关于剂量约束概念的思考

袁之伦，赵善桂

(环境保护部核与辐射安全中心，北京 100082)

关于剂量约束概念的思考

袁之伦，赵善桂

(环境保护部核与辐射安全中心，北京 100082)

现今，我国核电建设规模不断扩大，核技术利用项目快速发展，其辐射防护尤显重要。其中在核与辐射建设项目辐射防护的设计和审评中，对剂量约束概念的应用，还存在很多误解。本文从剂量约束概念的引入、发展和建立，到剂量约束概念的意思、作用和应用范围，以及剂量约束概念和辐射防护相关概念的关系，进一步阐述对剂量约束概念的正确理解。

辐射防护;剂量约束;剂量限值;水平

1 引言

国际辐射防护委员会1990年建议书(ICRP第60号出版物)建议辐射防护的三个原则:实践或干预的正当性、防护的最优化和个人剂量/风险限值。

“剂量约束”的概念在第60号出版物中作为防护最优化范畴明确引入的。当时，这个概念也并不是新的概念，而是以前ICRP导则中已经出现的许多概念的综合优化。

在最近的ICRP第103号出版物中，剂量约束概念进一步明确，并从计划照射、应急照射和现存照射三类照射情况论述剂量约束概念和参考水平概念。

对于辐射源或实践来说，当辐射防护计划阶段结束，运行阶段开始时，建立一些与实际可测量量相对应的参考水平是比较恰当的，如果超过这些水平就需要采取特殊的行动。

本文讨论在各种类型的实践和照射情景下，剂量约束概念的意思、作用和应用范围。也讨论这个概念与“剂量限值”和“剂量上限”概念的关系，考虑剂量约束概念引入到防护体系中对剂量限值的使用有何影响。同时也分析在辐射防护实际工作中应用于职业照射、公众照射和医疗照射的各种参考水平的意思和功能。

2 剂量约束

2.1 剂量约束概念的建立

在ICRP第26号出版物 (1977年)发布之前，委员会建议书的主要目的是保护个人，因此，强调的是人相关“最大允许剂量”，后来演进为“剂量限值”的概念。这个概念同时具有预期性意义 (辐射防护的计划)和回顾性意义 (遵从法定限值的证明)。

渐渐地，遵从剂量限值不再被认为是充分的，防护最优化概念开始引入，最初出现在ICRP第22号出版物 (1973年)中，之后更正式地出现在ICRP第26号出版物中。这表明源相关评价和防护方法的引入，需要引入给定源对个人的剂量限制。

在最优化过程中利益和危害在一组人群中的分配通常是不相同的，这会导致不平等，相应于集体利益的优化来说，某些个人的剂量可能是不可接受的。因此认为，只有对每个人的危害限制在社会可接受的某个最大值之下时，用于最优化评价的利害分配才有可能认为是正当的。最优化时的约束概念已经出现在ICRP的建议书 (1977年)中，尽管当时还不是这样的名称，而且只是把剂量限值的值看作是最优化过程中的约束。

ICRP第60号出版物重新定义了剂量限值，是不可接受风险的下限。这样，防护最优化过程的个人剂量分配中，剂量限值不再能提供对不平等的充分限制。因此，“剂量约束”概念被明确引入。类似地，ICRP第60号出版物也引入了风险约束的概念用于对所谓的“潜在照射”的控制。

防护最优化原则在ICRP(60号出版物，112段)中阐述如下:

在实践中任何具体源来说，个人剂量、受照射的人数和不确定的受照射的可能性应该在考虑经济和社会因素情况下，要保持合理可达到尽量低。这个过程应该约束，即限制个人剂量 (剂量约束)，限制潜在照射中个人的风险(风险约束)，这样就限制了源于经济和社会分析导致的不平等可能。

由此，源相关概念剂量约束适用于可控制源实践中防护的最优化，而不是运用于干预情境，例如，事故后照射。

潜在照射可能发生也可能不发生的，必须考虑发生的概率和其后果严重性。然而，这个领域的工作还处于早期阶段，仅仅形成了一般的指导。因此本文不讨论风险约束。

2.2 最优化过程中剂量约束的应用

(1)剂量约束的意思

对于可接受的源或实践，约束的目标就是在防护的最优化过程中个人受到剂量的上限。换句话说，剂量约束就是在最优化过程中预期的个人剂量分配不能超越的个人剂量值。

尽管剂量约束以个人剂量表示，但其是源相关量，是针对应用最优化过程的源或实践来说的。

剂量约束的应用是预期性的，是应用于防护最优化情境下的防护计划的 (例如，电厂的设计或改建，运行的准备等)。一旦约束下的最优化工作完成了，约束不再是运行相关的了。

优化过了的防护选项需要选择剂量水平或导出量作为运行实际目标，设计的特征和运行的性能都要根据这个目标来判断，因此这个目标是回顾性的。

(2)最优化过程中剂量约束的作用

剂量约束是和人的防护相关的，但照射是来自进行最优化的辐射源或实践。建立约束必须清楚相关的源，选择的约束值应该跟工作目的相一致。

如果项目涉及辐射照射，项目设计或工作程序设计就会涉及剂量分配，通常是相应于利益分配的危害分配。在进行最优化时，不同的选项导致不同的剂量分配，剂量约束作为预期个人剂量的上限，能够限制最优化决策所可能导致的利害分配的不平等。

除了由于一个源或实践的利益、危害分配不同导致的不平等，另一个不平等可能源自同样或类似实践但具有不同的防护水平，由此，一项实践就会比一项类似的实践引起更高的个人 (或许是集体)剂量。如果良好运行的经验显示一个给定的防护水平实际可行，就没有理由接受类似的实践引起较高的个人剂量。两个类似实践的防护水平的一致性能够通过适当的剂量约束而得到。

以这些思想为基础，一个给定源或实践的剂量约束值的选择可以源自下列方法的一个或组合:

·所考虑的源或实践的防护最优化结果的运用;

·同样种类的源或实践的良好运行经验的运用。

再一次强调，剂量约束是应用于防护最优化的个人剂量。对于每个实践的集体剂量的限制，有些国家对核动力厂用人·Sv/GWa，还有单个任务的集体剂量的限制 (例如，核电厂再装料)，不是这里所说的剂量约束。这种限制是有用的，在国际上确实被用来减少一组工作人员的总照射和平均照射。

因为，剂量约束是最优化中预期的个人剂量上限，实际的最优化过程必须在剂量约束之下实施。涉及个人剂量分配的防护选项如果超过了剂量约束就应该从最优化过程中去除，其余的选项继续适用。或许有些情况，遵从了剂量约束后就不再需要再作最优化的努力了，尤其对于简单的源，这或许就是正当的方法了。

2.3 剂量约束和剂量限值

重要的是不要把剂量约束与剂量限值混淆，剂量限值是人相关量，是个人接受来自所有实践的剂量的法定限制，无论是现在还是在可预见的未来。

个人相关到源相关防护的演进是与20世纪70年代最优化的正式引入密切相关的，当时担心几个源对同一个人照射的总和会超过剂量限值。这种担心尤其是多个源对于公众成员的照射。这个问题的考虑是建议性的，形成于20世纪80年代，对源自每个给定源的个人照射应该限制在剂量限值的部分份额内 (过去称作“源相关剂量上限”)，这样源自几个源的照射的总和就不会超过剂量限值。这个限值的份额还是属于个人剂量限值的原则，概念上还是不同于给定源最优化中约束的概念。在选择约束时，应该考虑源照射上限的存在，这样约束的数值就应该小于或者至多等于源照射上限的值。

2.4 约束的量值

剂量约束主要表示成个人剂量。对公众照射，就是所考虑源或实践的关键组的平均剂量。其也可以表示成相应的导出操作量，比如核设施的年放射性排放量，辐照装置的照射率等。这些量建议为“导出约束”。

最优化过程的导出约束是应用真实的照射模式和照射途径假设建立的。然而，导出约束也可以直接由良好管理运行的经验调查而得到。

3 管理水平和操作水平

正如引言中所述，运行阶段开始时，建立一些与实际可测量量相对应的参考水平是比较恰当的，如果超过这些水平就需要采取特殊的行动。管理水平和操作水平就是测量的或评价的量值，如果在实际运行中被超过，就需要采取专门的行动。他们是作为最优化结果而建立的，是回顾性的，在概念上是不同于 (预期性)剂量约束。管理水平总是具有审管意义的，而操作水平可能是也可能不是相应于审管要求的。

这些水平可以表达成剂量或剂量率，更多的是表达成导出量 (辐射场强度，活度浓度等)。他们可能是下列形式:

(1)管理水平——关于运行的指标，是运营者/许可证持有者提议，审管部门批准的，或者由审管部门直接建立的，例如流出物排放水平。他们通常是政府批复中的技术描述，实质上是作为评价是否遵从运行限制要求的检查点。管理水平是建立在防护最优化结果的基础上，考虑了过去良好运行管理的经验，其相应于个人剂量的数值低于至多等于剂量约束的数值。

(2)操作水平——关于运行的具体参数或量，通常是运营管理者建立的，作为正确实施运营的内部限制，如果被超过就作为不良的运行情况。操作水平正常应该是低于相应的管理水平。

经常使用的操作水平例子是“调查水平”。超过调查水平就应该触发下列行动的一个或多个:

·提高对趋势的关注和检测;

·调查导致调查水平被超过的事件的原因和发展;

·考虑和实施纠正行动;

·适当地报告管理者和审管部门;

调查水平的值可以按下列方式建立:

·是管理水平的份额，作为接近或超越那个水平的报警阈值;

·是正常运行值 (低于或等于相应的管理水平)的系数乘积，表示对正常条件的偏差或偏离的趋势。

4 约束的应用

本部分讨论应用于职业、公众和医学照射的剂量约束、管理水平和操作水平。

约束有助于许可证持有者、运营者或用人单位在设计和运行计划阶段防护最优化过程的管理。审管者可以按照类似类别的源或实践以通用方法使用它，也可以专门针对具体的源或实践来使用它。约束的建立是运营者与审管者交互作用的结果。

尽管约束可以从良好运行管理的经验审查中或者通用的最优化中得到，但防护选项的最终选择也会受到政治、社会或其他原因的影响。不同照射情境之间的平衡，例如公众照射和职业照射之间，也是影响约束选择的一个因素。例如，太严格的公众剂量约束可能会对职业照射有负面的影响。

一旦防护选项通过最优化选择完成了，约束就不再是相关的了，除非是重新最优化需要选择新的防护选项。这种再选择是因为运行条件改变、新的技术提高、新的经济或社会情境、或者是发现个人剂量经常超过了操作水平。

设置约束的方法之一就是参照好的实践经验。为了方便，经验分析管理机构应该起草反映一定时期各种源或实践的先进水平的“良好实践手册”。典型的例子是NEA出版的“工作管理中良好实践手册”。

约束的引入肯定会促进经验数据库的发展和特殊源相关的操作剂量学的改善。实际上，约束概念引入的一个主要副产品是促进政府部门和运营者分析经验反馈以避免设置武断的约束值。这也就是说，约束有利于政府部门和运营者之间的对话。

然而，简单地对个人剂量或其他相关数据进行编纂统计是不足以建立用于设置约束的经验数据库，必要条件是要识别这些数据库和不同类型的源或实践之间的联系。个人年剂量数据库的完成应该经过对经验的系统审查，包括的数据有综合性能 (例如集体剂量)、运行特征 (例如剂量率或照射时间)和采取的防护措施等。

当实践或操作在预先建立的约束之下经过了最优化，审管者、许可证持有者和运营者就可以设置各种水平，作为准绳用来回顾性地检查最优化防护选项所预期的性能。

应该注意，审管者在建立对一个给定类型源或实践通用的约束和参照水平时，应考虑新设施可能与现有设施共同存在问题，现存设施的防护选项可能是根据早期的标准设计的。

4.1 职业照射

职业照射的剂量约束设置为个人剂量，源自一个具体的照射源，一项完整的工作 (例如一次具体的维修任务)或特殊项目中的一组操作。约束可以表示为单个剂量或者给定时期的剂量。

由于核能和核技术利用领域照射的多样性，很难为工作人员建立一个通用的剂量约束。例如，在放射医学领域约束通常是非常低的，但是一些地下采矿，或核电厂的特殊维修操作或去污染活动，较高照射不是轻易能避免的。然而，职业照射的剂量约束一般要设置得明显低于相关的剂量限值。

如果工作人员进行一组操作，对源自这些操作的剂量进行约束也是可行的，可以用各个不同的剂量约束，例如，X射线诊断部门工作人员防护的最优化，进行外部放疗和内部植入放疗的工作人员防护最优化就可应用不同的约束。原则上，如果工作人员一部分时间在一个部门工作，一部分时间在另外的部门工作，情况也是一样的。

对于工作人员照射的情况，良好运行管理经验在设置约束中是尤其重要的。全国的调查或者国际上的数据库 (例如OECD/NEA的ISOE发布了大量的核电厂特殊操作相关的照射经验数据)都可以用来建立约束。

管理者对防护最优化的重视是相当重要的。管理者在设置特殊操作和任务的剂量约束时，要与工人代表和安全防护人员协商，要得到审管部门的认同。约束和相应的优化选项应该定期审查，以了解取得了什么成绩以及新的变化情况。

职业辐射防护的主要担心之一是临时工问题，比如核电厂维修操作的承包商就不属于许可证持有者的工作人员。对于明确的工作建立源相关剂量约束，还不足以防止临时工的剂量超过剂量限值。对于这种情况，这就需要用人单位和许可证持有者合作，建立剂量约束的同时，克服涉及临时工的防护最优化难题。其中可以建立特殊的操作水平防止这些工人照射的剂量水平系统地接近剂量限值。

工人实际接受的剂量应该进行回顾性审查，检验个人剂量合理可达到尽量低。这种情况下调查水平的概念是有用的。这些水平针对于特殊操作中个人受到的剂量，或者某一工作场所中个人受到的剂量。如果调查水平被超过了，就应该调查导致照射的情况，判断剂量是否合理可达到尽量低，审查操作的组织安排。

调查水平，用工作环境的剂量率或活度浓度表示，可以用来检查工作条件有无变坏，也有利于审查经验反馈以进行未来的最优化。审管部门希望能设置适用于个人照射总量的综合调查水平，这就需要一个收集整理全国范围的剂量信息审管系统。

4.2 公众照射

根据ICRP，对公众照射约束比限值更重要。源相关约束的广泛使用和对源的特殊限制，要求公众照射一般比剂量限值低得多。因为对源或实践的约束是源相关的，至少在原理上，约束还是不能充分考虑来自其他源或实践的照射、目前和将来的照射。审管部门在为公众设置剂量约束时应该考虑这个问题，一般来说不应高到等于剂量限值。

实际上，公众照射都是通过约束的最优化程序和使用管理水平的来控制的。通常把接受单个源照射的同类人看作是一个人群，当这个人群受到这个源最大照射时，就称为“代表人”。剂量约束就是应用于防护最优化源的代表人群的平均剂量。但这个代表人也可能受到其他源的照射。如果代表人受到的照射可能接近公众照射的剂量限值时，那么每个源的约束选择都要允许其他源对代表人的照射。这样就要求每个源的剂量约束低于或至少不超过那个源的剂量份额。公众成员的约束建立准则可以参见IAEA的TECDOC—664。

剂量约束一般是指影响代表人的所有照射途径的剂量。在有些情况下，也可以使用对于具体照射途径的约束。例如，核设施液体排放对公众成员照射的约束，气体排放照射的约束。这些途径相关的约束就是液态和气态流出物处理系统最优化过程的上限。

对于放射性物质向环境的排放，审管部门设置排放的管理水平，这也是最优化过程的结果。这些管理水平一般表示为年排放量，也可以表示为年水平的份额作为短时期的管理水平。以排放的管理水平的份额设置调查水平，如果调查水平被超过了，就要审查导致超过的原因，确保未来的排放不会超过相关的管理或操作水平。

4.3 医疗照射

医疗照射是指病人因为他自己的医学诊断和治疗而受到的照射，知道并愿意帮助病人的非职业照射岗位的人受到的照射，以及生物医学研究项目志愿者受到的照射。

在诊断和介入医疗程序的照射中，使用诊断参考水平来达到防护最优化的目的，而不采用对个体或者剂量实行约束的办法，这一机制是通过管理患者剂量来使其与医疗目的相适应的。

5 总结

剂量约束是辐射防护实际工作中进行最优化的有用工具，剂量约束不应该误解和误用作新类型的限值。这个概念必须作为普通意义来使用，不是辐射防护中的过于复杂而夸张的术语和概念，那样就难于在实际工作中应用。

现今阶段，辐射防护实施最优化中，这种方法的应用还是有限的，尽管在有些国家有很多具体应用的例子，包括约束的使用。在许多方面，尤其是在工业领域，明确考虑了经济和社会因素的最优化方法还没有被广泛应用。一个原因是，在最优化过程中使用的经济和社会准则主要取决于价值观，这现在还是不一致的。这样来说，参照好的实践目前似乎是设置剂量约束最适当的方法。

实际上，剂量约束的有效性取决于与源的充分匹配，这样，源的操作者和责任人最清楚剂量约束的设置或建议。审管方面，剂量约束是影响放射防护质量的有用工具，是政府部门与运营者之间确保最优化原则应用的讨论方向。

重要的是，约束的引入应该促进最优化的全面应用，从而进一步提高防护水平。管理水平和操作水平的正确应用可以为最优化过程结果的实施提供有效的保证。

［1］ICRP.Recommendations That Doses Be Kept as Low as Readily Achievable.ICRP Publication 22.Pergamon Press，1973

［2］ ICRP.Recommendations of the ICRP.ICRP Publication 26.Pergamon Press，1977

［3］ICRP.Cost Benefit Analysis in the Optimisation of Radiation Protection.ICRP Publication 37.Pergamon Press，1983

［4］IAEA.Principles for Limiting Releases of Radioactive Effluent， into the Environment.Safety Series， No. 77.Vienna，1986

［5］ IAEA.Principles for the Establishment of Upper Bounds to Doses to Individuals from Global and Regional Sources.Safety Series，No.92.Vienna，1989

［6］ICRP.Optimisation and Decision-Making in Radiological Protection.ICRP Publication 55.Pergamon Press，1989

［7］ICRP.1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.ICRP Publication 60.Pergamon Press，1991

［8］H.J.Dunster.The Use of Constraints by ICRP.Journal of Radiological Protection.12:219.1992

［9］ICRP.2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.ICRP Publication 103.Pergamon Press，2007

Considerations on the Concept of Dose Constraint

YUAN Zhilun，ZHAO Shangui
(Nuclear and Radiation Safety Center，MEP，Beijing 100082，China)

With the expansion of nuclear power construction and the rapid development of nuclear technology usage in China，radiation protection becomesmore important.Butmisunderstanding exists in the application of the concept of dose constraint in the design and review of radiation protection of nuclear and radiation construction projects.Correct understanding of the concept of dose constraint is elaborated based on the introduction of the concept of dose constraint，development，establishment，themeaning，role and application scope，aswell as the relationship between the concept of dose constraint and related concept of radiation protection.

radiation protection;dose constraint;dose limit;level