在长期实践中有关国家对核动力舰船已经形成一整套全面系统的卫生学方法和规章制度, 它们与海军和其他核动力舰船工作息息相关, 研究电离辐射对舰船人员的伤害, 完善相应的卫生学预防措施是舰船卫生学的重要组成部分, 无论是平时战时或者事故情况下, 对于保护相关人员的身体健康, 保障作业能力和战斗力都具有重要意义。

笔者叙述俄罗斯核动力舰船作业时放射卫生相关问题。内容来源于俄罗斯资料, 与我国的实际工作标准可能不完全一致, 仅供读者在学习工作中参考。

核动力舰船的最重要特点就是其潜在的对其工作人员的电离辐射作用以及其放射性物质对环境的污染。这就需要设立专门的生物医学防护机构保护人员的健康, 建立屏障以阻止放射性物质播散, 有必要了解核动力舰船复杂的核动力设施情况及其辐射防护要点。

1 舰船核动力装置及其电离辐射来源

舰载核动力装置(图 1)的主要构造有以下部分:反应堆及其操纵部分以及首层生物防护结构; 热载体循环设备(1回路); 汽轮机及其工作介质循环设备(2回路); 冷却回路(3回路), 同时作为生物防护的"铁-水"屏障; 第2层生物防护结构及汽轮发电机。

核动力舰船电离辐射和放射性核素污染的主要来源是反应堆的1回路部分, 如果能源动力设施发生损坏, 2回路也是辐射来源。γ射线来源于核燃料的核裂变反应时(瞬间γ射线), 裂变产物衰变时(迟发γ射线)以及和反应堆其它材料的中子(n)相互作用时(感生放射性, 非弹性散射)。这时γ射线最大能量可以达到1.50 МeV左右, γ射线占整个反应堆舱辐射总量的50%左右。反应堆舱辐射总量的一半左右来源于中子。其余舱室的辐射主要来源是γ射线。如果在1回路出现迟发中子则意味着热释放元件密封性的损坏造成核燃料进入热传导介质。核反应堆所产生的电离辐射来源见表 1。

2 核动力舰船正常工作时辐射环境状况及其相关卫生学标准

所谓核动力舰船正常工作是指没有违反任何反应堆生物防护的相关操作规定条例, 同时相关的辐射防护屏障完好无损。辐射防护屏障是指热释放组件包壳的密闭性, 1回路和反应堆舱的密闭性, 反应堆舱真空作业系统的完好性等。

判定核动力舰船的电离辐射状况一般取决于反应堆工作与否和反应堆运行功率的大小。对于没有运行的反应堆, 实际上没有中子流, 也没有放射性气体及放射性气溶胶存在, 其辐射状况几乎完全由感生γ射线和裂变碎片γ射线加以判定。而对于运行中的反应堆来讲, 有多种复合作用因素, 包括不同能量的γ, n射线的共同作用。放射性气体和气溶胶不仅是γ射线外照射来源, 也是放射性核素内吸收的来源。在反应堆正常运行的时候, 核动力舰船相关区域电离辐射水平与反应堆的功率正相关。

核动力舰船的放射卫生规定标准应该是建立在现行的国家相关法律规定之上的, 应该与相关法律一致。全体核潜艇乘员和部分核动力水面舰船乘员(相关操纵人员, 电子战人员, 化学值班人员和部分医务人员)被列属为A类受照射人员, 有关核动力舰船正常情况下和核污染情况下医学-工程学特殊规定和标准可参阅相应法规文件。在一般情况下各个部分舱室的放射性不应该超过表 2~表 5所列数值。

3 核动力舰船使用封闭性辐射源工作场合的辐射剂量控制 3.1 控制原则

封闭的电离性辐射源工作情况下辐射危险性仅仅是外部辐射, 对外部辐射的防护方式可以归结:缩短电离性辐射作用的时间(称之为时间防护), 增大工作人员距辐射源的距离(称之为距离防护), 在工作地点实行屏蔽(称之为屏蔽防护)和减小工作地点的辐射性(即减小放射性物质的数量)。该原则不仅适于γ射线, 也适用于对所有种类的电磁(光子)射线和高能粒子射线。

3.2 核动力舰船使用封闭性辐射源工作场合的放射卫生调查

方案①设施的名称, 归属关系, 地址和调查日期。②设施的位置组成, 它的布局, 卫生技术设施和设备。③辐射装置和辐射源的名称和技术性能。④辐射防护的特点。⑤辐射源的统计和登记注册。⑥设施的辐射情况水平(等级)。⑦工作人员和相关居民的受照射情况。⑧核设施应该具有的各种其它辐射安全文档资料。⑨结论和建议。

4 开放性辐射源工作场合的辐射剂量控制

当开放性辐射源工作时, 一些放射性核素可能会散落到周围的工作场地和周围地域, 通过空气、食物、水源, 通过皮肤表面沾染, 最后进入人体。所以在开放性辐射源工作情况下, 辐射安全性不仅与外部照射有关, 而且与内部照射有关。

4.1 使用开放性辐射源工作场合海军设施的放射卫生调查方案

除了如同上述封闭性辐射源工作场合的放射卫生调查方案之外, 还应注意:①放射性核素向周围工作场地和外界散布的预先警告防护措施。②在接触开放性放射性物质工作时个人卫生措施和个人防护措施。③放射性物质的登记和统计。④工作人员和部分居民的受照射情况。

4.2 使用开放性辐射源工作场合使用的辐射监测仪器以及测定表面放射性沾染注意事项

在进行开放式辐射源的工作时, 仍存在着外部照射的危险性, 所以前述辐射监测仪器(放射剂量仪和放射性测量仪)也广泛用在对开放性辐射源的监测上。放射性核素散落到工作场地和周围, 使空气、舱室外表面、设备、个人装置(特种防护服、心毒面具等)、皮肤表面发生污染, 还存在放射性物质扩散到工作场地(受沾染舱)之外的可能性。所以必须严格检测α和β放射性物质的表面放射性沾染的级别, 除了各种舰艇用β辐射计和α辐射计以外, 测定表面沾染级别还可用复合式仪表或多功能的仪表, 这些仪表具有探测多种射线的功能。

利用便携式辐射计测定各检查点上的区域沾染等级, 应根据放射性物质的可能传播途径预先定出各个检查点。这种方法可以沿着步行的路线测量较大的面积。

设备、服装、鞋子、个体防护装置、皮肤等的放射性沾染情况用下面的方法测定; 将β探头放在距物体表面1~2cm处, 将α探头放在距物体表面不超过0.5cm处, 然后进行测量。要特别注意身体的暴露部分的沾染情况, 以及受沾染最重的地方。在这种情况下, 检测放射性物质的仪器不能受到沾染, 探测传感器小窗口的保护膜不能有损坏。

在测量β辐射时应考虑到所使用的辐射计的性能, 根据其γ本底的极限值(在这个极限时可以测量β辐射)来考虑辐射计的性能。所有这些资料均可在仪器的使用说明书看到。在一些情况下应根据核素的能量考虑探测器记录核素的效能。动态关系曲线表也附于探测仪器的技术文件中。

在测量α辐射核素沾染时, 还应注意尽管液体或油的薄层有几十个微米, 却可以吸收α粒子, 因此这时直接测量的结果可能比实际低。

4.3 关键器官的放射性核素含量测定方法和内照射剂量的测定

在使用开放性辐射源工作场合, 空气和表面很可能被沾染, 会产生放射性核素进入机体的实际威胁, 所以应该能够向工作人员发出内照射警告, 继而要求进行相应的检测。

有多种方法能够测量出机体中放射性核素的含量和计算出内部受照射的剂量, 然后给出可能产生的后果的预告, 并提出一些必需的治疗预防措施。

检查人体内照射分为两个基本阶段:测定人机体中放射性核素的含量和计算任何时间段内部照射的剂量, 即计算从放射性核素进入机体之刻起到放射性核素完全从机体中消除这段时间中的任何一个时间段的内部照射剂量。

测定已进入机体放射性核素量通常有三种方法:第一种方法是根据工作场地的放射性(如根据空气中的放射性气溶胶的浓度)的参数、在工作场地停留的时间、使用个人防护装置情况等数据, 用计算方法得出人机体中的放射性核素的含量。第二种方法是直接从人体组织(如甲状腺)测量γ辐射的剂量, 然后根据获得的人的机体中总的γ辐射性核素的含量或人的关键器官中的γ辐射性核素的含量进行计算。第三种方法是一种监测人机体中放射性核素含量的间接方法, 主要是用辐射测量学方法或光谱测定方法测定生物介质(主要是尿、粪)的放射性。要测定出尿和粪中的γ辐射性核素的辐射总量, 应测量"厚层"试验品的放射性。尿和粪的放射性自然本底以40钾为参照, 分别平均为55.5~370和37~55.5Bq/kg。