辐射防护体系与基本安全标准

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1、中国原子能科学研究院 夏 益 华,辐射防护体系及基本安全标准,人类始终生活在电离辐射照射之中,在人类赖于生存的环境中，无时、无处没有电离辐射的存在，使得人类从他形成的第一天起就始终生活在电离辐射的照射之中。 但是一直到大约一个世纪以前，人类才发现了电离辐射的存在，并很快随着对电离辐射的应用认识到了辐射对人体的可能损伤，从此开始了辐射防护的历史。 一个世纪以来，人类在利用辐射和核能的过程中不断改进自身对辐射的防护，也改进着对辐射防护的理解，从而不断推动着辐射防护学科本身的发展。,一个世纪以来，人类在利用辐射和核能的过程中不断改进自身对辐射的防护， 也改进着对辐射防护的理解，从而不断推动着辐射防护

2、学科本身的发展。,发现辐射,辐射防护特征带来的挑战,1）人体随机性生物效应的存在和线性无阈模式的假定 ； 2）辐射防护的基本出发点在于保护人及其环境，不可能单纯以技术因素为基础，它必然会受到人的生命价值观，以及心理伦理观等社会因素的影响。,剂量,效 应,ICRP关于防护体系的论述,委员会建立了一个规范的防护体系，其目的是促进形成一个可行的和有条理的防护方法。 科学数据是必要的前提，如有关归因于辐射照射的健康危害资料(技术性），但也必须考虑防护的社会和经济方面（社会性）。一切防护要求必须对不同危害的相对重要性以及危害和利益的平衡作出有价值的判断。,辐射防护体系的历史发展,1954年以后，由于发生

3、在美国的放射学家超额恶性疾病，以及日本原子弹幸存者最初超额白血病数据显示的流行病实例批评 ，都降低了对“阈值概念”的支持 。 20世纪50年代初，提出了保护公众的建议。在1956年建议书中制定了周和累积剂量限值，相应地对工作人员的年剂量限值为50mSv，对公众为5mSv。特别重要的是认识到了随机性效应的可能性和无阈性。随即建议“应做各种可能的努力减小所有类型的电离辐射照射到最低可能的水平” 。这就是最早形成的防护最优化概念。,ICRP发布的建议书（总报告）,第1号出版物1959年 第6号出版物1964年 第9号出版物 1966年 1977年 第26号出版物-第一次定量提出了辐射随机性效应危害，

4、提出了剂量限制体系及其三项基本原则（即防护的正当性和最优化以及个人剂量限制）。 1990年第60号出版物-,1990年第60号出版物-有了较大的修改： 1）辐照危害的估计提高了（50mSv/a到 20mSv/a，公众：5mSv/a到1mSv/a）； 2）基本体系作了扩展，从剂量限制体系扩展到辐射防护体系。保留了正当性、最优化和个人剂量限制原则，同时考虑到各种照射情况的差别引入了“实践”和“干预”的区分（可以说是两个子体系）；,3）更加强调了具有约束的防护最优化来限制由于固有的经济和社会判断所可能带来的不平等。 综上所述，经历了六十多年的发展，以ICRP第60号出版物为代表，形成了辐射防护体系。

5、,建立防护体系的基础,（一）研究工作基础： (1)用于评价辐射剂量的人的解剖学和生理学模式，在此基础上推导得出了对工作人员、患者和公众的空气比释动能或注量的外照射剂量的表格化的标准数据。 (2)分子和细胞水平的研究； (3)实验动物的研究； (4)流行病学研究。,（二）辐射的生物效应基础 ：,人体吸收电离辐射的能量后所引起的改变统称为电离辐射的生物效应，其性质和程度主要决定于组织吸收的能量。从组织吸收到生物效应的发生，再到机体损伤要经许多的变化，包括：分子水平变化，细胞功能，代谢，结构变化，以及组织和器官系统及其相互关系的变化，非常复杂。大体可分以下三个阶段：物理阶段（10-18s到10-12

6、s); 化学阶段 （10-12s到110+3s); 生物学阶段（数小时到若干年）,辐射生物效应的分类如下：按作用对象可分为躯体效应和遗传效应；按效应出现的时间可分为近期效应和远期效应；按其作用机理和剂量-效应关系特点可分为随机性效应（Stochastic Effects）和确定性效应（Deterministic Effects）。,影响辐射生物效应因素 主要有两个方面：一是与辐射有关的因素，如辐射种类、照射剂量、剂量率、照射时间、照射部位、照射面积和照射方式等；二是与机体有关的因素，如生物种类、个体差异、不同组织器官和细胞及分子水平的辐射敏感性等。,辐射的生物效应有两类，一类称为确定性效应，另

7、一类称为随机性效应。 确定性效应是有剂量阈值的，只有剂量超过阈值时效应才会发生，其效应在临床上可以被觉察，且其严重程度与剂量有关。,确定性效应是通常情况下存在剂量阈值的一种辐射效应，超过阈值时，剂量愈高则效应的严重程度愈大。 当人体组织或器官受到大剂量电离辐射照射时，组织或器官有大量的细胞被杀死，也就是细胞的丢失率远远大于补偿率。由于组织或器官丢失了大量的细胞，临床上可查出该组织或器官的严重功能性损伤。这种效应的严重程度与剂量有关，且存在某个阈值.当低于此阈剂量时，由于细胞丢失较少，不会出现组织或器官的功能性损伤。当高于阈剂量时，剂量越大损伤越严重，发生此种效应的概率也越高,确定性效应包括大剂

8、量照射时的急性效应（各种放射病和皮肤损伤）、白内障、不育症及胚胎（胎儿）受照时的致死性效应、先天畸型、生长发育缺陷等。 图2-2说明了某一确定效应与剂量的关系，图的上部，说明了某种确定性效应发生概率与剂量的关系，剂量越大，发生概率也越大。图的下部说明剂量与效应的严重程度的关系，剂量越大，损伤越严重。,随机性效应无剂量阈值存在，其效应在临床上难于觉察，其发生概率与剂量有关。,随机性效应是在照后很久才显现出来的各种随机性效应，包括癌症危险的增加以及由动物实验研究结果所推论的遗传疾患的增加。这些随机性效应看来没有阈剂量存在，并且可能于小辐射剂量照射（1Gy的很小一部分）之后发生而且其发生，几率与受照

9、剂量的大小有关。,图 辐射效应的分类,辐射引起的健康效应概述,上述两种生物效应可以作为判断防护行为的基础。 从辐射防护来讲，要基于上述两种生物效应来采取相应的行动。 首先，在可能超过有关器官确定性效应剂量阈值时，几乎在任何情况下均应采取防护行动。对年剂量高到100mSv时采取防护行动几乎始终是正当的。,其次，在低于100mSv的辐射剂量时，假定随机效应发生率的增加存在一个小的概率，并且在本底剂量之上与辐射剂量的增加成正比，即所谓线性无阈（LNT）这种管理辐射照射危害最实际的、符合谨慎原则的模式。,线性无阈(LNT)模式,LNT模式的主要含义是，不管照射水平的大小，必须假设存在着与此相应的某种危

10、害，虽然其概率常常是小的。防护体系就是在与所采取的防护水平相应的危害水平是可以接受的基础上确定防护标准的。,在人类赖于生存的环境中，无时、无处不存在着天然辐射的照射，它们成为人类受照的一种“本底”照射。 世界范围来自天然源的成人年有效剂量平均约为2.4mSv/a . 目前的防护体系是以线性无阈假定为基础的，在确定限值和约束值时必须考虑社会和经济因素，通过与天然本底照射相比较，也是一种可参考的因素。,（三）天然本底照射的参考因素,防护体系的基本目的,防护体系的基本目的，是要在不对可能与照射相关的有益人类活动带来过分限制的情况下，为防止辐射对人类和环境产生有害效应提出一个适当的防护水平。 具体来说

11、就是要对电离辐射进行管理和控制，以防止确定效应，并使随机效应的危害降低到可合理达到的程度。在保护非人类物种方面，是要阻止或减小有害辐射效应的频度到这样的水平，使得对生物多样性的保持、物种保护、自然栖息地的健康和状态的影响可以忽略不计。,防护体系基本组成,(1)对可能受照情况的描述 在ICRP第60号出版物中，把照射区分为增加剂量的“实践”与减小剂量的“干预”两类人类活动，在最新建议书中，已不再采用上述两类活动的分法，而是改为基于照射情况的下列分法： (2)对照射类别的区分： 从照射的可能性上分，分为一定存在的，和可能存在的两类照射；从受照对象上分，分为职业照射、患者医疗照射和公众照射三类。 (

12、3)对受照人员的区分：工作人员，患者和公众成员。,(4)剂量评价的分类：“源相关”与“个人相关”评价。 (5)防护原则的准确阐述：正当性、最优化和剂量限值的应用（体系的核心） (6)对需要采取防护行动的，或要进行评价的个人剂量水平进行描述（计划照射情况下的剂量限值和剂量约束，以及和应急及现存照射情况下的参考水平）。 (7)对辐射源安全状态的描述，包括对它们的安保和应急准备及响应要求的描述。,防护体系的核心：辐射防护原则,1）正当性原则： “任何改变照射情况的决定都应当是利大于弊”。 这意味着通过引入新的辐射源，减少现存照射，或减低潜在照射的危险，人们能够取得足够的个人或社会利益以弥补其引起的损

13、害。所考虑的后果应当不限于辐射危害，还应包括其它危险和代价及利益，辐射危害有时只是全部危害的一小部分，因此正当性原则常常超过了辐射防护的范围，此时要选出最佳方案，常常已超过了辐射防护部门的职责范围。,2）防护最优化原则,防护最优化原则： “在考虑了经济和社会利益因素后，要使遭受照射的可能性、受照人数以及个人所受剂量大小均应保持在可合理达到的尽可能低的水平”。 这意味着在主要情况下防护水平应当是最佳的，取利弊之差的最大值。为了避免这种优化过程的严重不公平的结果，应当对个人受到特定源的剂量或危险，采用剂量约束或危险约束，以及参考水平来加以限制。,防护最优化原则的重要性是和防护体系建立在LNT假定之

14、上密切相关。因为随机效应的概率特性和LNT模式的特性使得不可能把防护标准简单地建立在并不存在的“安全”与“危险”之间的分界线上。 任何一种防护决策都相应着某种危害，防护的任务就是要保证所相应的危害是小的，是可以接受的，因此单单依靠剂量限值和约束是不充分的，还必须实现防护最优化。,3）剂量限制（限值、约束、参考水平）,“要使任何个人所受剂量受到一定限制”。 计划照射情况（不包括患者的医疗照射）时采用剂量限值； 优化时采用剂量约束； 应急照射情况时采用参考水平。 ICRP 103号出版物推荐的剂量限值见表6-3，它们与第60出版物是一致的。,防护体系中用到的剂量约束和参考水平,防护法规体系的监管范

15、围,按照所监管控制的特定源（或照射情况）的责任大小，以及与源或情况相关的照射（危险）水平的情况来确定不同层次和不同程度的监管 ，存在以下两个不同的概念（做法）： (1)排除。 即从放射防护法规中加以排除的一些照射情况，这是一些用监管方法无法加以控制（不可能监管的）的情况。包括不可控制的照射和无论其大小如何均难于控制的。例如进入人体内的放射性核素钾-40产生的照射，地面宇宙射线的照射。决定什么是难于控制的要由立法者判断，也会受到文化观念的影响。,(2)豁免。即实施控制被认为是不合理的情况，需要部分或完全从放射防护监管要求中加以豁免，这常常是基于控制的努力与相关危害比较，被认为是多余的（不需要监管

16、）。,具体地讲，目前比较公认的豁免准则为： (a)被豁免的实践或源对公众成员在一年内造成的有效剂量在10Sv量级或更小； (b)或者从事该实践一年所待积的集体有效剂量不大于1人Sv或者防护最优化评价表明豁免是最优化的选择。,辐射防护与安全的国家基础结构,为了保证防护体系的实施，要求有一个辐射防护与安全的国家基础结构以确保维持一个适宜的防护标准。这个基础结构最少包括以下几个方面： 1）一个法律框架， 2）一个监管机构， 3）各种运营管理者和雇员来实施各项任务（设计、运行、退役）。,我国的基本安全标准 GB18871-2002,体现了国际上当时的以下进展：,(1)辐射源安全和辐射防护并列 (2)管理要求成为新基本标准的重要组成部分 (3)可控制的天然辐射照射明确纳入辐射防护的范围 (4)医疗照射的控制成为控制人类所受辐射照射的重要方面 (5)应急准备和响应是辐射源安全的重要环节 (6)持续照射情况的干预为核设施退役和事故后大面积污染处置提供了依据 (7)放射性废物最小化是放射性废物管理的重要基本原