實驗室放射性同位素及放射源安全管理探索

馬建中，山 立，呂金印，伊虎英

(1. 西北農(nóng)林科技大學 水土保持研究所，陜西 楊凌 712100；2. 西北農(nóng)林科技大學 生命科學院，陜西 楊凌 712100)

隨著核技術(shù)的快速發(fā)展，放射性同位素、放射源和60Co γ輻照裝置的應用范圍越來越廣，使用量越來越大。據(jù)報道，我國現(xiàn)有放射源(含放射性同位素)約7～8萬枚[1]，另據(jù)中國同位素輻照行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，全國現(xiàn)有60Co γ輻照裝置150余座[2]，特別是高校科研院所作為教學和科研的重要基地，對各類放射性同位素、放射源和60Co γ輻照裝置的應用領(lǐng)域日益增加，因此，急需要建立健全完善的安全管理規(guī)章制度體系，促進高校科研院所開展放射性同位素和輻射應用工作的可持續(xù)發(fā)展。本文結(jié)合作者在同位素應用研究室管理方面多年的工作經(jīng)驗和體會，就高校科研院所放射性同位素、放射源和60Co γ輻照裝置的安全管理進行了探討。

1 我所同位素應用研究室發(fā)展現(xiàn)狀和成績

水土保持研究所成立于1956年，是中國科學院在西北地區(qū)較早建立的研究所之一(1999年與西北農(nóng)林科技大學合并，現(xiàn)仍是科學院和教育部共建的一個研究所)。1959年在本所建立了西北地區(qū)第一個同位素應用研究室，開展同位素應用研究及輻射育種工作，至今已有50多年。由于自始至終把安全管理工作放到首位，牢固樹立“科研必須安全，安全為了科研”的觀念，從而保障了科研工作的順利開展，取得了較大成績，同時，獲得了顯著的社會與經(jīng)濟效益，先后獲得了全國科學大會獎、中國科學院科學技術(shù)進步獎、農(nóng)業(yè)部科技成果獎、陜西省科學大會獎、寧夏回族自治區(qū)人民政府科技進步獎和西安市科學大會獎等13項獎項，80多篇相關(guān)論文被《中國科學通報》、《核農(nóng)學報》、SCI等收錄，出版專著2部。

該室曾較早地(60年代初期)利用32P開展磷肥施用方法及肥效研究，以及白鰱魚對魚腥藻的消化吸收規(guī)律研究，均獲農(nóng)業(yè)部科技成果獎[3]。在土壤侵蝕研究中，應用137Cs示蹤技術(shù)定量分析了土壤侵蝕的分布規(guī)律及其過程，為治理黃土高原水土流失提供了科學依據(jù)。由于長期開展放射性同位素應用研究工作，積累的放射性物質(zhì)及放射源30種共143枚，其中有短半衰期的32P、59Fe 、192Ir和60Co等，半衰期較長的14C、234U、241Am和226Ra等放射性物質(zhì)，50多年從未發(fā)生過放射性事故或事件。1973年在西北地區(qū)建立了第一個60Co γ輻照裝置(源活度為3.33×1014Bq)，用于輻射育種及射線應用研究工作，安全運行40年。該室先后被評為省級安全先進集體，榮獲中國科學院安全工作獎。利用60Co γ射線培育出優(yōu)良農(nóng)作物品種5個(省級審定)、牧草品種2個(國家級審定)。1976年為陜西省第一毛紡廠研究設(shè)計并安裝了我國第一臺現(xiàn)代化羊毛60Co γ輻照裝置消毒生產(chǎn)線，生產(chǎn)運行效果良好[4]。該研究項目先后榮獲1978年全國科學大會獎、1980年紡織部科技進步獲二等獎、1983年中國科學院科技進步二等獎。

2 放射性同位素及放射源的性質(zhì)和危害

放射性同位素及放射源是現(xiàn)代科研活動中應用廣泛的特殊材料[5]。放射性同位素就是具有放射性的同位素。存在于自然界的放射性同位素叫天然放射性同位素，用人工方法(例如用反應堆、加速器等)制造出來的放射性同位素叫人工放射性同位素[6]196-197。放射源是指除研究堆和動力核燃料循環(huán)范疇的材料以外，永久密封在容器中或有嚴密包層并呈固態(tài)的放射性材料[7]。目前，高校科研院所常用的有3H、14C、32P、60Co、137Cs、241Am等，放射出來的α、β、γ射線都具有一定的能量。α射線的電離能力很強，穿透能力較弱，3～8 cm即被吸收。防護α射線的外照射比較簡易，但切忌α射線放射性同位素進入體內(nèi)，而β和γ射線具有強大的穿透能力，過量的照射會危害人體健康。總之，放射性同位素主要通過內(nèi)照射、外照射2種形式對人體造成傷害[6]6-14。這幾年放射性事故仍然居高不下，每年都有20多起放射性事故或事件發(fā)生[8-9]。據(jù)不完全統(tǒng)計，近35年來，國內(nèi)外γ輻照裝置上發(fā)生13起輻射事故，造成了嚴重的危害[10]。放射性同位素241Am是半衰期很長(458a)的極毒的放射性同位素。241Am源的密封性如果被破壞，則可能造成大面積污染，如8×1011Bq241Am被均勻分布在土壤中，則有可能使約4×105m3的土壤超過豁免水平，如有較大份額進入體內(nèi)，則將對人體產(chǎn)生嚴重危害[11]。

放射性同位素及放射源由于看不見、摸不著、不被人感知，提起放射性同位素及放射源，人們就會聯(lián)想起核爆炸、核武器和核恐怖(尤其日本福島核電站的事故核泄漏)。這種“核恐懼”心理普遍存在，即使輕微的放射性事故發(fā)生，或稍有放射性物質(zhì)泄漏，雖然不會構(gòu)成對人的身體傷害或環(huán)境污染，人們也會產(chǎn)生心理恐慌，嚴重時會使人心不穩(wěn)，甚至引起社會動亂，高校科研院所等人口密集區(qū)域更是如此。

3 放射性同位素、放射源和60Co γ輻照裝置安全管理的特點

3.1 種類多

放射性同位素及放射源種類繁多，不僅半衰期、活度差別較大，危險程度也不同[12]。高校科研院所使用放射性同位素及放射源，涉及到所有需要進行實驗的學科門類，實驗方法多種多樣，實驗內(nèi)容差異性大。這一性質(zhì)決定了安全管理工作的復雜性。

3.2 活度小

放射性同位素及放射源的活度一般較小(大部分是IV、V類源)，使用場所及時間相對集中，實驗人員單一，一般只是根據(jù)學生教學任務和教師科研需要來安排實驗，使用次數(shù)有限，每次實驗都是要求實驗人員在短時間內(nèi)集中完成，而這種短時間內(nèi)在固定場所集中完成的特點，給管理工作帶來了很大的好處。

3.3 60Co γ裝置與企業(yè)不同

從事60Co γ輻照加工企業(yè)放射源的活度較大，主要應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、中成藥及醫(yī)療用品的消毒、食品貯藏保鮮、材料改性等領(lǐng)域。高校科研院的放射源活度較小，主要是用于農(nóng)作物的輻射育種和射線應用的研究，是根據(jù)學生教學任務和教師的科研需要，一般使用頻率低，這也給了管理者充分的時間做好60Co γ裝置設(shè)備的定期檢查和維護保養(yǎng)，對γ輻照裝置的安全運行提供了保障。

3.4 管理人員多重身份

在高校科研院所從事放射性同位素及放射源和60Co γ輻照裝置安全管理人員有多重身份。管理人員大多為高校教師、科研人員，了解輻射傷害的危險性和可防性，他們的專業(yè)知識及輻射安全防護管理經(jīng)驗豐富，有著先進的安全教育理念，他們既是安全操作的示范者，又是安全管理的踐行者，還是安全知識的傳播者，起著加強高校科研院所輻射安全文化建設(shè)、提高使用人群的輻射安全意識的重要作用。

4 加強放射性同位素及放射源和60Co γ輻照裝置安全管理

根據(jù)上述高校科研院所放射性同位素及放射源和60Co γ輻照裝置安全管理工作的特點，結(jié)合國內(nèi)外的經(jīng)驗和教訓，只有牢固樹立“安全第一的思想”，體現(xiàn)“以人為本，安全第一”的基本原則，采取法規(guī)、技術(shù)和管理等措施，確保使用放射性同位素及放射源和60Co γ輻照裝置的安全。

4.1 相關(guān)法律法規(guī)

我國在核技術(shù)利用方面已建立了完善的法律法規(guī)體系，現(xiàn)行的《中華人民共和國放射性污染防治法》、《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》、《電離輻射防護和輻射安全基本標準》、《放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法》，以及2012年3月施行的《放射性廢物安全管理條例》等相關(guān)條款，都對放射性物質(zhì)及放射源和60Co γ輻照裝置的管理做出了明確的規(guī)定。每一個從事放射性工作的高校科研院所必須獲得由環(huán)境部門頒發(fā)的《輻射安全許可證》才能夠使用放射性同位素及放射源。從高校科研院所放射性同位素及放射源和60Co γ輻照裝置的管理特點和社會危害看，它具有的特殊性與其他實驗室事故不同，放射事故不僅會帶來巨大的經(jīng)濟損失和健康損害，還會造成嚴重的社會影響和恐懼心理。因此各個高校科研院所應該在國家法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身發(fā)展規(guī)律的特點，建立健全完善的高校科研院所放射性工作安全規(guī)章制度體系。

4.2 技術(shù)規(guī)范化

高校科研院所放射性同位素及放射源的安全管理應遵循“嚴格分區(qū)、分類管理、集中存放”的原則，采取專門容器貯存、專門地點集中、專門庫房存放、專職人員管理的方法，同時對放射源庫在采用人防(巡邏、值班等)、物防(防盜門、防盜網(wǎng)等)的基礎(chǔ)上，再采用技防(以電子技術(shù)、傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)制造的紅外線報警安全防范系統(tǒng))，成為一種全天候、全方位、全自動化的安全防范體系。在同位素示蹤方面，對放射性同位素的選擇，應根據(jù)不同的實驗目的、實驗周期以及工作人員的安全性等選擇放射性同位素的半衰期、射線的種類、射線的能量和放射性純度等[13]，還應根據(jù)不同種類的放射性同位素及放射源選擇不同的輻射防護措施。在使用過程中必須嚴格遵守放射性及放射源工作安全操作規(guī)程，從時間、距離和屏蔽材料3個方面做到輻射防護的最優(yōu)化。60Co γ輻照裝置運行的操作者和管理者，都必須把安全放在第一位。γ輻照裝置的安全應符合縱深防御的原則，安全聯(lián)鎖裝置應符合冗余性、多樣性和獨立性要求，具體應符合國家環(huán)保部門提出的8條基本安全要求和7條其他要求，還要建立健全各項安全管理制度及防范措施。高校科研院所在購買、運輸、轉(zhuǎn)移、貯存、報廢和處置等諸多環(huán)節(jié)都必須嚴格執(zhí)行國家相關(guān)的登記、備案、許可制度。

4.3 管理制度的常態(tài)化

任何放射性工作都必須有嚴格的規(guī)范條件和制度把關(guān)，才能防止事故的發(fā)生。根據(jù)國家有關(guān)法規(guī)條例，結(jié)合外單位的先進經(jīng)驗，從自身的實際出發(fā)，制定與新時期發(fā)展相適應的安全管理制度以及放射性事故應急預案，并加以嚴格的執(zhí)行。

管理人員應合理配置、分工明確、職責分明，定時對放射性同位素和放射源的安全使用及賬目情況進行檢查，用輻射劑量測量儀逐一核對放射性同位素及放射源的劑量和數(shù)目，做到賬物相符，并對檢查結(jié)果書面記錄，同時對同位素實驗室的管理規(guī)章制度、操作規(guī)程、放射性警示標志、輻照裝置安全工作制度、工作人員培訓制度、放射性廢物的處置以及處理放射性事故的應急措施、防盜系統(tǒng)、滅火器配置、監(jiān)測儀器配置和個人劑量儀配置等進行全面檢查。

5 結(jié)束語

我國的核能事業(yè)發(fā)展已有50多年的歷史，經(jīng)過不懈的努力，核技術(shù)的應用已在我國國防、醫(yī)療、能源、工農(nóng)業(yè)等科研領(lǐng)域得到了廣泛應用，對維護我國國防安全、促進國民經(jīng)濟和社會發(fā)展、增強我國的綜合國力，起到了十分重要的作用。不論我們喜歡與否，輻射和放射性都是人類生存環(huán)境中非常重要的一部分。隨著人口日益增長，自然資源不斷減少，為了維持人類的生活標準，防止饑餓或戰(zhàn)爭帶來的大量死亡，必須發(fā)展一切形式的能源，包括核能，以滿足人類的需求[14]。

我國雖然50多年來沒有發(fā)生過導致人員死亡的核事故，但輻射事故頻頻發(fā)生，已造成8人死亡。我們應當認識到，大部分公眾不可能明確區(qū)分核事故和輻射事故，他們常常會把輻射事故當作是核事故。輻射事故不但造成對健康和環(huán)境的影響及經(jīng)濟損失，而且可能造成巨大的社會影響，造成公眾對核能事業(yè)的心理恐懼和不信任，最終可能斷送核能事業(yè)[15]，因此我們必須認識到我國放射性同位素及放射源安全管理所面臨的嚴峻形勢。為了保證核能事業(yè)的健康有序發(fā)展，必須根據(jù)國家的法律法規(guī)，健全放射性工作安全規(guī)章制度，使安全管理工作有據(jù)可依，有章可循。必須強化安全意識，加強技術(shù)培訓，提高管理人員和從業(yè)人員的安全素質(zhì)，加強報廢放射源的管理和處置，加強宣傳教育，使公眾了解放射性物質(zhì)及放射源用途的同時，也了解其危害。

[1] 潘自強.放射源安全管理中一些問題的討論[J].輻射防護，2002，22(5)：257-262.

[2] 劉春泉，朱佳廷，趙永富.關(guān)于制定輻照產(chǎn)品企業(yè)標準的探討[J].江蘇農(nóng)業(yè)科技，2004(3)：72-75.

[3] 虞宏正，帥稼夫，張衛(wèi).磷肥在土壤中的轉(zhuǎn)化機理初探[J].中國科學院西北水土保持研究所集刊,1987(6)：3-8.

[4] 馬瑞德，潘治平，高南,等.輻照加工技術(shù)[M].成都：四川科學技術(shù)出版社，1984：3-13.

[5] 山立，郭明航，原希軍.誰在發(fā)現(xiàn)[M].西安：陜西人民教育出版社，2011：159-162.

[6] 原子能名詞淺釋編輯組.原子能名詞淺釋[M].北京:原子能出版社出版,1973.

[7] 中華人民共和國主席令第六號.中華人民共和國放射性污染防治法[EB/OL]. (2003-06-28).http://www.gov.cn/flfg/2005-06/27/content_9911.htm.

[8] 范深根，王宏濤.我國輻射事故根實況分析[J].中國輻射衛(wèi)生，1998，7(2)：84-85.

[9] 劉華，趙永明，潘蘇,等.放射源安全管理現(xiàn)狀及對策[J].輻射防護，2002，22(5)：272-276.

[10] 徐宏青.γ 輻照裝置運行中的輻射安全[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，35(22)：6969-6970.

[11] 潘自強.放射源安全管理中一些問題的討論[J].輻射防護，2002，22(5)：257-262.

[12] 從慧玲，張金濤，劉新河,等.我國核工業(yè)放射源安全管理[J].輻射防護，2002，22(5)：263-268.

[13] 韓愛良，葉慶富.放射性同位素示蹤試驗需要注意的若干問題[J].核農(nóng)學報，2007，21(6)：646-651.

[14] 史建君.放射性核素對生態(tài)環(huán)境的影響[J].核農(nóng)學報，2011，25(2)：397-403.

[15] 劉華，趙永明，潘蘇,等.放射源安全管理現(xiàn)狀及對策[J].輻射防護，2002，22(5)：272-276.