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2001年格魯吉亞90Sr放射性同位素?zé)嵩摧椛涫鹿式榻B

2018-07-27 06:18:46李小華楊鈞翔李俊杰陳遠(yuǎn)登李世禎王健旭胡少華肖榮鈞林睿智羅棱尹趙世倫
核安全 2018年3期
關(guān)鍵詞:放射源格魯吉亞劑量率

李小華,楊鈞翔,李俊杰,陳遠(yuǎn)登,李世禎,王健旭,張 宇,胡少華,肖榮鈞,林睿智,羅棱尹,趙世倫

(南華大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南衡陽 421001)

2001年12月2日,在格魯吉亞利亞(Lia)村以東大約50km處的一片森林里發(fā)生了3名伐木工人超劑量意外照射的輻射事故[1]。輻射事故由伐木工人無意發(fā)現(xiàn)2個(gè)高溫?zé)嵩床⑵溆糜谌梭w取暖引起。后來經(jīng)證實(shí)高溫?zé)嵩聪?枚活度為1295TBq90Sr放射性同位素?zé)嵩?Radioisotope Heat Source,簡稱RHS)[2]。

在第一次接觸到放射源約3h—3.5h后,3人出現(xiàn)惡心、頭痛、頭暈和嘔吐癥狀。1周—2周后,2人背上產(chǎn)生了燒灼感,另一人右手也產(chǎn)生了燒灼感覺[3]。其家人向當(dāng)?shù)鼐綀?bào)告了這些癥狀。警察建議3人前往當(dāng)?shù)蒯t(yī)院申請(qǐng)醫(yī)療救助。3人于2001年12月22日到事故發(fā)生地—特斯倫吉卡(Tsalenjhikha)區(qū)行政中心祖格迪迪市(Zugdidi)的大型綜合醫(yī)院住院接受治療。醫(yī)院根據(jù)3名患者的病史和臨床癥狀,診斷為急性放射病(Acute Radiation Syndrome ,簡稱ARS);并向位于格魯吉亞首都第比利斯的應(yīng)急醫(yī)療中心報(bào)告;要求將患者轉(zhuǎn)院到第比利斯血液學(xué)和輸血學(xué)研究所(Institute of Hematology and Transfusiology,簡稱IHT)接受專業(yè)治療[4]。IHT為3名患者采取了包括抗菌治療和使用免疫調(diào)節(jié)劑普通治療的救治措施。

格魯吉亞政府于2002年1月4日請(qǐng)求國際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency,簡稱IAEA)根據(jù)“核事故或輻射應(yīng)急援助公約”(簡稱援助公約)提供援助。根據(jù)這一請(qǐng)求,IAEA組織和派出了輻射事故專家特派團(tuán)隊(duì)前往格魯吉亞。第一支團(tuán)隊(duì)于2002年1月5日抵達(dá),主要任務(wù)是深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和判斷發(fā)生了什么事故,并對(duì)受超劑量照射人員的診斷和治療開展初步醫(yī)學(xué)評(píng)估。第二支團(tuán)隊(duì)于2002年1月27日抵達(dá),主要任務(wù)為協(xié)助格魯吉亞當(dāng)局訓(xùn)練回收放射源小組成員。訓(xùn)練內(nèi)容包括:搜尋和定位放射源;執(zhí)行回收放射源任務(wù);對(duì)放射源進(jìn)行鑒定;對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)開展電離輻射水平監(jiān)測(cè);為超劑量受照人員提供醫(yī)療救助。

在IAEA的幫助下,3名患者中的2名均轉(zhuǎn)院到國外的電離輻射損傷專科醫(yī)院治療,其中一名患者到法國巴黎佩爾西(Percy)軍事醫(yī)院燒傷治療中心接受治療,另一名患者到位于莫斯科的俄羅斯聯(lián)邦班娜斯亞(Burnasyan)醫(yī)療生物物理中心的生物物理研究所治療。

1 背景信息

2001年格魯吉亞90Sr放射性同位素?zé)嵩摧椛涫鹿逝c前蘇聯(lián)生產(chǎn)、使用和擅自遺棄的放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器(Radioisotope Thermoelectric Generators,簡稱RTG)相關(guān)。

1.1 事故地點(diǎn)

格魯吉亞原為前蘇聯(lián)加盟共和國,現(xiàn)為歐亞大陸高加索地區(qū)的主權(quán)國家。東鄰阿塞拜疆,南與土耳其和亞美尼亞接壤,西臨黑海,北鄰俄羅斯聯(lián)邦。根據(jù)格魯吉亞國家統(tǒng)計(jì)局報(bào)告,截止2017年年底,該國人口為3 718 200。90Sr放射性同位素?zé)嵩摧椛涫鹿适芎φ呔幼∮诶麃?Lia)村。該村位于格魯吉亞首都第比利斯西北約320公里的特斯倫吉卡(Tsalenjhikha)行政區(qū)。

1.2 放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器

RTG是一種通過熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將放射性核素衰變過程中釋放的熱能轉(zhuǎn)化為電能的放射性同位素裝置。前蘇聯(lián)采用不同的放射性同位素設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了各種類型的RTG。放射性同位素144Ce(活度740TBq),137Cs(活度1850TBq -5550TBq)和90Sr(活度3700TBq)常用作RTG的放射性同位素?zé)嵩?RHS)。在IAEA 2003年7月頒布的放射源分類標(biāo)準(zhǔn)文件(IAEA-TECDOC-1344)中,將RTG中的RHS歸類為具有最大活度和最高風(fēng)險(xiǎn)的Ⅰ類放射源[5]。經(jīng)典RTG的功率范圍在1W-1000W之間,工作壽命在10a~20a之間。前蘇聯(lián)采用144Ce和90Sr設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了β1,β2,β3,βC和βM型RTG[6]。此類RTG常用于無法獲得常規(guī)電能供應(yīng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)和漫長海岸線通訊設(shè)備中繼系統(tǒng)、燈塔、導(dǎo)航信標(biāo)、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等需要自主電源的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的電源[7]。前蘇聯(lián)將90Sr作為RHS,生產(chǎn)制造的RTG型號(hào)與出廠時(shí)源初始活度見表1(注:除每臺(tái)Gorn型RTG含有3枚RHS外,其它類型RTG僅含1枚RHS,表1僅列出了1枚RHS活度)。根據(jù)格魯吉亞提供的數(shù)據(jù)和參考文獻(xiàn)[6]的信息,可知本次輻射事故涉及的放射源屬于Beta-M型RTG,活度為1295TBq-1480TBq。

表1 前蘇聯(lián)采用90Sr作為RHS制造的RTG型號(hào)與出廠活度Table 1 Former Soviet Union RTG types and initial activities based on RHS 90Sr

輻射事故發(fā)生后,經(jīng)格魯吉亞當(dāng)局調(diào)查核實(shí),8臺(tái)βM型RTG于20世紀(jì)80年代早期引入前蘇聯(lián)加盟共和國格魯吉亞,用于當(dāng)時(shí)在建的恩古利(Engury)水電站和哈斗尼(Hudoni)水電站之間的無線電中繼系統(tǒng)供電[8]。這些RTG以每2臺(tái)為一組安裝放置在缺少常規(guī)電力供應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)的四個(gè)變電站。 βM型RTG的發(fā)熱元件是90Sr,活度為1480TBq,熱功率為250W,1m處的軔致輻射劑量率為1Sv·h-1。圖1為βM型RTG垂直剖截面圖[9]。

前蘇聯(lián)哈斗尼(Hudoni)水電站停止施工后,無線電中繼系統(tǒng)失去作用,RTG遺留在原地未得到有效監(jiān)督和控制。20世紀(jì)90年代末,金屬偷盜者將RTG金屬外殼和屏蔽層拆開,使RHS裸露,將RTG移動(dòng)離開了原來的位置。在8枚90Sr放射源中,迄今僅發(fā)現(xiàn)了6枚。1998年,在愛達(dá)麗村(Idiani)附近的斯旺尼梯(Svaneti)地區(qū)發(fā)現(xiàn)了第一對(duì)RHS,同年將其移走并安全地貯存起來[10]。第二對(duì)RHS是于1999年在那巴特斯海那村(Laburtskhila)附近發(fā)現(xiàn),于1999年5月移走和貯存。接觸放射源的人未受高劑量照射或?qū)で髱椭t(yī)學(xué)健康體檢也未發(fā)現(xiàn)任何異常。2001年12月,利亞(Lia)村的3名伐木工發(fā)現(xiàn)了第三對(duì)90Sr放射源。

圖1 Beta M型放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Type Beta M radioisotope thermoelectric generator

1.3 事故年表

2001年12月2日利亞村(Lia)的3名伐木工(指定為患者A,B和C)駕駛卡車在利亞村(Lia)以東大約45km~50km處收集木柴;18:00左右,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)圓柱形金屬物體躺在森林小路上;觀察到金屬物體周圍大約1m半徑范圍內(nèi)雪已經(jīng)融化了,潮濕的土壤上方緩慢地冒出蒸發(fā)的水蒸汽。據(jù)3人闡述,在從事?lián)焓澳静駝趧?dòng)時(shí),偶然發(fā)現(xiàn)了這2個(gè)質(zhì)量約為8kg~10kg,Φ10cm×15cm的圓柱形高溫金屬熱源(以下簡稱金屬熱源)。

患者C拿起一個(gè)金屬熱源,感覺其溫度高,燙手,立即將其丟棄。3名患者計(jì)劃第二天早上把收集到的木柴堆放到卡車上;因天色漸暗,決定在森林里過夜;用剛才發(fā)現(xiàn)的金屬熱源作為取暖器?;颊逤使用堅(jiān)固的金屬線將其中一個(gè)金屬熱源提起,將金屬線穿過熱源的框架孔,并把熱源拖拉到距離森林土路2m~3m處的一塊大石頭后面,整個(gè)拖運(yùn)過程耗時(shí)約1min?;颊?A和B生火做晚餐,整夜都呆在明火旁。 由于第二個(gè)金屬熱源的框架沒有任何孔洞,在患者C將第二個(gè)熱源從地面抱起的同時(shí),患者B在熱源周圍纏繞了一根堅(jiān)實(shí)的金屬線。此過程大約耗時(shí)2 min。患者C依靠纏繞熱源后余留出的0.5m長金屬線將熱源移動(dòng)到巖石上,并將其放置在另一熱源附近。

3名伐木工夜間坐在明火周圍取暖,距離身后金屬熱源約1m遠(yuǎn)。 患者A和B夜間在金屬熱源產(chǎn)旁呆了約1h~1.5h。金屬熱源與其背部上部和中部之間的距離大約為10cm。由于3人都未帶手表,所有時(shí)間間隔均采用估計(jì)方法獲得。 晚飯后,3名患者喝了一些(伏特加)酒;在飲了約100 mL酒后,感到異常不適,無法入睡。

在第一次接觸放射源后大約3h~3.5h,3名患者均出現(xiàn)了惡心、頭痛、頭暈和嘔吐癥狀。飲用一些伏特加灑后,患者A嘔吐了幾分鐘,患者B在30min后嘔吐,患者C在1 h后開始嘔吐。嘔吐次數(shù)頻繁,幾乎持續(xù)了整個(gè)晚上。因感到疲憊不堪,或睡眠不足而感到虛弱,3名伐木工第二天早晨僅把一半的木柴裝上卡車,于2001年12月3日17時(shí)左右回到利亞村(Lia)家中。除了第一個(gè)晚上,以后未出現(xiàn)進(jìn)一步的嘔吐。根據(jù)訪談?dòng)涗?,患者A和B通過背起方式將其中一個(gè)熱源,綁在一根木柴棍的頂部。熱源捆綁在木柴的頂部懸掛約幾個(gè)小時(shí)。事故場(chǎng)景仍然存在一些不確定性因素。3名患者的醫(yī)學(xué)癥狀和管理年表、回收放射源和當(dāng)?shù)鼐用癖O(jiān)測(cè)年表分別如表2和表3所示[11]。

表2 三名患者的醫(yī)學(xué)癥狀和管理年表Table 2 Chronology of the medical symptoms of three patients and their managements

續(xù)表

表3 回收放射源和當(dāng)?shù)鼐用癖O(jiān)測(cè)年表Table 3 Chronology of recovering radioactive source and local population monitoring

2 IAEA特派團(tuán)

IAEA派出輻射事故專家特派團(tuán)前往格魯吉亞開展了兩次調(diào)查。

2.1 任務(wù)目標(biāo)

IAEA輻射事故專家特派團(tuán)的第一次調(diào)查于2002年1月5日至11日舉行,主要圍繞以下任務(wù)目標(biāo)開展工作:通過分析可獲得的信息和物理測(cè)量來評(píng)估人們受照劑量的數(shù)量級(jí);對(duì)超劑量受照個(gè)體預(yù)后(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)的疾病發(fā)展情況)和治療開展初步的醫(yī)學(xué)評(píng)估;識(shí)別出IAEA針對(duì)“為了盡量減少放射性后果所提供的協(xié)調(diào)和援助”而可能提出的問題;建議IAEA向格魯吉亞提供其它額外援助。

第二次調(diào)查于2002年1月27日至2月9日舉行,其任務(wù)目標(biāo)是:為籌備和執(zhí)行從格魯吉亞西部特斯倫吉卡(Tsalenjika)地區(qū)的偏遠(yuǎn)山區(qū)回收兩枚(90Sr)無主源(無法確定主人的放射源,簡稱無主源)階段提供技術(shù)支持和咨詢;在格魯吉亞舉辦一次以無主源為主題的IAEA技術(shù)會(huì)議。

2.2 調(diào)查任務(wù)結(jié)果

2.2.1 IAEA第一次調(diào)查任務(wù)結(jié)果

IAEA輻射事故專家特派團(tuán)參加了格魯吉亞環(huán)境保護(hù)部、自然資源部以及DESCD共同舉辦的討論會(huì)議。根據(jù)格魯吉亞當(dāng)局2001年12月29日拍攝的一段展現(xiàn)放射源及其位置的短視頻,介紹和討論了輻射應(yīng)急情況。此階段主要關(guān)注的問題是:為每枚放射源制作一個(gè)鉛屏蔽容器;根據(jù)該地區(qū)的輻射水平和天氣情況,組織和規(guī)劃回收放射源行動(dòng);因惡劣的天氣條件,丟失放射源的風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)自身安全和利益的關(guān)注。

IAEA小組咨詢?cè)贗HT住院治療的3名患者情況后,認(rèn)為院方對(duì)患者病情的診斷和治療是適當(dāng)?shù)?,患者可繼續(xù)在IHT接受治療;沒有一名患者處于危及生命的狀況,并且他們都處于血液學(xué)緩解期的穩(wěn)定階段;患者A和B中度嚴(yán)重的表淺放射性灼傷到背部,處于自發(fā)性恢復(fù)階段;患者C有輕微的放射性損傷,可以在10d內(nèi)出院,回利亞村(Lia)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)門診部定期復(fù)診。

在IAEA小組的監(jiān)督和指導(dǎo)下,格魯吉亞勞動(dòng)、衛(wèi)生和社會(huì)事務(wù)部的一個(gè)醫(yī)療小組于2002年1月8日對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窠】禒顩r開展評(píng)估。18名醫(yī)師參與了篩查工作,對(duì)受輻照后可能出現(xiàn)的早期和晚期健康后果、以及最近嚴(yán)重輻射事故中所觀察到的損傷類型以及其管理情況做了兩次簡要介紹。在討論了這些發(fā)現(xiàn)后,對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裰锌赡艿氖苷杖藛T進(jìn)行了醫(yī)學(xué)檢查,以消除焦慮和恐慌。在300名篩查居民中,未發(fā)現(xiàn)因輻射導(dǎo)致的健康影響。

IAEA輻射事故專家特派團(tuán)在第一次任務(wù)匯報(bào)中指出了格魯吉亞當(dāng)局的職責(zé)。職責(zé)主要包括:迫切需要安全地確定放射源的位置;制定和啟動(dòng)回收放射源計(jì)劃,并在若干組織的參與下提供后勤保障支持,其中包括運(yùn)輸、安全保衛(wèi)和鉛制屏蔽容器的制備;選擇調(diào)查和人員監(jiān)測(cè)設(shè)備;選拔和培訓(xùn)有關(guān)工作人員;在當(dāng)?shù)亻_展模擬回收放射源(假密封源)的實(shí)踐操作培訓(xùn);放射源的運(yùn)輸和貯存;為3名受照患者提供醫(yī)療援助。

2.2.2 IAEA第二次調(diào)查任務(wù)的結(jié)果

(1)患者

IAEA特派團(tuán)非常贊成當(dāng)?shù)蒯t(yī)生的意見,認(rèn)為兩名最嚴(yán)重受傷的患者A和B迫切需要轉(zhuǎn)移到國外??漆t(yī)院治療急性放射?。煌瑫r(shí)還建議IAEA為患者到國外接受電離輻射損傷的專門治療提供幫助和便利。

(2)回收放射源的操作

格魯吉亞物理研究所專家與環(huán)境保護(hù)部、自然資源部工作人員共同制定回收放射源的計(jì)劃。該計(jì)劃旨在有限的財(cái)力和技術(shù)資源情況下安全地回收放射源,主要內(nèi)容包括:建造一個(gè)厚27 cm,高90 cm,重5.5t鉛制放射源運(yùn)輸和貯存容器以屏蔽射線;制造特殊的遠(yuǎn)程鋼制搬運(yùn)工具和鉗子用于回收放射源;改裝舊軍用卡車用于運(yùn)輸鉛制放射源運(yùn)輸容器;培訓(xùn)參與回收放射源操作的26名DESCD工作人員,同時(shí)確保其個(gè)人有效劑量遠(yuǎn)低于國際標(biāo)準(zhǔn)限值;2天的食物供應(yīng),12輛車的燃料(7輛汽車,3輛卡車,1輛公共汽車和1臺(tái)推土機(jī)),約50人的住宿等后勤保障。

IAEA提供了熱釋光個(gè)人劑量計(jì),確保準(zhǔn)備和回收放射源的操作符合國際輻射安全標(biāo)準(zhǔn)和良好實(shí)踐要求。

因當(dāng)?shù)睾蛧H媒體對(duì)格魯吉亞90Sr放射性同位素?zé)嵩摧椛涫录憩F(xiàn)出極大的興趣和關(guān)注,IAEA參與處理媒體咨詢事務(wù)。應(yīng)格魯吉亞當(dāng)局(格魯吉亞環(huán)境保護(hù)、自然資源部和內(nèi)政部)的要求,IAEA輻射防護(hù)專家特派團(tuán)的領(lǐng)導(dǎo)參加了幾次媒體新聞發(fā)布會(huì),旨在協(xié)助格魯吉亞當(dāng)局客觀、公正地向公眾提供有關(guān)該事件的信息。

3 放射源的回收

為了確保放射源回收工作的安全和有序開展,并從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。在IAEA特派團(tuán)的指導(dǎo)和監(jiān)督下,格魯吉亞當(dāng)局開展了放射源狀態(tài)的初步評(píng)估,制定回收放射源操作計(jì)劃,現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行回收放射源操作任務(wù),獲取回收操作經(jīng)驗(yàn)反饋等工作。

3.1 放射源狀態(tài)初步評(píng)估

放射源位于一個(gè)貧瘠,無人居住離利亞村(Lia)28km山區(qū)的土路旁。浮特斯克候里村(Photskhoetseri)是距離放射源位置最近的村莊和住宅區(qū)。該村位于恩古利(Engury)水電站大壩下方,從村莊沿泥土路到放射源位置的路程約18km,直線距離僅4km~5km。山脊,高海拔的水壩和水庫,將浮特斯克候里村(Photskhoetseri)和放射源位置分隔開。

通往放射源的土路主要由當(dāng)?shù)鼐用窈头ツ竟と耸褂谩V挥惺煜さ缆非医?jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)才有可能勝任在彎曲,狹窄,陡峭的土路上駕駛車輛。例如:擁有大功率,強(qiáng)動(dòng)力、三軸越野車輛的伐木工。受山體滑坡影響,距放射源位置最后400m土路完全無法通行。

2001年12月23日,因幾乎無法通行的道路和惡劣的氣象條件,格魯吉亞當(dāng)局第一次嘗試確定放射源的確切位置并檢查源的狀況,失敗。2001年12月29日的第二次嘗試取得了成功。一支由來自格魯吉亞物理研究所、DESCD和NRSS的專家組成的團(tuán)隊(duì)到達(dá)了該地區(qū),并確定了放射源的確切位置。該團(tuán)隊(duì)核實(shí)了放射源的狀況,開展了必要的測(cè)量,拍攝照片和錄制視頻。

放射源位于泥濘的道路之外,被一堆巖石和泥土堆分隔開。放射源位置如圖2所示。由于巖石和泥土部分屏蔽了泥土道路側(cè)的射線,即使在靠近放射源的情況下,在土路上測(cè)量的劑量率也不是很高。例如,靠近放射源,位于屏蔽土路的另一側(cè),距離輻射源大約5m處,劑量率為1.3mSv·h-1(圖2中9位置處)。對(duì)于沒有屏蔽的位置,劑量率約為80mSv·h-1(圖2中8位置處)。巖石和泥土堆提供的屏蔽,可使回收隊(duì)伍擁有更多的時(shí)間開展修整道路、把裝有屏蔽容器的車輛停放在便于安放回收設(shè)備和較低輻射劑量水平位置、安放長柄機(jī)械手等準(zhǔn)備工作。

圖2 放射源位置與車輛停放示意圖Fig.2 Location of the vehicle and radioactive sources

因附近居民區(qū)距離放射源很遠(yuǎn),放射源對(duì)當(dāng)?shù)鼐用癫划a(chǎn)生危險(xiǎn)。而且,RHS使用了“由不銹鋼制成的雙層膠囊密封的超級(jí)耐磨陶瓷”進(jìn)行了特殊制造。這種不銹鋼耐任何腐蝕性物質(zhì),實(shí)際上排除了產(chǎn)生放射性或有毒污染環(huán)境危險(xiǎn)的可能性。因此,格魯吉亞當(dāng)局并無迅速回收放射源的迫切需要;若在放射源附近標(biāo)記了電離輻射高劑量率的警戒地區(qū),且告知了當(dāng)?shù)鼐用?,則可將回收放射源行動(dòng)推遲到2002年的春季或夏季之前。然而,考慮目前特斯倫察倫吉卡(Tsalenjhikha)地區(qū)公眾對(duì)放射源的關(guān)注和恐懼情緒在逐漸增加,需加快回收放射源的工作進(jìn)度。盡管道路不通,氣象條件差,仍決定盡快開展回收放射源作業(yè),以消除對(duì)公眾潛在影響。

3.2 回收放射源操作計(jì)劃

3.2.1 負(fù)責(zé)回收放射源操作的組織

根據(jù)格魯吉亞國家法律規(guī)定,負(fù)責(zé)開展回收放射源行動(dòng)的主要組織是DESCD和NRSS[12]。它們負(fù)責(zé)制定回收計(jì)劃,建立和培訓(xùn)回收小組,并將盛裝放射源的鉛制運(yùn)輸容器安全運(yùn)輸?shù)劫A存設(shè)施。NRSS負(fù)責(zé)建造屏蔽容器,分發(fā)特殊設(shè)備(長柄機(jī)械手),安全貯存容器,以及回收放射源操作期間個(gè)人劑量和劑量水平的監(jiān)測(cè)。NRSS還負(fù)責(zé)(與勞動(dòng),衛(wèi)生和社會(huì)事務(wù)部一起)在回收前后對(duì)回收小組成員開展一次醫(yī)學(xué)調(diào)查;與回收小組成員簽訂特殊勞動(dòng)協(xié)議;對(duì)費(fèi)用支出進(jìn)行核算,并提供信息給政府、非政府機(jī)構(gòu)和公眾。

DESCD和NRSS負(fù)責(zé)選擇培訓(xùn)地點(diǎn)和提供運(yùn)輸保障,選擇將放射源運(yùn)輸容器運(yùn)送到貯存設(shè)施的公路運(yùn)輸方式,并選聘參與回收放射源操作的人員。格魯吉亞總統(tǒng)在孟格利那-高斯瓦涅季地區(qū)(Mengrelia-High Svaneti region)的事務(wù)代表,負(fù)責(zé)修通從恩古利(Enguri)大壩到放射源位置的泥土、沙石道路。格魯吉亞國家預(yù)算資金為由環(huán)境保護(hù)和自然資源部制定的一項(xiàng)旨在保護(hù)格魯吉亞人民免受電離輻射的有害影響的放射源回收計(jì)劃,提供了財(cái)政資助。

3.2.2 回收放射源操作策略與技巧

放射源所在地區(qū)氣象條件差,劑量率測(cè)量值高的特點(diǎn),給回收操作增加了困難。考慮到受高劑量率照射的可能性(距每枚裸露的放射源1m處劑量率約為1Sv·h-1),每名回收隊(duì)員對(duì)放射源操作的時(shí)間不得超過2min。允許隊(duì)員們?cè)诜派湓锤浇?20m)停留幾分鐘。因此,需組建一支20-25人的回收放射源團(tuán)隊(duì)。每名隊(duì)員操作過程中受照的最大劑量限制值為20mSv。根據(jù)合理可行盡量低的最優(yōu)化原則(As Low As Reasonably Achievable,簡稱ALARA),在培訓(xùn)期間特別強(qiáng)調(diào)了每名小組成員都應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離放射源操作,并在最短的時(shí)間內(nèi)完成操作任務(wù)。

3.2.3 回收放射源操作的準(zhǔn)備工作

在開展回收放射源行動(dòng)之前,必須開展以下準(zhǔn)備工作:

(1)制造一個(gè)鉛制屏蔽容器,以容納和運(yùn)輸放射源。其中一枚放射源頂部含有一蘑菇狀的帽子,可能裝有一塊鎢材質(zhì)保護(hù)板。另一枚放射源的金屬外殼切成了兩塊,原來放有一塊鎢材質(zhì)保護(hù)板。后一枚放射源的最大尺寸大約為30cm。因此,容器內(nèi)筒的直徑要求大于30cm。該容器的屏蔽功能應(yīng)確保其表面的劑量率低于國際核安全法規(guī)中關(guān)于放射源運(yùn)輸容器所允許的最大劑量率限值。因此,一個(gè)質(zhì)量約為5.5t,厚25cm鉛制屏蔽層的容器制造完成,如圖3所示。

圖3 運(yùn)輸放射源的屏蔽容器Fig.3 Shielding container for transporting the radioactive sources

(2)設(shè)計(jì),制造和測(cè)試用于回收放射源的特殊操縱設(shè)備和工具(長柄機(jī)械手)(如圖4所示)[13]。制作一個(gè)兩側(cè)各帶有一個(gè)鐵把手柄的手抬式鉛皮桶,以確保操作人員距容器的距離接近2m,并方便把放射源裝入鉛屏蔽容器的移動(dòng)工作(如圖5所示)。

(3)對(duì)回收小組成員開展醫(yī)學(xué)調(diào)查。

(4)對(duì)回收小組的訓(xùn)練在類似于野外實(shí)地操作過程的條件下進(jìn)行的。

圖4 回收放射源操作中的主要工具示意圖Fig.4 Schematic diagram of the main manipulating devices for recovery operation

圖5 轉(zhuǎn)移放射源特殊機(jī)械手(手抬式長柄鉛皮桶)Fig.5 Special manipulator for carrying the radioactive sources during the recovery operation

(5)安排好回收操作期間回收小組成員的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。

(6)制定了回收小組活動(dòng)的詳細(xì)計(jì)劃,以確定救援小組成員在距離放射源不同距離處的操作時(shí)間,停留時(shí)間和位置。根據(jù)格魯吉亞緊急時(shí)期的規(guī)定,將職業(yè)工作人員的有效劑量限值(在緊急情況下和清理過程中一次可以受照20 mSv)作為建立和確定救援隊(duì)成員所允許的最大劑量的基礎(chǔ)。為慎重起見,確保工作人員有效劑量保持在劑量限值以下,決定任何個(gè)體所受照的最大劑量不超過10 mSv。

(7)回收作業(yè)完成后,對(duì)放射源所在區(qū)域開展電離輻射水平監(jiān)測(cè),確認(rèn)成功完成了回收放射源作業(yè)。

(8)通往放射源的道路已經(jīng)修好,使裝載鉛屏蔽容器的車輛能夠停放在離放射源40m~50m遠(yuǎn)處。

(9)為放射源運(yùn)輸容器準(zhǔn)備了專用運(yùn)輸工具。選中一輛三車橋(車軸)越野車,運(yùn)輸容器的固定方式使其能夠承受從浮特斯克候里(Photskhoetseri)村到放射源道路上行駛時(shí)遇到任何強(qiáng)度的撞擊和突然移動(dòng)。

(10)安排好回收小組在回收操作期間一天的住宿。

(11)安排好放射源安全轉(zhuǎn)運(yùn)到貯存設(shè)施的特別交通護(hù)送。

3.2.4 運(yùn)輸放射源

為確?;厥蘸蠓派湓吹陌踩\(yùn)輸,制定了以下要求:將放射源放入已安全地固定在車輛尾部的鉛制運(yùn)輸容器內(nèi);裝有放射源運(yùn)輸容器的車輛由警車全程護(hù)送;放射源運(yùn)輸車輛的最高時(shí)速為50km·h-1(未裝載放射源)和30km·h-1(裝載放射源);在裝載放射源運(yùn)輸容器車輛經(jīng)過前,使用推土機(jī),拖拉機(jī)和專用機(jī)械清整理山區(qū)道路。

DESCD和NRSS負(fù)責(zé)將放射源安全運(yùn)輸?shù)劫A存設(shè)施。DESCD負(fù)責(zé)選擇交通工具和技術(shù)安排。DESCD領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)安排回收放射源小組成員的培訓(xùn)。

3.2.5 回收放射源隊(duì)伍與職責(zé)分工

回收放射源操作需要有足夠資格和技能的團(tuán)隊(duì)成員。格魯吉亞當(dāng)局決定派遣24人參加回收放射源操作。團(tuán)隊(duì)每名成員都承擔(dān)確切的任務(wù);還決定組建一支后備隊(duì),以備增援之用??傆?jì)41人接受了回收放射源操作培訓(xùn)。培訓(xùn)目標(biāo)包括:提高回收小組成員的操作技能;確?;厥招〗M承擔(dān)的任務(wù)保持協(xié)調(diào)一致;對(duì)回收小組成員熟練地使用長柄工具進(jìn)行訓(xùn)練;獲得經(jīng)驗(yàn)反饋,以提高回收操作的有效性,并酌情對(duì)放射源回收計(jì)劃做出必要修改和調(diào)整。

回收小組的核心成員系已具備豐富電離輻射操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的NRSS成員。指派NRSS領(lǐng)導(dǎo)人為回收?qǐng)F(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。NRSS領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)建造鉛制屏蔽容器和所有操作設(shè)備。NRSS和DESCD副主管負(fù)責(zé)開展培訓(xùn)[14]。NRSS領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)核與輻射活動(dòng)的庫存、控制、監(jiān)管和輻射監(jiān)測(cè),并從回收小組成員那里獲得個(gè)人經(jīng)驗(yàn)反饋。DESCD和NRSS的會(huì)計(jì)負(fù)責(zé)與回收隊(duì)員的談判和簽訂勞動(dòng)協(xié)議。格魯吉亞物理研究所輻射安全部門和國家腫瘤中心劑量評(píng)估部門的領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。物理研究所副所長,應(yīng)用研究中心主任,輻射安全部負(fù)責(zé)人作為執(zhí)行回收放射源操作的技術(shù)顧問。

3.2.6 回收放射源操作時(shí)間表

開展放射源回收作業(yè)的時(shí)間取決于道路和氣象條件、技術(shù)設(shè)備的準(zhǔn)備、運(yùn)輸方式三個(gè)因素。

3.2.7 部署回收放射源操作團(tuán)隊(duì)和資源

回收放射源操作的前一天,將回收小組部署在祖格迪迪市(Zugdidi)。所有運(yùn)輸工具和方式在德加里鎮(zhèn)(Djvari)準(zhǔn)備就緒。

3.3 回收放射源操作

放射源回收工作于2002年2月2日至3日進(jìn)行。格魯吉亞當(dāng)局為籌備和執(zhí)行回收放射源行動(dòng)舉行了一系列培訓(xùn)班。本次回收放射源操作在路況差和氣象條件惡劣的情況下開展。車輛從浮特斯克候里(Photskhoetseri)村到放射源位置的18km崎嶇山路耗費(fèi)了3.5h,因積雪覆蓋了大部分道路,只有當(dāng)?shù)卣峁┑臋C(jī)動(dòng)車才能安全、穩(wěn)定地在山路上通行。

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,準(zhǔn)備工作和初步測(cè)量需要30min?;厥展ぷ?將放射源轉(zhuǎn)移到道路上,并將其裝入已固定在卡車尾部的鉛屏蔽容器內(nèi))在20min內(nèi)完成。準(zhǔn)備返回浮特斯克候里(Photskhoetseri)村耗費(fèi)30min,行駛時(shí)間為3.5 h。在放射學(xué)研究所、格魯吉亞農(nóng)業(yè)科學(xué)院和其他有關(guān)部門的幫助下,NRSS、DESCD和物理研究所負(fù)責(zé)開展放射性源的回收工作,并將其運(yùn)送到安全貯存地點(diǎn)。

在回收放射源操作期間,采取下列步驟:(1)將鉛制放射源運(yùn)輸容器安裝、固定在車輛尾部;(2)回收小組的2名成員站在車輛兩側(cè)安放的簡易活動(dòng)式板梯(簡稱板梯)上;(3)把回收?qǐng)F(tuán)隊(duì)分為2個(gè)小組,第一組通過監(jiān)測(cè)距離輻射源20m區(qū)域劑量率對(duì)放射放射源進(jìn)行定位,第二組在遠(yuǎn)離放射源位置的安全距離之外待命;(4)2名回收小組成員把長柄機(jī)械手放置在放射源位置附近;(5)1名回收小組成員負(fù)責(zé)清除放射源周圍的雜草、小樹、泥土、亂石等障礙物;(6)1名回收小組成員利用長柄機(jī)械手,通過鈀、夾、拖等操作方式將1枚放射源放入手抬式長柄鉛皮桶內(nèi);(7) 2名回收小組成員把盛裝放射源的手抬式鉛皮桶轉(zhuǎn)移到卡車旁,交給站板梯上的交接人員;(8)站在板梯上的2名回收小組成員接過裝有放射源的手抬式鉛皮桶,并將放射源倒入固定在卡車尾部的鉛制運(yùn)輸容器內(nèi),如圖6所示;(9)若回收小組成員在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無法完成其操作任務(wù)(如受劑量限值的影響)時(shí),替補(bǔ)人員已準(zhǔn)備就緒;(10)回收小組的后半部分成員對(duì)第2枚放射源開展同樣的操作;(11)1人負(fù)責(zé)對(duì)回收小組所有成員進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)與控制,并記錄劑量;(12)2名回收小組成員開展劑量率監(jiān)測(cè);(13)所有回收放射源操作均由1名指派命令的工作人員,給出開始或停止作業(yè)聲音信號(hào)。每名操作人員在每一項(xiàng)活動(dòng)開始后的40s,將收到的一個(gè)停止作業(yè)的聲音信號(hào)。此信號(hào)代表回收放射源的操作將由下一名操作人員交接替換和接續(xù)完成。

IEAE使用熱釋光個(gè)人劑量計(jì),NRSS使用兩種電子劑量計(jì)作為個(gè)人劑量計(jì)測(cè)量和收集數(shù)據(jù)。表4列出了參與回收放射源操作人員所受照的當(dāng)量劑量。

圖6 放射源由鉛皮桶轉(zhuǎn)移至鉛制運(yùn)輸容器示意圖Fig.6 Diagram of a radioactive source transferred from a lead barrel to a lead transport container

表4 參與回收放射源操作人員的當(dāng)量劑量

以放射源位置測(cè)量值為基礎(chǔ)對(duì)放射源活度進(jìn)行了計(jì)算。2枚放射源彼此相距幾厘米??倓┝柯实臏y(cè)量點(diǎn)位于距放射源2m處。劑量率測(cè)量采用美國堪培拉公司生產(chǎn)的Radiagem型便攜式劑量檢測(cè)儀。距離測(cè)量工具為直線型硬棒,起點(diǎn)為2枚放射源之間的中點(diǎn),終點(diǎn)為固定在硬棒末端且經(jīng)過校準(zhǔn)后的劑量檢測(cè)儀。 測(cè)量結(jié)果顯示,距放射源2m處平均劑量率為300mSv·h-1。根據(jù)第一次(2001年12月29日)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果,距放射源1.5m處劑量率為150 mSv·h-1,明顯低于最近一次的測(cè)量結(jié)果。這是由于第一次測(cè)量使用的探測(cè)器被放射源所處位置的巖石所屏蔽造成的。用d(R)表示在距離R(m)處的劑量率(mSv·h-1),則2m處劑量率(測(cè)量值):

d(2.00)≈300mSv·h-1

(1)

假定此劑量率的一半來自一枚放射源,根據(jù)點(diǎn)狀放射源產(chǎn)生的劑量率與距離平方成反比例關(guān)系,可以估計(jì)距放射源1m處,由一枚源產(chǎn)生的劑量率(計(jì)算值):

(2)

該實(shí)驗(yàn)值小于放射源出廠證書中給出的劑量率:

d0(1.00)=100R/h=1000mSv·h-1

(3)

在將放射源放入到運(yùn)輸容器中之后,在敞開容器的頂部測(cè)量劑量率??紤]到容器的尺寸,放射源到探測(cè)器距離的估計(jì)值為50cm~55cm。 此距離值取決于容器內(nèi)放射源的位置。

容器頂部的劑量率測(cè)量值是:

d(0.50-0.55)≈4.6Sv·h-1

(4)

假設(shè)此劑量率值的一半來自其中一枚位于平均距離52cm處的放射源,可估計(jì)距離此枚放射源1m處的劑量率值為:

(5)

該值也小于放射源出廠說明書中的數(shù)值,但與以1m處劑量率測(cè)量值為基礎(chǔ)的計(jì)算值非常接近(見方程(2))。

將放射源移至泥土路后,距放射源不同距離處的劑量率測(cè)量值列于表5中。表5中劑量率值系使用斯蒂芬6000型劑量計(jì)在距放射源約25m、35m和45m處的讀數(shù)。距離測(cè)量值采用步行計(jì)數(shù)方法獲得,真實(shí)值與表4中的值可能存在一定差距。為了便于比較,根據(jù)放射源出廠證書中提的數(shù)據(jù),計(jì)算了距放射源相同距離處的劑量率。

表5 兩枚放射源劑量率測(cè)量值

顯然,放射源活度小于證書中標(biāo)注的出廠活度,但劑量率接近于先前測(cè)量的結(jié)果(見公式5)。劑量率的不同可能是由于放射源頂部鎢材質(zhì)圓盤造成的。根據(jù)源證書,該鎢圓盤固定在圓柱形放射源的頂部,如圖7所示。劑量率取決于放射源到探測(cè)器的方向,這是形成劑量率差異的原因。但是,放射源沒有鎢盤。首先,根據(jù)操作人員估計(jì),包括鎢盤在內(nèi)放射源總質(zhì)量不超過10kg。2枚放射源質(zhì)量約為20kg。其次,錄像顯示第二枚放射源上部蘑菇狀帽子是空的。這表明鎢盤已移除,因此,可排除電離輻射各向異性的可能,即電離輻射水平沿各個(gè)方向上幾乎相等。

圖7 有和無鎢蓋子的放射源Fig.7 Radioactive sources with and without the tungsten plate

劑量率的差異可能是因?yàn)樵诘缆飞蠝y(cè)量了第一枚放射源劑量率時(shí),第二枚放射源位于后面,影響了第一枚放射源的劑量率。當(dāng)2枚放射源位于原來的位置時(shí),道路被一大堆泥土和亂石擋住了。因此,在距離放射源40m~45m的地方,劑量率約為50mSv·h-1。當(dāng)?shù)谝幻斗派湓吹膭┝柯试诰嗟缆?5m處測(cè)量時(shí),第二枚放射源對(duì)總劑量率的貢獻(xiàn)至少為25mSv·h-1(約占實(shí)際測(cè)量劑量率的8%)。還應(yīng)考慮到,在泥土路上的輻射屏蔽水平隨地形發(fā)生變化。圖2是部分道路的簡化圖,標(biāo)注了放射源、車輛、巖石、土堆的位置和劑量率。

隨后更精確地測(cè)量了第二枚放射源的劑量率。因第一枚放射源已回收到卡車尾部的鉛制運(yùn)輸容器內(nèi),處于屏蔽狀態(tài),不會(huì)影響第二枚放射源的測(cè)量結(jié)果。放射源測(cè)量活度比源出廠證書上提供的數(shù)據(jù)少了約40%。源活度的減少是由放射性核素的衰變?cè)斐傻?。此枚RHS生產(chǎn)于1983年,90Sr核素的半衰期為28年。 經(jīng)過19年衰變后,放射源活度應(yīng)該是出廠時(shí)初始活度的0.519/28。 這相當(dāng)于距離放射源1m處的劑量率為0.62Sv·h-1(即具有19年年齡放射源的劑量率)。這一估計(jì)值與測(cè)量結(jié)果吻合較好。

運(yùn)輸放射源的鉛制容器蓋子由四部分組成。如圖3所示。 其中前三個(gè)部件為5 cm厚鉛蓋,位于容器的圓柱筒中央,第四部分為10cm厚鉛盤,蓋在容器頂部。考慮到蓋子重量,為便于搬運(yùn),將運(yùn)輸放射源容器鉛蓋設(shè)計(jì)成四件。若蓋子是一體式的,其重量將會(huì)超過350kg。

將放射源置于運(yùn)輸容器中后,敞口容器頂部的劑量率為4.6Sv·h-1。蓋上第一、二、三個(gè)鉛蓋后,同一點(diǎn)的劑量率分別下降到60 mSv·h-1、3.5mSv·h-1和500uSv·h-1。放置第四個(gè)鉛蓋后,劑量率下降到12uSv·h-1-14uSv·h-1。此值是放射源運(yùn)輸容器的允許限值。第一個(gè)鉛蓋子將劑量率降低了75倍以上。90Sr放射源產(chǎn)生輻射光譜中很大一部分來源于軟(低能)X射線,其吸收系數(shù)比高能γ射線大得多。第二、三和四個(gè)蓋子分別將劑量率降低了17、7和40倍。容器外表面劑量率小于1uSv·h-1,接近天然本底輻射水平。容器頂部較高的劑量率是由于前三個(gè)鉛制圓盤和內(nèi)圓筒形鉛制運(yùn)輸容器之間存在間隙造成的。射線通過散射到達(dá)最后一個(gè)蓋子。

3.4 從回收操作中反饋的經(jīng)驗(yàn)

鉛制放射源運(yùn)輸容器的蓋子結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成,在操作人員無需太靠近敞開的容器和內(nèi)部放射源時(shí),由2名操作人員依靠手抬長桿可實(shí)現(xiàn)打開和關(guān)閉。當(dāng)運(yùn)輸容器處于水平位置時(shí),如圖8(1)所示,這很容易實(shí)現(xiàn)打開和關(guān)閉。但是,位于野外回收地點(diǎn)的鉛制運(yùn)輸容器一般不可能完全放置于水平面上。這給打開,尤其是關(guān)閉容器造成了困難。當(dāng)蓋子置于靠近容器口上方位置處,還需增派第3名操作人員靠近鉛制運(yùn)輸容器,手工操作改變蓋子的方向才能關(guān)閉,如圖8(2)所示。這導(dǎo)致了操作人員受照時(shí)間和劑量的顯著增加。為了改進(jìn)和優(yōu)化容器,將蓋子設(shè)計(jì)成具有2個(gè)固定拉環(huán)的結(jié)構(gòu),如圖8(3)所示。2名操作人員在距放射源較遠(yuǎn)處,通過1人抬高些,另1人抬低些,更容易利用抬桿來改變蓋子的傾斜角度,達(dá)到關(guān)閉鉛蓋的目的。

圖8 鉛制放射源運(yùn)輸容器及蓋子的不同相對(duì)方向Fig.8 Different relative orientations of the lead container and its lid

為了防止或減少公眾的關(guān)注,帶有放射源運(yùn)輸容器的車輛在往返地點(diǎn)的行程中覆蓋篷布隱藏車內(nèi)物品。在回收放射源操作期間,因天氣惡化并開始下雨,沒有足夠時(shí)間移除車輛篷布。將放射源放入車尾鉛制運(yùn)輸容器后,產(chǎn)生了意料之外的監(jiān)測(cè)結(jié)果,即車內(nèi)外的劑量率較高。這是由防水篷布對(duì)射線的反射和散射輻射造成的,如圖9所示。在劑量率增加的情況下,開展了閉合運(yùn)輸容器鉛蓋的操作。

若事先除去防水篷布,可以避免出現(xiàn)此情況。帶有長手柄(長度超過2m)的操作機(jī)械手和工具,對(duì)于夾起、鈀動(dòng),拖動(dòng)放射源等操作非常簡單、方便和舒適。放射源質(zhì)量大(10 kg)的特點(diǎn)決定了,1名操作人員很難借助于長柄工具將放射源提起并轉(zhuǎn)移到位于車箱尾部的鉛制屏蔽容器。為了舉起放射源,將放射源從地面位置轉(zhuǎn)移到車尾鉛制運(yùn)輸容器內(nèi),使用了一個(gè)在兩側(cè)安裝了剛性手柄的手抬式放射源盛裝鉛皮桶(如圖5所示)。

圖9 裝有放射源的敞口容器位于車箱尾部Fig.9 The open container on the vehicle with the radioactive source注:1-卡車車箱;2-90Sr放射源;3- X射線束;4-反射線;5-散射線;6-卡車篷布;7-鉛制運(yùn)輸容器;8-車橋

4 生物學(xué)劑量

采用常規(guī)細(xì)胞遺傳學(xué)分析和熒光原位雜交染色體易位分析方法對(duì)患者開展了生物學(xué)劑量測(cè)定工作。

4.1 常規(guī)細(xì)胞遺傳學(xué)分析

將A,B和C患者所采集血樣,于2002年1月23日送到法國核安全與輻射防護(hù)研究所(Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety,簡稱IRSN)開展常規(guī)細(xì)胞遺傳學(xué)分析[15]。血液樣品于2002年1月24日抵達(dá)IRSN,并在當(dāng)天中午12:00培養(yǎng)樣本,并按照標(biāo)準(zhǔn)程序于次日獲取分析結(jié)果。

4.1.1 技術(shù)方面

兩名細(xì)胞遺傳學(xué)家僅在細(xì)胞第一次分裂的完整中期觀察到非穩(wěn)定性染色體畸變。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量保證大綱,至少有兩名技術(shù)人員檢查每組雙著絲粒染色體。

4.1.2 結(jié)果

開展染色體畸變泊松分布試驗(yàn)。根據(jù)偏差分布方差比的平均值,對(duì)其進(jìn)行了擴(kuò)展U檢驗(yàn),量化了偏離泊松定律的偏差。當(dāng)U檢驗(yàn)水平超過2時(shí),認(rèn)為外照射是不均勻的。將其應(yīng)用于表6中提供的結(jié)果,可以得出結(jié)論,患者C呈均勻照射的狀況。結(jié)果顯示患者A和B,照射明顯不均勻,身體局部可能受到大劑量照射。

表6 假定短暫和非均勻的照射,使用IRSN γ校正曲線(60Co,0.5Gy·min-1劑量率)根據(jù)雙著絲粒體產(chǎn)額估算的劑量和根據(jù)DOLPHIN和QDR模型校正計(jì)算的劑量

為開展劑量評(píng)估,使用由60Co γ射線在體外照射的血液淋巴細(xì)胞中得到的染色體畸變擬合劑量效應(yīng)關(guān)系,得到劑量率為0.5Gy·min-1。劑量效應(yīng)曲線:

Y=0.0008+0.0374D+0.0549D2

(6)

公式中Y是雙著絲粒體產(chǎn)額,D是吸收劑量,表6提供了全身劑量估算值。

假設(shè)3名患者受到急性相對(duì)不均勻的外照射,可以檢查Dolphin和品質(zhì)值(Qdr)模型,以修正患者身體局部受照初始劑量的估計(jì)值。IRSN從格魯吉亞細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室獲得關(guān)于雙著絲粒體產(chǎn)額和細(xì)胞數(shù)量的近似數(shù)據(jù)。采用Dolphin方法計(jì)算相關(guān)劑量。 表7結(jié)果顯示IRSN和格魯吉亞細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室獲得的結(jié)果之間吻合較好。

表7 從格魯吉亞細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室獲得的細(xì)胞遺傳學(xué)數(shù)據(jù)摘要

4.2 熒光原位雜交染色體易位分析

4.2.1 技術(shù)方面

IRSN采用熒光原位雜交(FISH)涂染技術(shù),在“用于進(jìn)行雙著絲粒分析相同的血液樣品”的外周血淋巴細(xì)胞中,開展染色體易位分析[16]。 實(shí)驗(yàn)室使用的DNA探針混合物,對(duì)約占整個(gè)基因組20%份額的染色體2,4和12是特異性的。

IRSN使用的兩個(gè)劑量效應(yīng)關(guān)系是從血液樣品的總易位和相互易位分析中獲得的。兩種血液樣品均在60Co源產(chǎn)生0.5Gy·min-1的劑量場(chǎng)中受體外γ射線照射。為了擬合這些參考曲線,排除了分析淋巴細(xì)胞中所有可見的帶有熒光復(fù)合體交換或熒光不穩(wěn)定染色體畸變的細(xì)胞。

4.2.2 結(jié)果

表8列出了3名患者的穩(wěn)定染色體畸變分析結(jié)果。其中包括細(xì)胞計(jì)數(shù),復(fù)雜交換和易位數(shù)目,相關(guān)劑量估算以及95%置信區(qū)間的數(shù)據(jù)。表7結(jié)果顯示在A和B患者中,含復(fù)雜交換的細(xì)胞比例非常大(患者A和B均為0.09,而C患者為0.003)。放射源的幾何形狀、活度、能譜等,可能是導(dǎo)致這些高度受損細(xì)胞存在的原因。根據(jù)3名患者染色體相互易位率估算的劑量值,與根據(jù)總易位率估算的劑量值相一致。

由最小外照射個(gè)體(患者C)染色體易位估算的劑量值,明顯高于由雙著絲粒體產(chǎn)額估算的劑量值,與基于易位獲得的劑量值相比,相差30%。這種差異存在的原因是,染色體易位分析工作與患者受照之間存在一個(gè)月的時(shí)間延遲,可能已出現(xiàn)了淋巴細(xì)胞減少情況。然而,與從雙著絲粒體產(chǎn)額估算的劑量相比,似乎低估了從更多受照個(gè)體(患者A和B)染色體易位產(chǎn)額估計(jì)的劑量值?;颊逜和B染色體復(fù)雜交換數(shù)量高是產(chǎn)生低估的原因。對(duì)于染色體復(fù)雜交換數(shù)量較高的患者A,當(dāng)攜帶復(fù)雜交換的細(xì)胞加入到總易位率,劑量估算值從2.5 Gy增加到2.9Gy。這與從雙著絲粒體產(chǎn)額估計(jì)的3.1Gy相一致。

表8 對(duì)3名患者染色體相互易位和總易位分析結(jié)果

4.3 當(dāng)?shù)鼐用竦谋O(jiān)測(cè)

格魯吉亞細(xì)胞遺傳實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的當(dāng)?shù)鼐用竦谋O(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,居住在附近的25個(gè)居民點(diǎn)的可能接觸到放射源居民的染色體畸變,未見顯著增加。

4.4 生物劑量學(xué)結(jié)論

細(xì)胞遺傳學(xué)數(shù)據(jù)——即從3名患者的外周血淋巴細(xì)胞中獲得的不穩(wěn)定和穩(wěn)定染色體畸變的產(chǎn)額表明,受照劑量最大的是患者B,其次是患者A和C。另外,從染色體易位估算的劑量值與雙著絲粒產(chǎn)額估算的劑量值非常接近。在這種急性非均勻照射情況下,與臨床數(shù)據(jù)相比,從Dolphin和Qdr模型中得到的局部受照劑量校正的平均值,與從細(xì)胞遺傳學(xué)數(shù)據(jù)中獲得的劑量值不相一致。

這是IRSN首次獲知,在超劑量意外照射情況下,細(xì)胞復(fù)雜交換的參與,可顯著地改變從易位數(shù)據(jù)獲得的結(jié)果。對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的進(jìn)一步研究,將有助于提高對(duì)復(fù)雜交換的形成機(jī)制,以及其它意外超劑量照射事故細(xì)胞分析的認(rèn)識(shí)和了解。

5 結(jié)論

對(duì)輻射事故的回顧與總結(jié)是一種操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的反饋,旨在減少將來發(fā)生類似輻射事故的可能性,一旦發(fā)生輻射事故時(shí)采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)急措施以減輕輻射事故后果。

在有關(guān)國家、地區(qū)和地方組織的支持下,在輻射防護(hù)專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)相結(jié)合的國際援助下,對(duì)2001年格魯吉亞90Sr放射性同位素?zé)嵩摧椛涫鹿适苷照叩尼t(yī)療管理和放射源回收工作是合適、充分、有保障的。此次輻射事故的經(jīng)驗(yàn)表明,需要通過國家級(jí)培訓(xùn)講習(xí)班的形式向全科醫(yī)師普及、傳授有關(guān)基本放射生物學(xué),相關(guān)臨床癥狀和對(duì)受電離輻射超劑量照射人員的醫(yī)療管理方面的知識(shí)。由全科醫(yī)生和核(輻射)安全監(jiān)管當(dāng)局保存一份專門研究電離輻射損傷的醫(yī)生名冊(cè),以供參考。這些醫(yī)生的技能特長應(yīng)包括皮膚輻射綜合癥(CRS)、急性放射病(ARS)和類似輻射損傷的診斷與治療。

在本次輻射事故中,IAEA根據(jù)《援助公約》向會(huì)員國提供援助,以應(yīng)對(duì)輻射緊急情況。在《援助公約》的框架內(nèi),國際原子能機(jī)構(gòu)于2000年建立了應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(Response and Assistance Network簡稱ERNET),并于2010年改名為響應(yīng)和援助網(wǎng)絡(luò)(Response and Assistance Network 簡稱RANET)。IAEA的RANET是一個(gè)綜合系統(tǒng),用于協(xié)調(diào)國際援助,以盡量減少核與輻射事故或緊急事件對(duì)健康,環(huán)境和財(cái)產(chǎn)的實(shí)際或潛在放射性后果?!对s》的成員國、其主管當(dāng)局、國際組織、技術(shù)專家和原子能機(jī)構(gòu)秘書處,通過該系統(tǒng)可以有效地在《援助公約》框架內(nèi),對(duì)輻射事件或應(yīng)急情況做出響應(yīng)、協(xié)調(diào),或向請(qǐng)求國(核與輻射事故的發(fā)生國)提供建議、援助,以減輕事故影響[17]。

事故的主要原因是:格魯吉亞90Sr放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器(RTG)缺乏有效監(jiān)管,未能及時(shí)將長期閑置的RTG拆除并把RHS安全送貯,擅自遺棄;此外,放射源上未貼上明顯電離輻射或電離輻射警告標(biāo)志,用當(dāng)?shù)卣Z言文字標(biāo)明其潛在的電離輻射危害。放射源標(biāo)簽和電離輻射警告標(biāo)志必須統(tǒng)一且符合《基本電離輻射符號(hào)ISO 361:1975》和《電離輻射符號(hào)補(bǔ)充ISO 21482:2007》國際標(biāo)準(zhǔn)[18]。

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