非密封源, 是指呈气、液、或者粉末状固体的放射性核素的存在形式。由于放射性核素没有像密封源一样密封在金属包壳内, 在储存、使用过程中, 存在着扩散、挥发、泼溅等可能性, 会造成人员吸入的内照射及物体表面沾污的辐射危害。因此, 对非密封源的管理, 除了像密封源一样要考虑放射性物质活度大小和能量强弱所带来的辐射危害的强弱外, 还要额外考虑使用此类放射性核素时, 其操作方式、物理性质、以及发生误操作(吸入或者泼溅)对操作人员及环境的影响和危害。

为了归一化描述非密封源对环境及操作人员的影响, 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871-2002) ^[1]中, 使用了日等效操作量来描述:根据非密封源的日最大操作量, 经过非密封源的毒性组别、与源状态有关的操作方式的双重修正, 得到非密封源的日等效操作量。即:

根据该场所的日等效最大操作量, 来判定该场所的级别, 从而确定该辐射工作场所应具备的辐射防护措施。因此, 非密封源的日等效最大操作量计算, 在判断工作场所级别的问题上, 尤为重要, 它是辐射环境管理和辐射环境保护的重要依据。

在环境影响评价过程中, 日等效操作量的计算, 需要考虑非密封源的毒性组别、与源状态有关的操作方式两个因子的选择。但在作为计算及判断依据的《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871-2002)中, 关于毒性组别和与源状态有关的操作方式因子, 仅给出了简单的系数选择。

由于非密封开放型工作场所涉及的放射性核素较多、操作方式多样, 对于所选取的因子, 常见有不同的理解和模棱两可。笔者结合相关文献及管理要求, 探讨非密封源的毒性组别、与源状态有关的操作方式这两类因子的取值等问题, 希望起到抛砖引玉的作用, 最终能够在辐射环境影响评价中正确理解非密封源工作场所的相关内容。

1 毒性组别

放射性核素的毒性分组^{[2, 3]}, 主要是根据该核素进入体内后可能引起的损伤效应的大小来分类。放射性核素对机体的损伤作用受多种因素的影响, 如核素的辐射特性和一般理化特性(例如, 在人体内相同活度的发射α、β粒子的核素对人体的辐射损伤要大于纯γ衰变的光子造成的辐射损伤; 气体核素较液态核素更易被人体吸入)、核素在体内的代谢特点(能够参与人体生理代谢过程的核素造成的辐射损伤要大于不被人体吸收的核素, 且相同活度核素的体内沉积影响远大于体外照射)及机体的机能状态(代谢越快、核素排放效率越高, 辐射损伤越小)等。了解以上划分原则, 对于常用放射性核素毒性组别的判断有着指导性作用。

在GB18871-2002中, 放射性物质分类为极毒、高毒、中毒、低毒四类, 并且给出了不同放射性核素(以下简称核素)毒性分组的详细列表, 在环评时, 只要细查即可。

2 与源状态有关的操作方式 2.1 操作方式

操作方式分为贮存、很简单的操作、简单操作、特别危险的操作。

源的贮存, 是指涉及非密封源的贮存。比如, 医院自行购买钼锝发生器淋洗制备Tc-99m, 相对于直接购买成品Tc-99m药物的医院而言, 自行淋洗的医院, 其日等效操作量中, 应该累加钼锝发生器长期放置于淋洗间内, 作为"源的贮存"带来的放射工作操作量, 方能反映出钼锝发生器的贮存对操作人员的影响。

很简单的操作, 指的是不涉及非密封源的分装、仅是近距离接触短时间的操作, 基本不会导致内照射。比如医院核医学科, 有可能是购入存放在铅箱内的、早已分装好相应活度的小瓶装的放射性试剂, 医务人员所做的工作, 仅仅是在供货商将放射性试剂送来后, 开箱、取出药物、给病人注射或者交给病人口服。这里的医务人员接触的非密封放射性核素, 实际上是处于封闭状态的, 破损泄露的可能性较小, 导致内照射的可能性也较小。常见的Kr-85气体充入灯泡作为启动剂, 如果是在密封的手套箱内进行, Kr-85气瓶内的气体通过专用密封管道引入密封手套箱内, 对灯泡进行充气, 残存或者散逸的放射性气体仅停留在密封手套箱内, 通过通风系统自高出屋脊的管道排入大气, 这里的操作人员基本上不会直接接触到Kr-85气体, 整个Kr-85气体处于受控良好的状态, 因此, 密封手套箱内使用Kr-85气体充气可以认为属于很简单的操作。使用发生器(⁹⁹Mo-^99mTc发生器、¹¹³Sn-^113mIn发生器等)淋洗制备洗脱液时, 仅需要将一个淋洗液瓶和一个真空瓶分别插入发生器两侧管子内, 在负压作用下, 淋洗液自行流过发生器母牛柱子, 将生成的衰变子体洗脱下来, 因此发生器淋洗过程可以认为属于很简单的操作。

简单的操作, 指的是涉及到非密封源的分装的操作, 有可能导致内照射。比如医院内开展I-131治疗, 给药活度需要根据病人对I-131的吸收情况判断; 一次性购入的1-131溶液, 需要时, 用活度计分装出所需要的活度, 方才能继续注射或者给药口服。放射性同位素测井使用的Ba-131微球, 使用放射性同位素自动分装器分装, 但还需手工将总量微球倒入分装器漏斗内。以上情况下的工作人员接触的非密封放射性核素, 是处于非封闭状态的, 有泼洒、挥发等造成内照射的可能, 可将这种操作方式认为是简单操作。Kr-85气体充入灯泡作为启动剂, 如果是在开放的环境中操作, 充气嘴直接暴露在操作室内, 残存或者散逸的放射性气体直接排放在操作室内, 被操作人员吸入, 会造成内照射, 这种操作方式也可认为是简单操作。

特别危险的操作, 指的是涉及到非密封源的生产、分装的操作, 会较长时间接触非密封放射性物质, 造成内照射危害可能性较大。如回旋加速器制备的F-18、C-11、N-13等(用于PET/CT检查), 发生β⁺衰变, 其正电子湮灭产生的γ射线能量高达0.511MeV, 制备后由传输管道传送至热室合成柜内自动合成, 一次合成的药物活度较大, 常多达7.4 × 10¹⁰Bq, 合成的液态药物须人工取出、分装成若干包供给使用医院, 这里的操作应该定义为特别危险的操作。

2.2 非密封源的物理状态

操作方式修正因子, 不仅仅与操作方式有关, 还与被操作的非密封源物理状态有关。显而易见, 更易挥发、易导致表面沾污、易导致吸入内照射的物理状态, 更需要小心对待。

表面污染水平较低的固体, 最典型的是I-125粒子, I- 125吸附在银棒上被密封在钛合金包壳内, 整体以微小的固态颗粒状存在, 表面污染水平较低, 主要靠其释放的γ射线近距离杀死肿瘤细胞, 但因其每次使用数量较多, 体积较小且有可能破损, 因此作为非密封源对待。多数口服及全部注射的放射性药物以液态形式存在、存在着泼洒造成表面沾污的风险。表面有污染的固体, 例如油田示踪测井使用的Ba-131微球, 放射性核素吸附在固态颗粒状微球上, 易于被水冲刷下来, 滤积于待测地层, 其表面污染水平较高。气体、蒸汽、粉末、压力很高的液体或者固体, 其当前物理状态下即已存在着很大的表面沾污风险, 因此, 即便是"源的贮存"这种风险最小的操作方式, 其修正因子也被提升至1。

与源状态有关的操作方式修正因子, 应是在综合考虑了非密封源的物理状态与操作方式带来的双重影响后进行选取。

3 非密封源工作场所的日等效的意义

非密封放射性物质开放场所计算所使用的各种核素的日等效最大操作量的意义在于, 将不同毒性、不同操作方式的各种核素, 用修正的方法"折算"成同一水平, 便于判断该工作场所的级别, 并制定相应等级的操作要求和进行相应级别的管理。

丙级(豁免活度以上 < 日等效最大操作量 < 2 × 10⁷Bq)工作场所、乙级(2 × 10⁷Bq≤日等效最大操作量≤4 × 10⁹Bq)工作场所、甲级(日等效最大操作量> 4 × 10⁹Bq)工作场所的日等效最大操作量依次升高, 其高活区的管理控制要求递增, 见《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871-2002)。

同在一楼里、相联系的工作场所, 并且是相同的放射工作人员, 应该作为同一处非密封开放型工作场所来考虑, 日等效最大操作量应该是各种核素的叠加。比如医院内核医学科, 涉及放射性核素的PET/CT、ECT机房、同位素治疗往往设置在同一楼层并且相连, 共用注射室和注射后等待室, 这里, 应该将该核医学科作为一处非密封开放型工作场所来考虑。因为放射性核素的辐射影响对于医务人员的影响是具有叠加效果的。

不在同一处的工作场所, 如果其放射工作人员并不是同一批人, 那么可以作为不同的非密封开放型工作场所来考虑。比如PET/CT中心在某一栋楼内, 而I-131治疗的同位素室在另外一栋楼内, 分属不同科室, 各自具有单独的医务人员, 则可将两处非密封开放型工作场所分别计算其日等效最大操作量, 分别判断其工作场所等级。

非密封源工作场所, 根据《放射源分类办法》 (国家环境保护总局公告2005年第62号)的规定, 乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅱ、Ⅲ类放射源; 同时, 根据《建设项目环境影响评价分类管理名录》 (环保部令第2号)的规定, 甲级非密封源工作场所环境影响评价需填报环评报告书, 乙级和丙级非密封源工作场所环境影响评价需填报环评报告表。

4 放射性同位素转让审批量与日等效最大量的关系

在非密封开放型工作场所单位申请了辐射安全许可证后, 其每次购买放射性同位素之前, 还需填写放射性同位素转让审批表, 经省级主管部门批准后, 方能购入放射性同位素。

在放射性同位素转让审批表内, 为简化申请单位的转入手续, 管理部门一般批准的是半年总用量, 这里的半年总用量, 是根据经过日等效之前的日操作量, 乘以180天计算得到的。

5 结束语

随着生产实践的发展, 在辐射环境影响评价中, 必将会遇到更多非密放射性核素的使用。笔者通过对常见非密封源工作场所的分析, 论述不同情况下毒性组别和与源状态有关的操作方式因子的选择, 能够延伸至其他非密封源工作场所的环境影响评价中。通过对非密封源工作场所从环境影响评价到审批及转让过程中的讨论, 希望有助于提高对非密封源工作场所环境影响评价的认识和推进非密封源工作场所的管理, 也期待能够得到来自同行的建议和意见。