对医用放射设备和工业射线探伤设备的防护工程进行防护效果的监测、评价时, 经常遇到因监测方法和评价指标不同而发生防护效果评价方面的争议, 造成一些不必要的矛盾和浪费。笔者针对在防护效果监测和评价工作中所遇到的一些实际问题, 发表一些见解, 供有关辐射防护部门和读者参考。

1 防护效果监测问题 1.1 在防护效果监测中遇到的问题 1.1.1 对医用放射设备防护工程的防护效果监测 1.1.1.1 监测时不用标准水模

有的监测单位由于配置的20世纪80年代的模拟散射体(外周尺寸为250mm×300mm× 150mm的有机玻璃水箱)大多已损坏, 无法使用, 新标准(GBZ138-2002)中规定的水箱体模(外周尺寸为250mm× 250mm×150mm的有机玻璃水箱)尚无统一制造推广, 因此有的监测单位无水箱体模而空曝监测, 或用普通塑料水桶装自来水代替水模。

1.1.1.2 监测时使用最大照射野

在医疗照射中, 不论放射诊断还是放射治疗, 照射野的范围都应该限定在计划照射的人体的被检查区, 不应该使用最大照射野, 使有用线束超出人体组织之外, 因此在进行防护监测时, 也不应该使照射野超出水箱体模之笵围。

1.1.1.3 监测时不按实际工作情况监测

例如, 透视机房或摄影机房, 在正常工作条件下有用线束均不会朝向防护门窗, 但有的人在监测时有意使有用射线束对准防护门、窗照射, 以评价防护门、窗的防护效果。

1.1.2 对工业射线探伤设备防护工程的监测 1.1.2.1 空曝监测

监测时不放探伤工件, 使探伤机空曝。

1.1.2.2 定向探伤机不按原设计的常规使用方向投照

而将探伤机放置在防护门附近使有用线束朝向防护门空曝照射。

1.1.2.3 周向探伤机不按原设计的常规使用的周向投照

而是有意使有用射线束对准防护门照射。根据现场实际情况, 圆筒状的探伤工件, 从防护大门运进探伤室进行周向探伤时, 圆筒工件的开口一般在防护门的对侧, 探伤机平躺在圆筒工件之中, 其长轴与圆筒工件的长轴一致, 这种位置有用射线不会直射防护门, 而是在与防护门呈垂直的方位上360°周向照射。

1.2 上述监测方法造成的不良后果 1.2.1 制造矛盾

屏蔽散射线的防护产品, 在无标准体模或探伤工件的条件下用直射线照射监测, 使合格的产品成为不合格的产品, 造成防护产品制造者、监测者与用户三者之间难以解决的纠纷。

1.2.2 造成浪费

将被监测的防护产品由这种“不合格”变为“合格”, 就需要再花费很大的代价进一步加厚其防护厚度; 而防护产品制造商和用户为接受这方面的教训而避免再出现这种“不合格”的现象, 就会违背辐射防护最优化的原则, 而设计、制造过度防护的产品, 从而造成资源浪费。

1.3 出现上述不规范防护监测的原因分析 1.3.1 用户要求

放射工作人员为增加防护上的保险系数, 要求这样监测, 认为只要对直射线屏蔽合格, 而在正常工作条件下肯定合格。

1.3.2 监测人员图省事

监测时不用标准水模而直接测量, 有的认为有、无标准水模监测结果差别不大。实际上对多数情况而言, 有、无水模的监测结果差别很大, 例如, 有人对医用加速器6MVX射线迷路外口防护门外的剂量率进行有、无水模的对比测量, 测试条件和测试点(9个测点)完全相同, 结果显示:无水模时的剂量率相当于有水模的1.67 ~ 3.86倍。

1.3.3 个别监测人员的行为

个别监测人员有意不放探伤工件并使有用射线直射探伤室防护门, 使门外剂量高达100μGy/h, 依此判定防护门不合格。而按原设计在有探伤工件的正常使用条件下测量, 则门外剂量率低于2.5μGy/h, 可达到防护标准。

1.3.4 缺乏明确的监测规范

在医疗照射的有关防护标准中, 除GBZ138-2002《医用X射线诊断卫生防护监测规范》中的4.2.1.2条和4.1.2.3条具体规定了监测的条件(如kV、mA和水箱体模)外, 其他相关标准均无明确监测条件, 例如, 在GBZ161-2004《医用γ射线远距治疗防护与安全标准》中的8.4.3条测量方法一节中, 仅笼统提出:“每个监测点的测量面积为100cm², 在治疗状态下用仪器测量该范围内的空气比释动能率。”

在已往的工业射线探伤的相关防护标准中, 在放射防护监测的条文中均未明确规定辐射防护监测的具体方法(例如监测时有、无探伤工件等)。这样, 对放射防护的监测方法, 不同的人出于不同的目的就会有不同的理解和做法。

1.4 对上述问题的思考 1.4.1 放射防护监测条件应与实际照射条件基本一致

辐射防护的目的是为了保障放射工作人员和公众的安全, 在此前提下应遵循辐射防护最优化的原则, 不宜笼统地规定在最大照射条件下进行监测和效果评价, 例如, VARIAN公司生产的CLINAC2100C/D型医用加速器, 等中心X射线的最大剂量率为600cGy/min, 最大方形照射野为40cm×40cm; 而在放射治疗时常用剂量率为300 ~ 400cGy/min, 治疗肿瘤时的照射野面积一般不会超过10cm×10cm, 除非进行全身照射时可能用到更大一些的照射野。如果选用上述最大照射条件进行防护监测, 监测点的剂量率会高得多, 因为监测点的剂量水平与等中心剂量率和照射野面积(主要对散射线而言)呈正比, 而且标准水模的面积一般只有30cm×30cm, 其周边比最大照射野小5cm, 这会大大增加主防护侧监测点的剂量水平, 因此, 笔者认为不必选用设备本身具有的最大照射条件进行监测, 按实际常用最大条件400cGy/min的剂量率和10cm×10cm的照射野进行监测即可满足防护要求, 不必增加如此大的安全系数, 即便有时等中心剂量率用到大于400cGy/min, 也不会对公众或放射工作人员造成危害, 因为这种情况毕竟是少数, 而且照射野面积在大多数情况下都会小于10cm×10cm。

再以工业射线探伤的监测为例, 在工业射线探伤的实践中, 从来不进行空曝, 一定会有探伤工件, 如果不加探伤工件在空曝条件下进行防护监测, 监测点的剂量率会大得多, 这不符合实际情况, 有悖于防护最优化的原则。如果考虑到有时探伤工件面积小于照射野面积, 部分直射线无探伤工件遮挡而直达监测点, 这种情况可能会出现, 但这仅对主防护侧有意义, 而对于固定的定向探伤机的副防护侧无实际意义, 对于周向探伤机而言, 大多数都是探伤高压容器的罐体或管道焊缝, 一般也不存在这种漏射线问题。对于无固定位置的定向探伤机而言, 探伤时直射线方向不固定, 但有两种情况可以考虑:①工厂生产的需要探伤的产品基本上是固定的, 而探伤工件输送到探伤室的方向也是基本固定的, 不大可能使4面墙壁都成为主防护; ②在操作规程中就应该限制有用射线束朝向防护门照射。对移动式探伤机现场探伤作业场所的监测而言, 在直射线的照射方向, 无探伤工件的控制区范围要比有探伤工件时增加约1倍^[1]。因此, 不宜笼统地规定要在不设探伤工件的条件下进行防护监测^[2]。笔者认为应根据实际应用的最大条件来进行防护监测, 例如, 最高管电压kV、最高管电流mA、和与使用最高管电压相对应的最薄探伤工件条件下, 按原设计的照射方向进行监测比较合理。

1.4.2 防护监测的照射野面积应与标准体模的面积基本一致

所谓基本一致, 就是说照射野面积可以接近标准体模的面积, 但不能超出其面积, 因为对医疗照射来说, 照射野不能超出要检查或治疗的病变部位, 例如对医用加速器进行防护监测, 所用水模的面积为30cm×30cm, 就不宜用其40cm×40cm的最大照射野照射; 对医用诊断X射线机, 使用GBZ 138-2002规定的250mm×250mm×150mm的标准水模, 照射野面积不应超出该水模的面积, 这样测量的结果才能比较准确地反映实际情况。

1.5 规范防护监测方法的几点建议 1.5.1 完善防护标准体系

在现行的有关医疗照射和工业射线探伤的防护标准中, 对防护监测方法问题, 大致分以下3种类型:①没有明确规定监测方法。例如GBZ126-2002 《医用电子加速器卫生防护标准》, 在监测方法和附录A中均未提及对防护工程(机房墙壁和防护门)防护效果的监测方法, 因此, 在监测时有的用等中心的最大剂量率(如600cGy/min)和最大照射野40cm×40cm; 而有的用实际常用剂量率(300cGy/min)和常用最大照射野(10cm×10cm)。另外, 在GBZ131-2002 《医用X射线治疗卫生防护标淮》中, 未提及对机房和防护门屏蔽效果的监测方法。②提及的监测方法比较笼统。例如在GBZ161-2004《医用γ射束远距治疗防护与安全标准》中的第8.4项“ γ远距治疗工作场所及周围环境的卫生防护监测”下的第8.4.3项“监测方法”中, 仅提到“每个监测点的测量面积为100cm², 在治疗状态下用仪器测量该范围内的空气比释动能率… … ”。对γ射线束的放射治疗来说, 其“治疗状态”有2点是固定的, 一是有病人, 可以理解为必需有标准水模; 二是输出剂量, 只要开机使放射源处于治疗位置即可。但是照射野的大小将隨每个病人的情况而变化, 这在防护监测时应选取多大照射野较为恰当呢?这只能是在照射野面积不超出标准水模面积的原则下由监测者的理解和经验而定, 有的认为治疗肿瘤的最大矩形照射野一般不会超过10cm×10cm; 有的采用ICRP第33号出版物中计算散射线屏蔽所用散射比中的散射面积^[3], 即20cm×20cm=400cm²。③对防护监测方法有比较明确的规定。例如GBZ138-2002《医用X射线诊断卫生防护监测规范》和GBZ117-2006《工业X射线探伤放射卫生标准》。

鉴于上述情况, 笔者建议, 我国制定的防护标准都应该考虑有明确、可行的防护监测方法, 才能使标准得以贯彻执行、指导规范实践。这就需要标准的制定者除了可借鉴国外的同类标准外, 还要有对国内实际情况进行的、足以说明问题的调查研究资料, 有些还必需有自己的试验依据, 以便提高标准规定指标的科学性和可行性。

1.5.2 监测与监督严格分开

防护监测必须由有资质的专业单位和专业人员负责, 而对监测结果, 监测人员不能仅根据仪器读数而直接轻易地下结论, 而应提交监督单位审查后予以宣布, 这样, 做到对防护监测结果双重负责, 以尽可能避免一些自己监测、自己评价、个人说了算的弊端。

2 防护效果评价问题 2.1 评价指标问题 2.1.1 缺乏统一的评价指标

评价一项防护工程是否达到防护要求(简称合格或不合格)?没有一个统一的明文规定的衡量标准, 执行起来就比较困难。大致有以下两种情况。

2.1.1.1 以年剂量限值为标准

即根据监测结果(空气比释动能率μGy/h)和全年实际曝光时间(或工作负荷)以及居留因子与利用因子等推算出年受照剂量, 与年剂量限值对照评价。这种方法比较科学, 但在基层很少能认真执行, 常遇到下列情况:①是以年剂量限值(如放射工作人员20mSv/a、公众1mSv/ a)为准, 还是以年剂量限值的1/10或3 /10作为约束值为准?没有明文规定; 在GB 18871-2002中的第11.4.3.2和11.4. 3.3项中提出“剂量约束值通常应在公众照射剂量限值10% ~ 30%(即0.1mSv/a~ 0.3mSv/a)的范围之内。但剂量约束值的使用不应取代最优化要求, 剂量约束值只能作为最优化值的上限(见4.3.4)”。“如果不存在其他照射的可能性, 并且降低照射的经济代价太大, 则在这种情况下经审管部门认可, 可将剂量约束值放宽到1mSv/a”。如果用0.1mSv/a~ 0.3mSv/a进行屏蔽设计与防护效果评价, 是否显得太严格了, 因为我国居民所受天然辐射年有效剂量中仅40K一项就有170μSv/a, 陆地γ辐射的年有效剂量为540μSv/a^[4]。②对监测结果不按原设计进行全面修正, 例如, 不能进行实际工作负荷、居留因子和利用因子的全面修正, 因为这要放射工作单位的配合, 而且工作负荷或实际曝光时间很难在放射设备正常运行前较准确地预计, 对机房外流动人员(公众)的居留因子也不易准确判定, 因此执行起来确有困难。

2.1.1.2 以瞬时剂量率为标淮

即以监测仪器的直接读数来评价。在我国现行的职业卫生标淮中, 有两项标准(〈工业γ射线探伤卫生防护标准〉和〈工业X射线探伤放射卫生防护标准〉)中明确规定探伤室屏蔽墙外和门外5cm处或30cm处剂量率应小于2.5μGy.h^-1, 而《医用X射线CT机房的辐射屏蔽规范》中规定的剂量目标值:机房的辐射屏蔽应同时满足下列要求:①机房外的人员可能受到照射的年有效剂量小于0.25 mSv(相应的周有效剂量小于5μSv); ②在距机房外表面0.3 m处, 空气比释动能率小于7.5μSv/h。对这一规定尚有不明确之处, 例如, 机房外的人员未明确指出是公众还是放射工作人员, 或者是二者都包括在內, 如果单指公众, 则年受照有效剂量小于0.25mSv, 相当于公众年剂量限值(1mSv)的1 /4;如果包括放射工作人员, 则相当于放射工作人员年剂量限值(20mSv)的1.25%, 这显然就太严格了。机房外与机房一墙之隔的控制室中的放射工作人员也是机房外人员, 但在该规范中未明确提及。如果在防护监测时, 仪器读数的剂量率小于7.5μGy.h^-1, 这还不能下合格的结论, 还必需估算出机房外人员在一周内实际受照时间, 只有在1周内的实际受照时间小于40min, 才能达到周有效剂量小于5μSv的剂量目标值。这对机房外的流动人员来说, 实在难以准确估算其受照时间。上述说明, 该规范规定的目标值是科学的, 用于屏蔽设计是可以的, 若用于防护工程完工后进行防护效果评价, 执行起来就比较困难。

2.2 对防护效果评价指标的建议 2.2.1 以年剂量限值作为评价指标

根据我国的实情, 对放射工作人员以年剂量限值的1/10(2mSv/a)、对公众以年剂量限值3/10(0.3mSv/a)作为屏蔽设计的目标值和防护效果的评价指标比较合理, 这也是目前多数单位实际应用于防护预评价和效果评价的剂量指标。

2.2.2 以瞬时剂量作为评价指标

我国应进行多方面的调查研究和估算, 找出符合国情、有说服力的统一的评价指标。在这之前, 笔者认为国际原子能机构(IAEA)推荐的7.5μSv/ h^[5], 最好达到2.5μSv/h的剂量率指标比较适宜, 因为它有从2.5 ~ 7.5μGy/h的机动范围, 可根据不同的情况来掌握, 同时它也基本符合我国之国情, 因此, 已被我国一些职业卫生标准所采纳, 故可以参照执行。