放射性同位素广泛应用于工业、农业、医学、环境监测等领域, 放射性同位素衰变时释放出来的辐射是一把双刃剑, 既可以作为疾病治疗、密度测量、辐射育种等相关应用的一个有利手段, 同时由于辐射对人体具有损伤作用, 它也是一种危险物品。因此在应用放射性同位素的同时, 辐射防护工作是必不可少的。因涉及辐射的实践和活动范围广泛, 且其实际及潜在的辐射影响相差悬殊, 国际放射防护委员会(ICRP)2007年建议书提出应制定与特定源和与源照射危险水平相适应的辐射防护控制程度。国际放射防护委员会针对不同的辐射防护程度提出两个术语^[1]:排除和豁免。"排除"是指从辐射防护法规排除的一些照射情况, 这些照射情况用监管方法是无法控制的(不可能监管的); "豁免"是指对源的控制被认为是不合理的情况, 需要部分或完全从辐射防护监管中豁免, 这是因为努力控制放射源与源危害比较被认为是多余的(不需要监管)。

本人根据实际工作中遇到的内装有放射性物质的设备可以予以有条件豁免的管理和我国关于放射性同位素豁免管理的法规标准, 对含放射源设备可以予以有条件豁免管理的几个问题进行了浅显的讨论, 旨在抛砖引玉, 以期共同探讨。关于辐射发生器和电子管件以及《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)给出豁免活度浓度和豁免活度的放射性同位素的豁免不在本文中讨论。

1 有条件豁免管理的标准要求

对于含密封源的装置, 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)规定:对于符合一定条件的内装按照本标准附录A2.1中b)项未予豁免的放射性物质的设备, 可以给予这种有条件的豁免。

下面就基本标准规定的四个方面的要求展开讨论, 以探讨执行予以有条件豁免含放射源设备时需要注意的问题。

1.1 审管部门认可型式

目前关于含放射性物质的设备予以有条件豁免的申请大多是气相色谱仪、质谱仪, 仪器中所含放射源大多为纯β发射体镍-63源, 镍-63发射的β粒子最大能量为65.87 keV, 平均能量为17.13 keV, 属低能β粒子。因此对于审管部门认可型式的把握, 首先应了解放射源在设备中的结构, 应了解放射源在设备中的安装过程, 放射源周围由里至外的材料种类及厚度, 放射源在设备中是否密闭、固定、不易滑落。其次是了解放射性核素的具体信息, 根据核素的衰变类型、半衰期、射线能量以及活度, 结合设备结构判断对放射源的屏蔽和包容, 综合判断使用该核素对人员可能造成的最大潜在危害并估算附加个人剂量。第三是设备封闭性能, 应根据设备的设计和结构以及所应用材料, 判断在正常情况下和异常情况下放射性物质的可接触性。含源设备外壳应具有一定的抵抗能力, 防止放射源轻易暴露在外环境中。

1.2 放射性物质呈密封源的形式

密封源是指密封在包壳里的或紧密地固结在覆盖层里并呈固体形态的放射性物质。含源设备申请有条件豁免时所含放射源必须是密封在包壳里或者固结在覆盖层并呈固体形态的放射性物质。同时密封放射源的设计必须满足使用要求, 遵守有关放射源的国际标准和国家标准, 包括各种技术参数、操作环境和使用期限等。对于放射源设计, 主要有源芯制备技术、密封技术和检验测试技术等内容。源芯是放射源中含有放射性物质的部分, 按照放射源相关标准和实际应用需要, 我国研究建立了粉末冶金、搪瓷陶、电镀、充气等源芯制备技术^[2]。

根据我国对密封放射源的一般要求和性能分级^[3], 每一类型密封源的级别均由温度、外压、冲击、震动和击刺5个检验测试试验后确定, 级别越高, 各个试验条件越苛刻。在对含密封源设备予以有条件豁免时应考虑所含放射源的制备技术以探讨放射源使用的固有安全性。含镍-63放射源的气象色谱仪和质谱仪所使用的放射源大多是长方形片状, 放射性镍-63镀在具有相同面积的稳定镍薄片上, 这种用电镀制备技术制备的片状放射源固有安全性相对较好, 在放射源脱落时不会造成大面积的污染。同时应考虑放射源的密封性和所进行的检验试验, 以对放射源的安全性作更加充分的分析, 密封放射源性能级别越高, 则放射源在相同的操作环境下使用更加安全。

1.3 周围剂量当量率或定向剂量当量率

辐射场中某点处的周围剂量当量H^*(d)是指在ICRU球中, 对着齐向扩展场方向的半径上、深度d处的剂量当量, 单位时间内的周围剂量当量即为周围剂量当量率, 通常周围剂量当量用于强贯穿辐射的监测。深度d取10 mm时, 周围剂量当量记做H^*(10), 此时仪器测得的周围剂量当量率可作为仪器所在位置上人体有效剂量的合理估计值。强、弱贯穿辐射的界定不是绝对的, 一般认为^[4]能量高于20 keV的光子、能量高于2MeV的电子或β辐射以及中子视为强贯穿辐射。随着辐射剂量监测技术的成熟, 已经有越来越多不同测量原理的监测仪器问世, 并且发展出多功能的辐射监测仪, 如美国Inspector型号的辐射检测仪可同时检测α、β、γ和X射线, 而451P-DE-SI型号的检测仪^[5]的测量值是X-γ射线所引起周围剂量当量率(μSv/h或mSv/h)。中子探测器常见有BF₃正比计数器、硼电离室和裂变室、氦-3气体探测器、闪烁中子探测器和半导体探测器。目前市面上销售的商用REM500中子巡测仪^[6]是一种比较理想的可携式场所剂量仪, 对中子所引起的周围剂量当量率可直接获得监测数值。

辐射场中某点处的定向剂量当量H^*(d, Ω)是指与某点处实际辐射场相应的扩展场在ICRU球中指定方向(Ω)的半径上, 深度d处的剂量当量, 单位时间内的定向剂量当量即为定向剂量当量率, 通常定向剂量当量用于弱贯穿辐射的监测。对于能量低于20 keV的光子、能量低于2 MeV的电子或β辐射通常视为弱贯穿辐射。如果关注皮肤的照射, d取0.07 mm, 如果关注的是眼晶体, 则d取3 mm。对于低能X、γ射线、β射线和电子束, 仪器测得的定向剂量当量H*(0.07, Ω)或H^*(3, Ω), 可作为仪器所在位置上人体皮肤或眼晶体当量剂量的合理估计值。有文献[7]报道以组织等效材料薄塑料闪烁体作为基本探测组件, 入射到闪烁体上的弱贯穿辐射(β粒子、低能γ射线)沉积能量使闪烁体发光, 将光信号转变为电信号作为仪器测量的基本原理而研制成的DDEI-Ⅰ型定向剂量当量率仪, 于1997年底在大亚湾核电站二号机组第四次大修期间对部分重要作业场所进行了实际监测和调查, 测量值与其他方法和有关资料得到的结果基本吻合。

对于在正常运行操作条件下、在距离设备任何可达表面0.1 m处所引起的周围剂量当量率或定向当量剂量率不超过1 μSv/h的要求, 依据测定周围剂量当量率或是定向当量剂量率的要求, 选取相应的监测仪器, 根据仪器的读数即可做出客观判断。因此申请含密封源设备有条件豁免的单位应当寻求有相应资质的监测部门提供监测报告, 该部门提供的辐射水平监测报告应客观、真实、监测项目合适并进行适当地评价。

1.4 审管部门规定的处置时必须满足的条件

对于内装有放射性物质的设备予以有条件豁免的申请时, 设备内含有的放射性物质的活度往往高于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)规定作为申报豁免基础的豁免水平。豁免水平是根据还不足以可以无限制使用的照射情景和模式、参数推导得出的, 因此对于放射性物质的活度高于豁免水平时是在特定使用条件下予以有条件的豁免, 当该放射性物质的操作环境不符合特定条件时还不足以可以无限制使用, 因此对于该含密封源设备的处置必须符合审管部门的规定。予以有条件豁免的含密封源设备在销售单位出售后即不再接受审管部门的管理, 但是当该设备闲置后如被作为普通废旧金属处置, 将放射性物质融入普通金属流通到大众日常接触的物品中, 会给社会带来一定的经济损失和健康风险, 这在国内外都有类似的事件发生。因此当该含密封源设备不具备豁免使用的环境时应做出妥善处置, 销售该含源设备的单位应回收并按照国家相关要求送贮至城市放射性废物库。

对于内装有放射性物质的设备, 标准^[8]规定对于高于申报豁免的豁免水平但是符合一定条件的可以给予有条件的豁免, 但是其源的活度超过何种程度就不能再豁免没有规定具体数值。因此对于豁免的活度值是由审管部门确定, 这无疑给管理部门带来了一定困难。但是标准里同时提出了四个要求, 充分发挥这四个可以有条件豁免的要求并真正理解其内涵, 当努力控制放射源与源危害比较被认为是多余时可以予以豁免, 使审管部门把更大的力量放在危险放射源的管理上。当认为这种放射源的管理是必要时, 也决不能放松对其管理要求, 依据放射源分类办法确定该密封源的类别, 并按照相应类别的管理要求对其进行管理。