计划照射个人剂量

1个人剂量约束的概念

自从国际放射防护委员会（ICRP）1990年建议书明确提出个人剂量约束的概念[1]以来，在辐射防护最优化工作中得到了广泛的应用。国际原子能机构（IAEA）基本安全标准（BSS），将特定源的剂量约束作为防护与安全的最优化要求[2]，随之，各国审管当局在国家标准或部门规章中将个人剂量约束作为防护与安全的一个基本要求。然而，在一些实际场合中，理解和应用“个人剂量约束”时，易与“个人剂量限值”联系在一起，这往往引起混淆。如将个人剂量约束作为个人剂量的辅助限值，或将其作为一种调查水平（或行动水平），甚至将其作为审管限值。因此，如何应用剂量约束是一个值得关注的重要问题。个人剂量约束是最优化不可分割的一部分。大多数防护最优化所用的方法倾向于强调对社会及全体受照人员的利益与危害。然而，利益与危害不大可能在社会中以相同的方式分配。ICRP考虑到最优化可能在某一个人与另一个人间引起相当大的不公平，建议在最优化过程中引入源相关的对个人剂量的限制，以缩小这种不公平，此种源相关限制为剂量约束，过去称为上界（upperbound）[1]。按照ICRP1990年建议书，IAEABSS提出了防护与安全最优化的要求：对于来自一项实践中的任一特定源的照射（治疗性医疗照射除外），应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低水平（ALARA）；这种最优化应以该源所致个人剂量和潜在照射危险分别低于剂量约束和潜在照射危险约束为前提条件[2]。我国在《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871—2002）中同样采纳了ICRP的建议。为便于理解剂量约束这一概念，对“剂量约束”这一术语解释为：对源可能造成的个人剂量预先确定的一种限制，它是源相关的，被用作对所考虑的源进行防护和安全最优化时的约束条件。对于职业照射，剂量约束是一种与源相关的个人剂量值，用于限制最优化过程所考虑的选择范围。对于公众照射，剂量约束是公众成员从一个受控源的计划运行中接受的年剂量的上界。剂量约束所指的照射是任何关键人群组在受控源的预期运行过程中、经所有照射途径所接受的年剂量之和。对每个源的剂量约束应保证关键人群组所受的来自所有受控源的剂量之和保持在剂量限值以内。对于医疗照射,除医学研究受照人员或照顾受照患者的人员（工作人员除外）的防护最优化以外，剂量约束值应被视为指导水平[3]。2007年，ICRP修订了它的建议书。新建议书强调了最优化原则的关键作用。对剂量的限制针对的是名义个人（参考人）。对计划照射情况应用剂量约束的概念，在设计阶段应该丢弃可导致剂量数值大于剂量约束的选择。重要的是，在最优化作为一个整体前提下，剂量限制是预期的。随着最优化防护策略的执行，如果结果表明超过了约束值或参考水平，应对其原因进行调查，但单独对这一事实不必立即采取监管行动[4]。来自某一个源的预期的和源相关的个人剂量限制，对来自某个源的最高被照射个人提供一个基本防护水平，用作源防护最优化的剂量上限。ICRP希望强调剂量约束值不能用作或理解为规定的监管限值[4]。IAEA在BSS的修订中重申，剂量约束不是剂量限值，超过剂量约束不意味违背监管要求，但可能导致后续行动的实施[5]。

2个人剂量约束在公众照射中的应用

2.1建立排放管理限值在计划照射情况下，公众照射应当应用低于源相关约束值的最优化程序和应用剂量限值进行控制。公众成员的剂量约束值必须小于公众剂量限值，应当考虑厂址和设施的特征、照射情景以及利益相关方的意见，并且典型地要由国家监管机构建立或批准。批准排放限值，可以基于限制设施的剂量或放射性物质的排放量。在多数情况下，取决于审管机构的抉择，以及审管机构要求许可证持有者论证满足要求的方式。有些审管机构优先选择剂量限制，因为剂量是审查的一个基本量，并作为排放限制体系的基础；另一方面，设定排放量限值更易被审管机构认为是密切地反映要被控制和测量的量，因此与注册者或许可证持有者必须要控制排放的行动结合得更紧密。辐射防护最优化应该考虑实践或源产生的个人剂量限定值的约束。设计和运行某个放射性排放物系统时，在防护最优化以前就要设置一个剂量约束。其功能就是给所考虑的实践或源的计划运行，特别是其放射性排放物可能产生的个人剂量数值，设置一个上限值。当在约束值下完成防护最优化后，该约束值将不再与运行相关，而是将批准的排放限值（用单位时间内的活度表示）选作最优化的结果和用作运行中的实际限值，该值通常高于最优化排放水平(见图1)。针对核燃料循环设施（包括反应堆），很多国家已经确定了最大个人照射水平，虽然这些数值是在各种不同基准上颁布的，但是它们已经有效地变成了现在称作剂量约束值的数值。该年剂量的范围是相当窄的，处在100和300μSv之间[6]。美国联邦法规10CFR50附录I规定了轻水堆放射性气载和液态流出物排放满足ALARA原则的要求。如果满足了附录I的设计目标，流出物排放就是满足ALARA的，不需要额外的努力去消减流出物的释放率。满足附录I要求的判定，是根据许可证持有者是否作为一项运行原则，采取了适当的措施跟踪和减少流出物释放，而不是根据照射和剂量是否已减少到了一个绝对极小值[7]。2.2考虑设施运行的灵活性审管机构基于最优化排放水平或运行经验建立排放管理限值。通常超过限值将采取审管措施。因此，在建立排放限值时，为避免不必要地频繁违背审管要求而导致消耗大量的和不必要的资源、误导公众和对设施运行频繁的干预，有必要考虑运行的灵活性和性能方面预期的波动。尽管排放在规定的剂量约束之内，有时通过一个称为“净空”量（或运行灵活性的宽容量），将排放管理限值设置在高于最优化的水平（见图1）。应当允许有多大的运行灵活性（或净空），这取决于审管机构的判断，但至少必须考虑正常运行的预期运行事件.这些事件包括造成短期（通常是数小时到数天）排放水平暂时增加的电厂工况，但这些事件不属于故障或事故。例如，在核医学部门，该事件可能是明显高于平均水平的大量患者出现，在其它部门，可能是流出物处理系统的暂时失效。出现问题的设施或类似设施的以往经验能够提供关于最小允许灵活性的有益信息。2.3豁免对特定的实践或实践中的源免于审管要求也是可能的。豁免的一般原则是被豁免的实践或源所引起的对个人和公众的辐射危害足够低，以至于没有审管意义，并且豁免的实践和源具有固有安全性。特别是，一个（正当）实践或（正当）实践中的源具有固有安全性，并且假若在所有可能的情况下，（a）被豁免实践或源使任何公众成员一年内所受的有效剂量预计为10μSv量级或更小，（b）实施该实践一年所引起的待积集体有效剂量不大于约1人•Sv，或者防护的最优化评价表明豁免是最优选择；那么，它们就可以不作进一步考虑而被豁免[6]。一个实践或源的豁免，包括了来自该实践或源的所有放射性核素的排放。2.4筛选优化的方案计划照射情况下的公众照射剂量应当与剂量约束值进行比较，以鉴明设计所选择的方案是否可以排除在优化程序之外。假如所假定的排放导致剂量超过适用的剂量约束，进一步的剂量计算应当考虑采用更现实的假设。一旦结果被确认，则该实践通常不能被批准.剂量约束是这样一个剂量水平，对于给定源的照射高于该剂量水平时防护得到最优化是不大可能的，因此，对于这种情况几乎总是需要采取行动。计划照射情况的剂量约束值代表防护的基本水平，且将总是低于有关的剂量限值。在设计过程中，必须确保源相关的剂量不得超过约束值。防护的最优化将确定一个在约束值以下的可接受的剂量水平。于是这个优化剂量水平就是设计的防护行动的预期结果。每个源可能对多个受照射个人造成照射。为了达到保护公众的目的，已经广泛地使用了“关键人群组”（ICRP新建议称为“代表人”[4]）的概念，选择具有合理性、持续性、均匀性特征的代表人群中所受高端照射人员所接受剂量的个人。剂量约束应当用于相应的关键人群组的平均剂量。关键组（或代表人）的定义以通用的或厂址相关的信息为基础。通用评价意味着，对与所排放的放射性核素有联系的公众成员的位置和习性采用保守的假设，常常基于国家的经验和数据，例如，生活习性可以国家或区域分布中高百分点为基础。这种通用的方法表示了一个假想的“受到最大照射”的人或代表人。厂址相关的评价可能使用从厂址区域收集的一些参数（代表人群的居留和消费情况），可能所表示的人群组的习性不足以代表全国的情况。详细了解评价设施当地情况是重要的，向现实评价的努力应当与相关源的辐射重要性相称。例如，在只有几个μSv/a的地方，对当地消费率的详细调查可能是不正当的。此外，如果“最佳估算”的剂量在10μSv/a的量级，不确定性或灵敏度分析可能也是不正当的。而对于核设施，即使在正常条件下剂量很低，一般都要求厂址相关的评价。这是基于对增强了剂量的潜在后果和对该类核设施所期望的监管水平的考虑。此外，通用方法也用于剂量评价的第一步，如果初步的剂量评价结果较高，作进一步的考虑是合理的，随后采用厂址相关的更现实的评价。对于核设施，采用通用模式评价的剂量可能接近审管准则（即剂量约束），因此，可能需要更详细的厂址相关的评价。

3个人剂量约束在职业照射中的应用

3.1建立职业照射个人剂量约束的责任ICRP在其新的建议书中继续推荐，计划照射情况下的职业照射应当应用低于源相关约束值的最优化程序和应用指令性的剂量限值进行控制。在一个计划照射情况的设计阶段就应当对其运行规定一个约束值[4]。对于计划照射情况下许多类型的操作，常常可以得出在管理良好的操作中大致会受到的个人剂量水平。于是这些信息就可以用来建立这类工作的剂量约束值。这些剂量约束值通常在操作层次上规定较为适宜。当在应用一个剂量约束值时，设计者应该指明与之相关的源以防止与工作人员可能同时遭受到照射的其他源相混淆。在计划照射情况下，应当规定职业照射的源相关剂量约束值以保证剂量限值不被超过。从管理受到辐射照射的工作人员中获得的经验将需要告知如何选择一个职业照射约束值[4]。由于此原因，那些具有综合性放射防护基础结构的大型组织通常将会规定他们自己的职业照射约束值。那些经验相对较少的小型组织在这个问题上可能需要从适宜的专家团队或监管机构得到进一步指导。在剂量限值之下，明确一个职业照射的剂量约束值，对于审管而言是有益的，然而，制定约束值的全面责任仍然是那些负责工作人员照射的组织的职责，更多的是核能行业或集团的内部行为和追求的目标。

3.2职业照射个人剂量约束值对于职业照射，剂量约束是一个用来限制选择范围的个人剂量数值，因此在最优化过程中仅仅考虑那些预期所引起的剂量低于约束值的选择。通常，剂量限值太高，不能作为特定优化研究的上限水平。事实上，在多数职业照射的情况下，剂量限值在很大程度上与实际的源是不相干的。为提供优化的边界，ICRP已经引入了剂量约束的概念，以个人剂量表示，但它是源相关的，用以约束该源防护最优化中所考虑的方案的范围。在规划和执行任务以及设计设施和设备中，剂量约束需要作为前瞻性的防护最优化。因此，剂量约束的设定应当以总体趋势为基础对个案逐例考虑，但要与照射情况的特征相一致，最好与所涉及的工作人员磋商。在受到良好管理的特殊种类的运行中，剂量分布的分析是有益的。剂量约束可以设置为接近这种剂量分布的上限。最近的设置剂量约束的研究得出的结论似乎是在约束不适合的一些工作领域，由于剂量低或应用这一概念本身有问题。在全球范围内，从20世纪90年代开始，核电厂的职业照射已在稳定地减少。审管方的促进，技术的进步，改进的电厂设计和操作程序，ALARA文化和经验交换都对这种下降趋势作出了努力。然而，随着核电厂的老化和可能的延寿，持续的经济压力，审管、社会和政策的演变，以及新核电站的建设，确保职业照射ALARA将是对职业照射辐射防护的一种持续的挑战。欧洲国家剂量监测的资料表明，职业照射平均年个人剂量，对于电厂工作人员，约为1mSv，而对于外部人员或合同商人员，约为1.5mSv，可视为近期现有电站的一个现实目标。这意味着，对于新建核电站，3年滑动平均，可将电厂工作人员和外部或合同商人员的剂量保持在低于现有电站的水平；新一代的压水堆核电站，目前单机组年集体剂量接近于0.25人•Sv[9]。尽管ICRP希望强调剂量约束值不能用作或理解为规定的监管限值，但自从IAEA的BSS和GB18871—2002在“防护与安全的最优化”中明确引入了“剂量约束”的概念后，实际上监管部门将剂量约束要求作为剂量限制体系的一部分。我国核燃料循环各个系统1996—2000年职业照射统计表明，年人均有效剂量除铀矿开采外都低于5mSv（铀矿开采为15.35mSv）[10]。目前，在我国的核动力厂设计中，提出了职业照射的个人剂量约束，一般设置在15mSv/a[11]，我国铀矿冶企业工作人员个人剂量现平均在10mSv/a左右，建议工作人员个人的剂量约束值为15mSv/a[12]。在职业照射方面，也有一些国家和组织从管理的角度以不同方式提出了剂量约束的建议值。如：美国国家放射防护与测量委员会（NCRP）建议辐射工作人员的累计终生剂量为工作年数乘以10mSv[13]。英国国家放射防护管理局（NRPB）明确建议了连续5年平均的剂量约束值为15mSv[14]；斯洛文尼亚规定：对于外照射，A类工作人员剂量约束为15mSv，B类工作人员为6mSv，而内照射剂量约束为0.2mSv[9]；澳大利亚规定的职业照射年限值为20mSv；核科学与技术组织（ANSTO）要求年剂量约束为15mSv，同时辐射工作人员的平均剂量小于该剂量约束值的5%[15]。NRC工作人员认为不要求许可证持有者向NRC报告关于超过剂量约束的情况是适宜的，这是由于通过常规监督程序仍然能够了解和检查到这种情况。对于职业照射，许可证持有者设立剂量约束的要求有助于保持职业照射ALARA[16]。法国电力公司（EDF）对职业照射执行2个警告剂量水平（WarningDoseLevels），预警水平为16mSv/a（连续的12个月），警告水平为18mSv/a[9]。剂量约束的设定应当以总体趋势为基础对个案逐例考虑，但要与照射情况的特征相一致，最好与所涉及的工作人员磋商。在受到良好管理的特殊种类的运行中，剂量分布的分析是有益的[17]。剂量约束可以设置为接近这种剂量分布的上限。

4建议

公众剂量约束，应当考虑了厂址和设施的特征、照射情景以及利益相关方的意见，并且典型地要由国家监管机构建立或批准。审管机构可基于最优化排放水平或运行经验建立排放管理限值，在建立排放管理限值时，为避免不必要地频繁违背审管要求而导致消耗大量的和不必要的资源、误导公众和对设施运行频繁的干预，有必要考虑运行的灵活性和性能方面预期的波动。通常，公众剂量约束应在公众照射剂量限值10%～30%（即0.1mSv/a～0.3mSv/a）的范围之内。目前我国的审管实践表明，对于每座核电厂设定的公众剂量约束值为0.25mSv/a是适当的，但许可证持有者也有必要进一步考虑对气载排放和液态排放分别设定个人剂量约束值。建立职业照射个人剂量约束值可能是监管部门、受影响的营运者以及（在适当情况下）工作人员的代表之间相互作用的结果。作为一般规则，对于监管者来说，在许可证持有者接受监管的前提下，鼓励在核能行业组织和核能集团内建立职业照射个人剂量约束值，比审管部门规定具体的约束值可能更合适。根据对于职业照射剂量约束的理解和已有国家应用情况，目前可考虑将我国核动力厂职业照射的剂量约束值设定为15mSv/a，并作为职业照射防护最优化的上限是可行的。但必须强调剂量约束是源相关的，用于计划照射防护方案选择的上限，而不是法定的剂量限值。