解控”非常容易混淆的一個概念是“流出物的核準(zhǔn)排放”,后者是指根據(jù)防護(hù)最優(yōu)化原則,使受控實(shí)踐產(chǎn)生的液態(tài)和氣態(tài)流出物在受控條件下排入環(huán)境的過程。某些不符合解控水平的放射性物料,證明放棄控制是優(yōu)化方案后,可在審管部門規(guī)定條件下放棄對它們管理控制。條件包括排放限值(約束值 0.1~ 1mSv/a ,我國排放標(biāo)準(zhǔn) )、物質(zhì)的形態(tài)、排放的速率、排放所要求的周圍氣象和環(huán)境條件等。液態(tài)或氣態(tài)放射性流出物可通過“受控(核準(zhǔn))排放”排入環(huán)境。對已排放的物質(zhì)失去了控制,但排人環(huán)境的過程仍在管理控制中??刂圃谂欧劈c(diǎn)進(jìn)行,監(jiān)督在環(huán)境中完成。可見它和“解控”在概念、實(shí)施以及所依據(jù)的劑量水平等方面都是不同的。
1.1 “豁免”的實(shí)例
某些實(shí)踐其相應(yīng)的輻射危險(xiǎn)是微不足道的,也即加以管理控制是多余的。
在這種情況下,對這些實(shí)踐(必須是正當(dāng)?shù)模┑淖顑?yōu)管理方案可能是允許該實(shí)踐和實(shí)踐中的源豁免于標(biāo)準(zhǔn)的管理要求。例如:
(1)某些低濃度物料;
(2)某些低比活度放射性熒光產(chǎn)品的應(yīng)用;
(3)低活度 Kr-85 源的檢漏;
(4)利用C-14膠囊檢查胃幽門螺旋桿菌;
(5)煙霧報(bào)警器的應(yīng)用等。
1. 2 “排除”的實(shí)例
某些輻照本身是人類天然環(huán)境的一部分?!芭懦笔前阉小氨举|(zhì)上不可控制的”照射留在了管理體系之外。如:
(1)地面高度宇宙線照射;(2)體內(nèi)K-40照射;(3)濃度未受干擾的土壤中的天然放射性核素照射;(4)過去大氣核試驗(yàn)沉降物。這類照射被認(rèn)為是不可避免的,而且通過管理來實(shí)施控制是不現(xiàn)實(shí)的。管理體系“排除”了對它們進(jìn)行管理的要求。
1.3 豁免的基本準(zhǔn)則與劑量準(zhǔn)則
確定一項(xiàng)實(shí)踐(實(shí)踐中的源)是否豁免,國際上采用兩個基本準(zhǔn)則:
(1)期望可歸因個人危險(xiǎn)是否低到不值得監(jiān)管關(guān)注;
(2)考慮到監(jiān)管所需輻射防護(hù)必須是優(yōu)化的,實(shí)踐必須是正當(dāng)?shù)模瑢?shí)踐的源必須是固有安全的。
針對人工輻射源照射,每年 10μSv 的個人劑量準(zhǔn)則已廣泛應(yīng)用于無需進(jìn)一步考慮的豁免目的,但這不應(yīng)作為準(zhǔn)許豁免的唯一準(zhǔn)則,另外還有最優(yōu)化原則也可作為豁免的基礎(chǔ)。針對天然放射性核素,國家主管部門可依據(jù)“在某些情況下,實(shí)施豁免可能是最佳的監(jiān)管選擇”的原理,不是依據(jù)上述統(tǒng)一的劑量而是按最優(yōu)化原則建立另外適當(dāng)?shù)幕砻獾乃?。由此可見,對源的豁免是管理職能的一個重要組成部分,同時正如本文開頭中所述,“輻射防護(hù)的任何決策必然還會涉及社會因素”。在豁免問題的決策上,公眾在對天然和人工核素的豁免要求上存在雙重心理標(biāo)準(zhǔn)就是很好的例證。
1. 4 豁免分類
分為兩大類:
(1)無條件豁免。假若一種實(shí)踐或?qū)嵺`中的源,在各種可能情況下均能滿足豁免準(zhǔn)則,可無條件豁免,或無須進(jìn)一步考慮地豁免。如某些低濃度物料、低比活度放射性熒光產(chǎn)品。
(2)有條件豁免??捎蓪徆懿块T對豁免附加某些條件,實(shí)踐或源符合條件可豁免。如含 Am- 241煙霧報(bào)警器是有條件豁免的例子,其“條件”是它們的制造要達(dá)到專用標(biāo)準(zhǔn)的要求。
近來也有將上述這兩類豁免稱為“通用豁免”(genericexemption)和“特定豁免”(specificexemption)的。
2 豁免和解控標(biāo)準(zhǔn)
2.1 國內(nèi)豁免和解控標(biāo)準(zhǔn)
2. 1.1 《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18871—2002)[2]
GB18871中規(guī)定了豁免準(zhǔn)則、豁免的一般準(zhǔn)則以及可豁免的源與豁免水平(附錄A)。如果經(jīng)審管部門確認(rèn)在任何實(shí)際可能的情況下均能滿足:(1)被豁免實(shí)踐或源使任何公眾成員一年內(nèi)所受的有效劑量預(yù)計(jì)為 10μSv 量級或更?。唬?)實(shí)施該實(shí)踐一年內(nèi)所引起的集體有效劑量不大于約1人·Sv,或防護(hù)最優(yōu)化評價表明豁免是最優(yōu)選擇;則可不作更進(jìn)一步考慮而將實(shí)踐中的源予以豁免。
為了實(shí)際可操作性,GB18871又對一些可豁免的源及豁免水平作了規(guī)定。
(1)源(器件):指審管部門認(rèn)可的型式的輻射發(fā)生器和電子管件(如顯示用陰極射線管)。正常運(yùn)行操作條件下,距設(shè)備的任何可達(dá)表面 0.1m 處所引起的周圍劑量當(dāng)量率或定向劑量當(dāng)量率不超過 1μSv/h ;或所產(chǎn)生輻射的最大能量不大于 。
(2)物料:任何時間段內(nèi),在進(jìn)行實(shí)踐的場所存在的給定核素的總活度,或在實(shí)踐中使用的給定核素的活度濃度不超過GB18871中表A.1所給出的或?qū)徆懿块T所規(guī)定的豁免水平。
GB18871中豁免水平的應(yīng)用應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)豁免水平原則上只適用于組織良好、人員訓(xùn)練有素的涉及到小量(moderatequantity,少于1t)放射性物質(zhì)的使用,物料量一般不超過1t左右;2)活度濃度或總活度豁免水平只滿足一種即可;3)嚴(yán)禁為了申報(bào)豁免采用人工稀釋等方法來滿足要求;4)豁免水平只能作為申報(bào)基礎(chǔ),還需經(jīng)過審管部門審定,審管部門可視情況要求采用不同的豁免水平,在我國“自動豁免”是不容許的;5)同時含有多種核素時,按公式 處理,式中, Ci 是實(shí)踐中源所含放射性核素 i 的活度濃度(或活度), CiE 相應(yīng)于核素 i 的豁免水平(活度濃度或活度)。
2.1.2 《可免于輻射防護(hù)監(jiān)管的物料中放射性核 素活度濃度》(GB27742—2011)[3]
GB 27742—2011適用于大量(bulk amounts,大于1t)物料的生產(chǎn)操作、貿(mào)易、填埋或再循環(huán)等活動,但不適用于以下情況:(1)食品、飲水、動物飼料和任何用于食品或動物飼料的物質(zhì);(2)空氣中的氫;(3)運(yùn)輸中的物料;(4)已核準(zhǔn)實(shí)踐所產(chǎn)生的液態(tài)和氣載流出物;(5)環(huán)境(包括場地土壤)中的放射性殘留物。
針對含天然放射性核素的物料,免管濃度以考慮自然界所有未經(jīng)擾動的環(huán)境土壤中天然放射性核素的活度濃度為基礎(chǔ),使得環(huán)境土壤得予免管(而對礦石、礦砂、工業(yè)廢渣和廢物則要有適當(dāng)監(jiān)管)。操作和使用具有此種活度濃度水平的物料活動,對公眾個人所產(chǎn)生的附加有效劑量(氫吸入劑量除外)通常不太可能超過 1mSv/a 。針對含人工放射性核素的物料,判定其是否可免于輻射防護(hù)監(jiān)管的劑量準(zhǔn)則是所致個人有效劑量在10μSv/a 量級或更小。考慮到可能導(dǎo)致更高輻照的低概率事件的出現(xiàn),附加的準(zhǔn)則是這類低概率事件所可能產(chǎn)生的有效劑量應(yīng)當(dāng)不超過 1mSv/a ,還假定對皮膚的當(dāng)量劑量免管準(zhǔn)則是 。免管判斷流程如圖4所示。
針對天然放射性核素,可免于監(jiān)管的活度濃度值為 1Bq/g (具體可見GB27742表B.1);申報(bào)免管活動的正當(dāng)性得到確認(rèn)的前提下,凡是涉及物料中天然放射性核素的活度濃度小于或等于1Bq/g 時,通常無需進(jìn)行輻射防護(hù)監(jiān)管。針對人工放射性核素,物料中人工放射性核素的活度濃度不大于GB27742中表B.2中所列數(shù)值,經(jīng)審管部門核準(zhǔn)后,該類物料的操作和使用可免于輻射防護(hù)監(jiān)管,即這些被豁免或解控的物料不再進(jìn)入實(shí)踐防護(hù)體系;除非審管部門對一些特殊情況或特殊用途提出特殊要求。免管判斷流程如圖5所示。
2.1.3 其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
(1)《核設(shè)施的鋼鐵、鋁、鎳和銅再循環(huán)、再利用的清潔解控水平》(GB/T17567—2009)
該標(biāo)準(zhǔn)[4]規(guī)定核設(shè)施的鋼鐵、鋁、鎳和銅清潔解控原則、劑量準(zhǔn)則、解控水平。輕微污染的鋼鐵、鋁、鎳和銅物料,符合下列原則即可解除核安全審管體系對其的控制: ① 解控后再循環(huán)、再利用所產(chǎn)生的個人危險(xiǎn)足夠低,以致于不值得繼續(xù)加以管理; ② 解控所產(chǎn)生的集體輻射危險(xiǎn)足夠低,以至于在常見情況下施加(或繼續(xù)施加)管理控制是不值得的,或者包括管理控制的代價在內(nèi)的優(yōu)化分析表明,任何合理的管理幾乎已不可能使防護(hù)水平得到進(jìn)一步改善; ③ 解控是以其固有安全性為基礎(chǔ)的,因此出現(xiàn)上述兩項(xiàng)原則失效的可能性是極小的。標(biāo)準(zhǔn)中采用的劑量判據(jù)同GB18871中規(guī)定。
(2)《擬開放場址土壤中剩余放射性可接受規(guī)定》(HJ53—2000)[5](暫行)
退役的重要目標(biāo)是場址開放的程度,其核心問題是開放后土壤中的放射性殘存水平需滿足何種要求。這種要求本來應(yīng)根據(jù)開放后用途和場址具體特征等因素優(yōu)化推定。采取不分情況一刀切的方式實(shí)際是不合適的,但出于臨時措施國家環(huán)境保護(hù)總局組織制定了本規(guī)定,并且該規(guī)定將于2025年6月1日被GB45437—2025取代。
因此HJ53—2000使用應(yīng)注意: ① 是暫行標(biāo)準(zhǔn); ② 以約束值 為例子給出推薦值,不同情況約束值不同,應(yīng)作修正; ③ 附有計(jì)算模式參數(shù),可以根據(jù)具體情況進(jìn)行修正計(jì)算。
2.2 國際豁免和解控標(biāo)準(zhǔn)
除了國際電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)(IBSS)中1996 版、GSR Part.3(2014)[7]和IAEARSG-1.7(2004)[8]以外,2023年IAEA以通用安全導(dǎo)則(GeneralSafetyGuide)系列發(fā)布了Application of the Concept of Exemption:IAEA GSG-17(2023)[9]和 Application of the Concept ofClearance:IAEA GSG-18(2023)[10]。GSG-17 和GSG-18用于取代上述2004年的RSG-1.7。
2.2.1 GSG-17(2023)要點(diǎn)
GSG-17(2023)[9]中豁免定義不變,有“通用豁免\"(genericexemption或“無條件豁免”)和“特定豁免”(specificexemption或“有條件豁免”)之分?;砻馑脚cGB18871中規(guī)定大同小異。小量物料中人工核素的豁免水平來自RSG-1.7和GSRPart.3,并明確適用于固、液、氣三態(tài)的物料。GSRPart.3發(fā)布后,國際采用三種“照射情況”的管理體系,通用豁免水平只用于計(jì)劃照射情況,不能直接用于流出物排放控制和環(huán)境中殘留物的控制,不允許故意稀釋來符合要求。
表面污染物料的豁免需依據(jù)具體的操作、處理情景推導(dǎo)豁免水平,待審定?;砻獾姆闲詸z測不確定度可能涉及取樣相關(guān)不確定性(取樣位置、取樣量、樣品大小等)、測量和刻度相關(guān)統(tǒng)計(jì)性、本底輻射的選擇及漲落和分析方法相關(guān)不確定性。具體的使用可見附錄,如GSRPart.3附錄中的豁免水平和附錄Ⅰ中確定含有一種以上放射性核素的材料豁免的示例。
2.2.2 GSG-18要點(diǎn)
GSG-18[10] 中解控定義為:“已通知或已核準(zhǔn)的設(shè)施和活動中的放射性物料或物件從監(jiān)管(輻射防護(hù))控制下移出?!狈譃椤巴ㄓ茫o條件)解控”與“特例(有條件)解控”兩類,含義不變。監(jiān)管部門應(yīng)對這種“移出”進(jìn)行批準(zhǔn)。除物料、物件外還包括廢物、退役范圍的建筑物,但此術(shù)語不適用于場址的開放,因?yàn)閮烧咚罁?jù)的準(zhǔn)則不同。
通用準(zhǔn)則:(1)解控物料所產(chǎn)生的危險(xiǎn)足夠低,不值得加以監(jiān)督,不存在會引發(fā)“通用解控準(zhǔn)則”不能滿足的情況出現(xiàn)的可能性;(2)對物料繼續(xù)加以監(jiān)管控制得不到凈的利益,可合理獲得個人劑量降低或健康風(fēng)險(xiǎn)降低這類回報(bào)的合理控制措施是不存在的。
劑量準(zhǔn)則:(1)在通常合理可預(yù)期情況下(現(xiàn)實(shí)情景),任何個人預(yù)期所受有效劑量在 10μSv/a 量級,可通用解控。(2)在低概率照射情景下,個人預(yù)期有效劑量不超過 1mSv/a ,皮膚當(dāng)量劑量不超過 50mSv/a 。
具體的使用可見附件,如附件1:基于表面污染測量得出放射性核素解控值的劑量建模;附件6:為解控目的選擇重要放射性核素的示例方法。
2.3 豁免和解控標(biāo)準(zhǔn)演變
國內(nèi)外豁免和解控標(biāo)準(zhǔn)的比照見圖6。
我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 國際現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)豁免水平取自 IAEAIBSS(國際安全標(biāo)準(zhǔn))(1996版)GB18871—2002附錄A豁免ScheduleI:EXEMPTIONS① 人工與天然核素合并給出豁免水平② 共約300種核素,未明確指出物料形 ① IAEAIBSS(2014版)(即Safety StandardsSeriesNo.GSRPart.3)中的表1,取自1996年版的豁免水平。態(tài)但說明適于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小量(1噸以 豁免水平一致適于小量物料,固、液、氣三態(tài)。人工與天然共800下)物料 (小量物料) 種核素③ K-40為 100Bq/g ② 天然:K-40為 100Bq/g U-天然、Th-天然為1 Bq/g ④U 天然、Th-天然1 Bq/g ③ GSG-17(表2)小量人工核素豁免水平復(fù)制GSRPart.3表1;小量天然核素復(fù)制Part.3表1GB27742—2011 ① IAEARS-G-1.7(2004),大量物料① 可免于輻射防護(hù)監(jiān)管的物料中放射 豁免水平一致② IAEAGSRPart.3表2,大量人工性核素活度濃度,參考RS-G-1.7(2004) (人工大量) ③ GSG-17(表3)大量人工核素GSRPart.3表2② 適用于大量物料(固態(tài)物料) 差異:③ 天然:K-40免管;U或Th系列為1 Bq/g 2天然 ④ 注:量料核素按 1mSv/a 準(zhǔn)則請景評審;對對表面污染的物料按GB18871中B2.2執(zhí)行 3)表面污染
圖6中可看到不同標(biāo)準(zhǔn)之間除了“大同”還有“演變”,分析這些演變可加深對概念和原則的理解。IBSS(1996)中人工核素與天然核素豁免水平是合并(相同推導(dǎo))給出的,而RS-G-1.7中是分開給出的,人工核素仍采用個人劑量 10μSv/a 推導(dǎo)的,但對天然核素則根據(jù)控制的可行性,依據(jù)UNSCEAR中統(tǒng)計(jì)的土壤中天然核素濃度世界范圍分布的上邊界來制定。這體現(xiàn)了正當(dāng)性原則,因?yàn)槿绻h(huán)境土壤中的天然核素濃度都需要控制(不能豁免),那么農(nóng)民種地都需要防護(hù)監(jiān)管了,這是不可行和不合理的。因此根據(jù)可行性正當(dāng)性原則,原始物料中天然核素濃度參考未受干擾土壤中天然核素濃度世界范圍分布的上邊界來制定(濃縮物、廢物等除外),不依據(jù)個人劑量 10μSv/a 推導(dǎo)。
從DS-161 到 SafetyGuide No. RS-G-1.7導(dǎo)則名稱和數(shù)值的變化列于表1。從表1中可以看出,IAEA在征求意見稿和正式發(fā)布稿中給出的天然核素豁免水平之間存在明顯差異,這種差異并不來自同一基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)推導(dǎo),而是在聽取了各種意見和考慮后作出的綜合結(jié)果,這就是體現(xiàn)了“利益相關(guān)者參與”的原則,也就是最優(yōu)化原則的應(yīng)用。
3結(jié)語
本文針對電離輻射監(jiān)管范圍進(jìn)行了梳理分析,重點(diǎn)闡述了豁免相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和演變,得出以下重要結(jié)論與建議:
(1)正當(dāng)性和最優(yōu)化原則是確定輻射防護(hù)監(jiān)管范圍的基礎(chǔ)。正確理解和應(yīng)用“排除、豁免、解控”三個基本概念,分清物料解控與場址開放以及
流出物排放的準(zhǔn)則差異是重要的。
(2)我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和新近國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本準(zhǔn)則和主要水平相符,但存在某些不同,在使用和標(biāo)準(zhǔn)修訂時應(yīng)予關(guān)注。
(3)標(biāo)準(zhǔn)只能給出通用準(zhǔn)則、水平和方法,滿足一般情況使用。針對特殊情況,還需針對具體情況進(jìn)行情景設(shè)計(jì)和計(jì)算推導(dǎo)以供審批。
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Some concepts, standards and their evolution related to the regulatory scope of radiation protection
XIA Yihua, SONG Weijie,NIE Peng,YUAN Yang,XU Yao (China Institute of Atomic Energy,Beijing 102413)
Abstract:This article sort outs the three basic concepts related to the regulatory scope of radiation protection. The principles for delineating regulatory scope and some diffcult issues were analyzied. The evolution of domestic and international standards as well as potential diferences between them was also discussed. Preliminary suggestion on their applicability in the revision of China’s relevant standards in the next step was put forward.
Key words: ionizing radiation regulation ;exclusion ; exemption,clearance