辐射防护α值是“辐射防护最优化”程序中使用的最基本、最重要的参数, 是评价辐射防护设备和措施代价与集体剂量降低之间比值(Cr=△C/-△S)的临界值。国际原子能机构(IAEA)和国际放射防护委员会(ICRP)均有α值的建议值。美国、英国、法国等经济发达国家的企业与研究机构也分别提出了α值的建议值, 而我国此课题还处于起步阶段, 只有少量文章公开发表。

1997年, C.F.Guenther和C.Their报道了美国能源部(DOE)估算辐射防护α值的各种方法及结果^[1], 此文献对于估算我国辐射防护α值有参考价值, 现将该文献及其他有关资料介绍如下。

1 序言

C.F.Guenther和C.Their认为, 辐射防护α值是由国家人口寿命价值, 并结合辐射照射引起的死亡概率增加而决定的。在这里, 生命社会价值(VOL, Sociltal Valul of Life)是意指值, 而不是具体的一个生命值多少钱, 它可以通过多种方法获取。回顾探索VOL的研究, 一般地说, 大多数集中于二类方法, 即人—资本〔HC(Human —Capital approach)〕方法和自愿支付〔WTP (Willingness to pay)〕方法。

虽然人们可以认为他的生命是无价的, 反对为他自己或者他的下一代亲属指定生命价值。但当需要花钱挽回辐射和/或其他有毒有害因素引起的的寿命损失时, 生命对于社会也就仅值有限数量的钱, 在评估社会性的或技术上的计划时, 使用社会上指定的VOL, 才是社会投资愿意支付的。如此一个人的VOL社会上假设绝对等同, 这样一个VOL应该以他所生存的社会经济为基础。

2 VOL的调查方法及其估算值 2.1 恶性死亡的法庭判决

社会给生命定的价值, 可以通过调查恶性死亡诉讼案例的法庭判决和结算估定。法律在恶性死亡案件中根据授权, 从一个人的前途来评估其生命的社会价值, 这个值是这个人生命根据社会地位而相应的最低限额。根据判决或结算总额和予期生存年数, 可以得出年判决额。可以认为是被告对于原告活着的人愿意每年付出的赔偿金钱数。

由恶性死亡诉讼案例调查得到的VOL, 可以通过下列公式计算得出:

(1)

式中

VOL为社会生命价值(美元);

LS average life span为平均寿命(年);

n为恶性死亡诉讼案例调查总数(人);

JAi jury-award amount为第i例恶性死亡诉讼调查案例判决额(美元);

RLi remaining years of life expectancy为第i例恶性死亡诉讼调查案例予期生存年数(年)。生产事故由第i例恶性死亡诉讼调查案例在美国寿命表中所在年龄组平均寿命减去该例死亡时年龄得到; 医疗事故要该死亡案例在美国寿命表中所在年龄组平均寿命先减去患者所患疾病予期寿命损失, 再减去死亡时年龄。

回顾美国1989-1993年期间800件以上有代表性的案例(Verdictum陪审团1993a, Verdictum陪审团1993b), 包括生产事故和医疗事故二类恶性死亡案例的年平均判决额, 在美国是45 806美元^[1], VOL根据恶性死亡平均年判决额和予期寿命平均年数确定, 被认为是345.4万美元, 如果用恶性死亡案例年判决额中位值代替平均值, 此二值则分别为44 758美元和337.5万美元^[1]。

2.2 医疗支出

社会估计VOL的另一个方法是关注社会上实际情愿支付多少钱去挽救一个生命, 这与致死疾病有关, 调查的疾病为癌症、冠状动脉硬化性心脏病和突发性脑血管疾病(中风), 这些疾病为美国人死亡的3个主要原因。我国张丽等的辐射危害代价α值就是通过对某地癌症医疗开支调查获取的^[2]。

在探索根据医疗支出提出VOL时, 可以用二种方法, 一种方法是调查国家公费医疗开支, 另一种方法是调查个人医疗支出。

国家公费医疗开支, 美国主要用于治疗护理及医学研究, VOL用下面公式计算:

(2)

式中

∈ _R: the money expended on medical research, 表示美国为医学研究支出的钱数(美元);

∈ _M: the money expended on medicare表示美国为治疗护理支出的钱数(美元);

N:表示美国总人口数(人);

P_i: the population-weighted annual death rate for age group i, 是i年龄组人口标化死亡率;

n :划分人口年龄组的总组数;

m : 65岁及以上年龄组对应的组数。

公式(2)是基于这样一个事实, 美国全部社会死亡72%是由65岁及以上年龄组的人造成的, 国家在公费医疗上支出的钱主要用于65岁及以上年龄组。65岁及以上公民3种主要疾病(癌症、冠心病及中风)人口标化死亡率为4.29 ×10^-3, 根据1990年人口普查, 美国总人口数是248 709 873人(statmaster 1992, USBC 1993), 公费医疗全部支出总额为1 384.20亿美元, 根据上述值, 用公式(2)计算出的VOL为14.0847万美元^[1]。

用相同的方法, 根据癌症支出和死亡率, VOL的估计值为20.5989万美元, 这个值是根据全部癌症支出1 040亿美元(ACS 1993)及年龄标化死亡率2.03×10^-3得到的^[1]。

一般地说, 与癌症有关的钱数高于那些冠心病(CHO)或中风有关的钱数, 而癌症治疗支出钱数的差异, 是由治疗癌症的类型, 患者年龄和治疗所在地理区域不同引起的。

2.3 人寿保险

个人认为他自己的生命价值, 可以反映在他自己提出的保险数额上, 它是根据个人支付能力制定的。一个人的死亡概率造成一个人决定去买人寿保险, 这种相关值接近想保险的人认为这个价值对于他是值得的, 愿意为寿命保险而付款。

在人寿保险中存在这样一种趋势, 可能造成一个人可以确定一个范围, 按照他的收入觉得他的生命值多少钱, 它能被人寿保险政策数额和对应于VOL的年死亡概率相除得到。合理表达VOL的是几何均值, 美国1990年依据人寿保险得出的VOL是335.6万美元^[1]。

2.4 工资和投资收益

估计VOL的这个方法, 是把VOL看作是一个人对社会的贡献值, 在某种意义上讲, 这个值接近一个人的收入额, 即接近个人的平均工资数及个人投资收益额之和。美国1990年给予雇工个人年均税前工资额为26 752美元, 和事实上雇主为雇工再附加27.6 %, 这样雇主付出的年均工资额是34 136美元, 1990年美国个人平均寿命75.4岁(ACLI 1992, USBC 1993), 1990年美国个人投资收益的中位数是95 500美元(USBC 1993), 1990年美国个人VOL被估计为267万美元。若按劳动分配, 用16岁作为开始年龄, VOL净值为262万美元^[1]。

估计一个人对社会的贡献值, 也可根据一个人的工资额及按劳动生产率付给个人部分的百分数确定。根据统计资料(USBC 1993), 美国作为1991年劳动生产率付给个人部分的百分数从26.0 %到31.9 %各异, 均值为27.7 %, 低者多为服务性行业, 而高者为制造产业, 对于1990年的内插值为27.6 %^[1]。

一个公民全部收入平均值E, 可以通过标化一个年龄组税前平均收入(USBC 1993), 用公式(3)得到:

(3)

式中

E_i是在这个年龄组f_i中税前个人收入的数额(美元);

f_i : fraction, 有二种不同的标化内容, 一种代表全部公民人口数的年龄分布, 另一种代表美国公民的劳动生产率年龄分布, 前者美国公民分配的年均工资额为26 753美元, 后者美国公民分配的年均工资额为33 262.8美元^[1]。

因为货币随时都在贬值, 应用现值因子(一种折扣率)去乘个人工资额, 才能获得他的一生价值。

2.5 人均国民生产总值(GNP)法

人均GNP法是一种简便的调查方法, 能验明所估计的VOL, 此法视人均GNP为年均寿命价值, 再乘以该国人均寿命值, 即得该国VOL均值。美国1990年人均GNP是22 175美元(USBC 1993), LS为75.4岁, 可以得到美国该年VOL为167.1995万美元^[1]。法国Jammet^[3]和我国李春海^{[4, 5]}也采用此法估算了本国的辐射防护α值。Jammet导出1982年法国的寿命缩短一年的价值为57 ×10³法郎^[3]。

2.6 WTP法

WTP法一个人的VOL被评估为, 个人会付出这么多钱去避免他们的死亡危险, 或者会接受这么多钱, 以作为承受此危险的额外补偿。

WTP法中用于评估的二个方法为超前表达法和直接调查法。超前表达法社会判断或选择VOL的范围是事后调查的, 调查为了增加工资, 而接受一项危险工作, 是否设有安全装置及有否医学检查, 以推断个人对于他自己生命所定的价值。超前表达法首要的问题是辨明所选择的工作实际上没有外部的影响。在直接调查法中, 将以一种方式给一个公民提出一个或几个问题, 而这些问题与一个或几个假定的职业有关, 这些职业的个人危险不同, 要求公民个人为不同危险指定一个价值, 这个价值取决于一个人的直接感知和嫌恶危险的知识, 及已经暴露出来的正常社会危险。根据各调查报告, WTP法得到的美国VOL值1990年为284.4万美元^[1]。

2.7 政府机构使用的值

政府内不同机构, 按分管业务内不同法规需要, 制定有不同的VOL。由于政府内缺乏一致, 使政府决定的政策不一致更为显著, VOL这样一个值, 应该指定一个统计学上的均值。几位作者(Cohen 1980, Graham和Vaupel 1981, O' Riordan等1987)根据政府法规对于统计学上的生命推论得到的价值, 美国1980-1987年期间, VOL平均政府值是250万美元^[1]。Miller (1989)通过对90个规章调研, 发现在控制致癌物致癌危险时, 这些规章在VOL低于200万美元时总是能够兑现, 而超过200万美元从未兑现过。政府机构使用的VOL往往多年不予修改, 有的竟长达10年。

2.8 其他研究 2.8.1

VOL也能通过政府的专项法律强制性开支和被由于杀人案造成的死亡人数去除而获得, 1990年全年此专项法律强制性开支总额为742.5亿美元(USBC1993), 而该年杀人案造成死亡人数为24 614人(NSC 1993), 此法产生的VOL为301.6535万美元^[1]。

2.8.2 急救生命干预的研究

根据1995年Tengs等报道的500余例急救生命干预调查, 每人年急救生命干预值中位数折合成1990年美元值为38 000美元(USBC1995), 得到的VOL为286.5万美元^[1]。

2.9 VOL值

由于VOL可以用多种不同方法得出, 各种方法根据其含意, 对VOL估算得出一个比较宽的价值范围, 美国1975-1989年期间报告的VOL值范围宽达8 ~ 30 000万美元^[1]某些作者选择400万美元作为美VOL值^[1]。

必须承认, 给出的任何VOL都将会随着时间的延长而增加, 这是由于工资和生存价值的通货膨胀而引起的。

3 每Sv辐射对人体寿命的影响

辐射照射对人类寿命的影响, 包括致死性癌症、遗传效应和非致死性癌症。根据ICRP 60号出版物提供的危险因子可以估算出每Sv辐射照射所致人体寿命损失。终生危险因子致死性癌0.05 Sv^-1, 非致死性癌危险0.01 Sv^-1, 有遗传意义的遗传效应危险为遗传缺陷0.013 Sv^-1, 总危险因子为0.073 Sv^{-1 [6]}。但对不同人群, 由于年龄组成、环境因素、吸烟、生活条件等多种因素影响, 这些终生危险因子也是变化的。从文献[1]得到, 仅从年龄构成不同, 对于每Sv致死性癌症死亡从0.033到0.11 a各异, 或者每Sv寿命损失0.95 ~ 1.4 a。

4 α值

由于α值受人均VOL和每Sv人均寿命损失两个因素影响, 而两个因素均有较宽的范围, 造成α值估算值的范围也较宽。美国1988-1993年期间报告的文献, α值端值按1990年美元折算范围是1.8万~ 63万美元^[1]。前ICRP第一副主席Jam- met, 用人均GNP法对法国α值进行估算, 1982年法国α值大约为25 ×10³法郎^[2]。我国国内的研究报告也存在这种趋势, 在1990-1996年期间报告的范围是1 674 ~ 6 529元人民币^{[2, 4, 5]}.

5 对各种调查方法辐射防护α值的讨论 5.1

由于各种调查方法获得的α值端值之间存在较宽范围, 这就给各国企业、部门或机构和国际组织确定自己的辐射防护α值参考值或建议值造成困难。但也可以看出, 确定的辐射防护α值宜“整”不宜“零”。从理论上讲, 宜于采用调查获得的端值均值之间的几何均值或中位值相近的10的整次幂的整倍数具体值(A ×10ⁿ)为辐射防护α值, 而不宜于采用调查获得的端值均值之间的算术均值; 也可以像ICRP那样, 以调查获得的端值均值区间为据, 为辐射防护α值确定一个较宽的范围, 一般认为, 辐射防护α值的范围应该含盖调查获得的端值均值区间的95 %, 即端值为x±2s。比较二种方式, 为辐射防护α值确定一个较宽的范围, 似乎更符合辐射防护的实际情况。

5.2

辐射防护α值作为辐射防护最优化综合参数, 确定其值, 不单取决于国内生产总值(GDP), 还要考虑政治、经济、社会因素和公众心理等其他诸多因素; 不单要考虑核电、核设施, 还要考虑更大量的工业、农业、交通运输、国防、医疗卫生、科技、教育、海关和民用消费品等其他诸行业放射性核素和辐射装置应用的防护, 不单要考虑辐射防护技术、设备及材料的费用和成本, 辐射防护措施涉及的范围及人员数目的多少, 辐射防护参予人员工资水平, 甚至直到考虑放射性事故可能造成的经济损失及有可能参予辐射事故处理的各级政府的支付能力等等, 这是一项比较复杂的工作, 需要对上述诸多因素进行多方权衡, 在各种调查方法α值端值均值范围内, 选择推荐企业或部门、机构辐射防护α建议值。

5.3 各国辐射照射限值相近, 辐射防护α值差异不宜过大。

各国制定的辐射照射限值均等效采用ICRP建议书提出的限值, 因此, 各国采用的辐射防护标准中规定的辐射照射限值是相近的。放射性核素及辐射装置应用属高科技领域, 辐射防护技术和措施, 各国经常交流和沟通信息, 有关国际机构(如ICRP、IAEA等)也经常组织有关学术活动, IAEA还对某些核设施的辐射防护措施提出统一要求, 因此, 各国辐射防护技术和采取的措施比较接近。由于世界各国经济状况不同, 用于辐射防护投资的承担能力也就不同、制定的辐射防护α值也就各异。但是, 虽然有的经济发达国家与发展中国家人均GDP相差达百余倍, 降低同样辐射剂量所耗费的钱数的差异, 却不是如此之大, 也即辐射防护α值相差不宜过大, 才符合各国辐射防护的实际情况。

5.4

考虑到国民经济和科学技术发展, 及历年的通货膨胀率等因素, 辐射防护α值不应多年固定不变, 而应视其情况, 在经过一定的年度以后, 作必要的修订, 才能适应国情变化的需要。如英国NRPB 1986年提出的α值基础值为3 000英镑, 1988年上升到5 000英镑^[7]。

5.5 辐射防护α值的基础值和专项辐射防护α值

对于一般放射性核素和辐对装置的辐射防护最优化分析, 使用辐射防护α值的基础值, 而对有特殊要求, 耗资较高的核设施的辐射防护, 可根据需要使用专项辐射防护α值。如:美国现在使用的辐射防护α值基础值仍为ICRP 37号出版物提出的每Sv 10 000 ~ 20 000美元^[1], 而美国核管会(NRC) 1995年公布的净化核电站排出物专项辐射防护α值为每Sv 20万美元^[1], 辐射防护α值基础值和该专项辐射防护α值相差竟达10倍。