中国辐射卫生  1999, Vol. 8 Issue (4): 206-207  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1999.04.008

引用本文 

陈英民, 李福生, 林俊明, 刘世明, 许家昂, 陈跃, 温继惠, 孙作忠, 杨迎晓. 航空机组人员个人受照剂量水平及评价[J]. 中国辐射卫生, 1999, 8(4): 206-207. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1999.04.008.

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收稿日期：1998-12-08
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航空机组人员个人受照剂量水平及评价
陈英民 , 李福生 , 林俊明 , 刘世明 , 许家昂 , 陈跃 , 温继惠 , 孙作忠 , 杨迎晓     
山东省医学科学院放射医学研究所, 济南 250062
收稿日期：1998-12-08

地球受到来自太阳系以外宇宙射线的辐射, 其强度在地面上空20km处达到最大值, 然后随着高度降低而减小, 在同一高度由于地磁场屏蔽作用, 辐射强度随纬度增加而增大。宇宙射线主要分为电离成分(μ介子、电子、质子)和中子成分[1]。

在飞机飞行的高度, 宇宙辐射远远大于地面上的水平。作为航空机组人员, 受到的宇宙辐射远高于一般公众。这一问题愈来愈受到世界各国航空部门和辐射防护立法部门的重视。国际放射防护委员会(ICRP)第60号出版物[2]将喷气式飞机的机组人员作为职业照射人员, 建议的年剂量限值为20mSv。本文介绍了利用TLD探测器和CR-39中子探测器测量机组人员个人受照剂量水平, 并进行放射卫生学评价。

1 材料和方法 1.1 宇宙辐射电离成分的测量

LiF (TLD)基本是组织等效的, 并且它对快中子不灵敏, 因此选用LiF热释光探测器测量宇宙辐射电离成分。筛选符合统计学要求的LiF片若干只, 置入热释光剂量盒内, 每个探测器内放两枚LiF片, 分别由机组人员佩戴和布放在飞机上。测量仪器为FJ-377热释光剂量仪, 仪器经137Cs标准源(北京原子能所生产)刻度, 并参加了卫生部工业卫生实验所的比对。

1.2 宇宙辐射中子成分的测量

选用中国防化院生产的CR-39固体径迹探测器, 标准片经该院Am -Be中子源照射。中子成分探测器是将一片CR-39放入一个壁厚4mm密封的硬质塑料盒内组成。CR-39的蚀刻条件为在70℃的KOH物质的量浓度6.25mol/L溶液中蚀刻7小时, 然后由高倍光学显微镜测读。中子成分探测器布放在飞机上。

1.3 探测器的布放

TLD电离成分探测器和CR-39中子成分探测器布放情况见表 1。所有的探测器布放时间均为从1997.9.18— 1997.12.18共3个月时间。

表 1 探测器的布放
2 测量结果与讨论

据文献[3]称:“直接监测工作人员的有效剂量是不可能的。在大多数外照射监测中, 通常认为小型个人剂量计的结果是有效剂量的恰当量度”。在本项研究中, 机组接受的是均匀强贯穿辐射, 因此TLD探测器和CR-39固体径迹探测器的结果可以认为是机组人员接受的宇宙辐射所致有效剂量。

机组人员在3个月的佩戴时间里, 波音737和萨博两种机型交叉航行, 根据机组人员在两种飞机上分别飞行的时间, 布放在飞机上的TLD测量结果表明, 波音737飞机上的电离辐射剂量水平是萨博飞机上的2.88倍。估算出机组人员年剂量水平见表 2。机组人员在3个月时间里平均飞行326小时, 因此计算年剂量时按年飞行1300小时计。

表 2 机组人员接受的宇宙辐射水平(按年飞行1300h计算)

波音737飞行高度在8km -11km, 萨博飞行高度在4km左右。测量结果表明波音飞机机组人员接受剂量水平是萨博机组人员的2倍多。

CR-39固体径迹中子探测器测中子的能量范围为18keV到15MeV, 在50keV到15M eV范围内能量响应较小[4]。据报道[5], 50 %的中子剂量是由能量大于10MeV的中子所贡献, 而CR-39对15MeV以上的中子不灵敏, 由于使用的中子刻度源的能量远小于宇宙射线的能量, 所以测量结果低估了中子剂量, 应乘以校正因子3。经校正后波音和萨博机组人员接受的中子剂量分别为1.32mSv°a-1和0.75mSv°a-1。中子剂量校正后机组人员的年有效剂量水平见表 3。由表 3可知, 波音机组人员和萨博机组人员年剂量水平分别为2.40mSv和1.12mSv, 均超过了ICRP第60号出版物建议的一般公众1mSv°a-1的限值, 应作为职业照射人员。

表 3 中子剂量校正后机组人员接受的宇宙辐射水平(按年飞行1300小时计)
3 致死性癌症、遗传性疾病的危险估计

根据ICRP第60号出版物, 我们估算了本次测量结果给出的机组人员接受宇宙辐射而增加的致死性癌症、遗传疾病的危险度。

3.1 致死性癌症超额危险度估计

根据ICRP第60号出版物给出的工作人员人群接受低剂量照射引起的致死性癌症的危险度是每mSv 4/100000。据此我们估算出机组人员接受宇宙辐射引起致死性癌症超额危险度见表 4。波音机组人员飞行30年致死性癌症超额危险度为1/ 548;萨博机组人员飞行30年致死性癌症超额危险度为1/ 1344。

表 4 机组人员接受宇宙辐射增加的致死性癌症的危险度*
3.2 遗传缺陷的超额危险估计

母亲怀孕前父母双方或一方接受射线照射, 生下的孩子有一种或几种由射线引起的遗传缺陷发生的危险[6]。我们采用BEIR V[7]给出的每mSv 3/ 1000000的危险度进行估算, 见表 5。结果表明, 波音和萨博机组人员如果年飞行1300小时, 则飞行10年后母亲怀孕生下的孩子患遗传缺陷的超额危险度分别为1/ 21929, 1/56365。

表 5 父母一方受照后, 母亲怀孕生下的小儿成长中诱发严重遗传缺陷的超额危险估计*
4 结论 4.1 航空机组人员年剂量水平

航空机组人员年飞行1300小时接受的宇宙辐射所致有效剂量:波音机组人员为1.52mSv, 萨博机组人员为0.62mSv。对中子剂量进行校正后两者分别为2.40mSv、1.12mSv, 可以得出结论, 航空机组人员年有效剂量低于ICRP第60号出版物建议的20mSv的年剂量限值, 但超过一般公众1mSv的年剂量限值, 应作为职业照射人员。

4.2 机组人员接受宇宙辐射引起的健康危险估计

机组人员飞行30年(年飞行1300小时), 发生致死性癌症的超额危险度分别为1/ 548(波音机组人员), 1/1344(萨博机组人员)。波音和萨博机组人员飞行10年(年飞行1300小时)后, 母亲怀孕生下的小儿发生遗传缺陷的危险度分别为1/21929和1/56365。

本项研究工作, 得到山东省航空公司的大力支持, 特致谢意!

参考文献
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Reitz G. Radiation environment in the stratosphere[J]. Radiat Protect Dosim, 1993, 48(1): 5-20.
[2]
国际放射防护委员会一九九★年建议书[R].北京: 原子能出版社, 1993.
[3]
电离辐射源与效应(UNSCEAR 1993年报告书)[R].北京: 原子能出版社, 1995.
[4]
李德平, 等. 辐射防护监测技术[M]. 北京: 原子能出版社, 1988: 47-48.
[5]
Spurny.F, et al. Dosimetric characteristics of radiation fields on board czechoslovak airlines'aircraft as measured with different active and passive detectors[J]. Radiat Protect Dosim, 1993, 48(1): 73.
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Friedberg.W, et al. The cosmic radiation environment at air carrier flight altitudes and possible associated health risks[J]. Radiat Protect Dosim, 1993, 48(1): 21-25.
[7]
BEIR V[M].Washington, DC: National Academy Press, 1990.