核技術(shù)利用項目輻射風(fēng)險評價
——以直線加速器為例

黃 娟

（中國原子能科學(xué)研究院，北京 102413）

0 引言

近年來，核技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科研、醫(yī)療等領(lǐng)域中運用的廣度和深度不斷擴展，全國各地核技術(shù)利用項目不斷增加，輻射事故偶有發(fā)生，如何在快速發(fā)展核技術(shù)利用項目的同時，對其輻射風(fēng)險進行有效地管控，顯得尤為重要，這與科學(xué)的風(fēng)險管理密不可分。

核技術(shù)利用項目的風(fēng)險評價系統(tǒng)涉及設(shè)施/場所固有安全措施、人為管理、法律法規(guī)執(zhí)行情況等多項內(nèi)容，且每項內(nèi)容可進一步細化，相對較為復(fù)雜。目前核技術(shù)利用項目的風(fēng)險評價結(jié)論主要偏向定性分析，在一定程度上無法將各個因素的重要性以一種相對直觀且科學(xué)有效的方式表述出來，定量分析在獲取數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上，通過建模分析，來最終實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各因素相對重要性的數(shù)學(xué)表達。

因此，本項目以直線加速器項目為例，通過數(shù)學(xué)建模開展核技術(shù)利用項目輻射風(fēng)險評價。首先根據(jù)文獻及資料調(diào)研選取直線加速器項目輻射風(fēng)險系統(tǒng)涵蓋的各類指標(biāo)，構(gòu)建該系統(tǒng)的評價體系，再利用層次分析法對該體系各層涵蓋的指標(biāo)進行權(quán)重分析，綜合各層級權(quán)重，最終得到最底層各指標(biāo)的綜合權(quán)重值，以此鑒別質(zhì)出直線加速器項目中相對關(guān)鍵的風(fēng)險指標(biāo)，基于此為直線加速器項目的管理提出針對性的建議，在一定程度上降低該項目運行和監(jiān)管過程中輻射風(fēng)險。

1 研究方法

本項目采用層次分析法（AHP）開展研究，AHP由Saaty于20世紀(jì)70年代提出的一種對層次權(quán)重開展決策分析的方法，該方法將決策分解成不同層級，基于上一層級的重要性對同層不同要素進行兩兩對比，得到每層各要素之間重要性的判斷矩陣，通過數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)定量分析，最終得到各要素針對上一層以及目標(biāo)層的重要性的綜合權(quán)重值。

2 直線加速器項目輻射風(fēng)險系統(tǒng)

生態(tài)環(huán)境部2012年3月發(fā)布《核技術(shù)利用監(jiān)督檢查程序?qū)嵤┏绦颉罚ㄒ韵潞喎Q “監(jiān)督檢查程序”），2017年、2020年分別對其進行修訂，截至最新文件，包含43類行業(yè)，明確了各類核技術(shù)利用項目的監(jiān)督檢查的方式及內(nèi)容。本研究根據(jù)《監(jiān)督檢查程序》，構(gòu)建直線加速器項目輻射風(fēng)險體系，第一層級包括3個子系統(tǒng)，第一層級各子系統(tǒng)分別細化成各類指標(biāo)因素，詳見圖1。

圖1 直線加速器項目輻射風(fēng)險體系

3 模型構(gòu)建及數(shù)據(jù)處理

3.1 獲取判斷矩陣

本研究選取從事輻射防護相關(guān)領(lǐng)域5~10年研究的專家，通過專家座談會獲取模型數(shù)據(jù)。共計邀請3名專家，各專家在工作年限、學(xué)歷以及研究方向等考量指標(biāo)上權(quán)重相當(dāng)，鑒于此，對每名專家賦予同樣的權(quán)重。針對直線加速器項目輻射風(fēng)險體系，各專家對各子系統(tǒng)針對目標(biāo)層的重要性以及各子系統(tǒng)涵蓋指標(biāo)針對子系統(tǒng)重要性進行兩兩判斷，得到判斷矩陣。

3.2 數(shù)據(jù)處理

本研究為三層結(jié)構(gòu)的評價體系，權(quán)重值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源于每位專家的判斷矩陣，利用MATLAB求取判斷矩陣的特征值并進行一致性檢驗，首先分別計算各層中各指標(biāo)的權(quán)重，再依次對各層各指標(biāo)權(quán)重進行組合計算，最終得到系統(tǒng)各層中每個指標(biāo)相對直線加速器項目輻射風(fēng)險系統(tǒng)目標(biāo)層的綜合權(quán)重值。

3.3 數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析

3.3.1 第一層級

在本研究構(gòu)建的AHP模型中，第一層級包含場所安全和防護設(shè)施與運行、法律法規(guī)執(zhí)行情況和管理制度執(zhí)行情況3個因素，各因素的權(quán)重值見表1，場所安全和防護設(shè)施與運行的重要性相對高于其他兩個指標(biāo)。

表1 第一層級各指標(biāo)權(quán)重值

3.3.2 場所安全和防護設(shè)施與運行層

場所安全和防護設(shè)施與運行層級中，包括控制臺及安全聯(lián)鎖、警示裝置、治療室緊急設(shè)施、監(jiān)測設(shè)備和個人防護及通風(fēng)系統(tǒng)5個風(fēng)險因素。該層級中5個風(fēng)險因素的權(quán)重值數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表2，在該層級中，控制臺及安全聯(lián)鎖、治療室緊急設(shè)施以及監(jiān)測設(shè)備重要性相對較高。

表2 場所安全和防護設(shè)施與運行層各指標(biāo)權(quán)重值

3.3.3 法律法規(guī)執(zhí)行情況層

法律法規(guī)執(zhí)行情況層級數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表3，許可證、輻射事故與事件、驗收三項的重要性相對較高。

表3 法律法規(guī)執(zhí)行情況層各指標(biāo)權(quán)重值

3.3.4 管理制度執(zhí)行情況層

管理制度執(zhí)行情況層級數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表4，綜合管理制度、場所分區(qū)、操作規(guī)程、校驗源管理和維護與維修制度與放射性“三廢”管理規(guī)定三項的重要性相對較高。

表4 管理制度執(zhí)行情況層各指標(biāo)權(quán)重值

3.3.5 綜合權(quán)重值

綜合各層指標(biāo)權(quán)重值，得出最底層各指標(biāo)輻射風(fēng)險綜合權(quán)重值，詳見表5。綜合數(shù)據(jù)處理結(jié)果可知，對于直線加速器項目輻射風(fēng)險體系來講，控制臺及安全聯(lián)鎖、治療室緊急設(shè)施、許可證、監(jiān)測設(shè)備綜合權(quán)重值總和占比超過55%，其中控制臺及安全聯(lián)鎖、治療室緊急設(shè)施以及監(jiān)測設(shè)備均屬于設(shè)備及場所的固有安全防護設(shè)施，許可證反饋設(shè)備使用方對法律法規(guī)的執(zhí)行情況。

表5 本研究最底層各指標(biāo)輻射風(fēng)險綜合權(quán)重值

續(xù)表

4 結(jié)語

本研究以直線加速器項目為例，構(gòu)建核技術(shù)利用項目輻射風(fēng)險體系，基于層次分析法和MATLAB，對直線加速器項目日常運行及管理中重點輻射風(fēng)險指標(biāo)進行辨別。根據(jù)研究結(jié)果可知，設(shè)備及場所的固有安全防護設(shè)施是控制輻射風(fēng)險的關(guān)鍵項，尤其需關(guān)注控制臺及安全聯(lián)鎖、治療室緊急設(shè)施。在設(shè)備日常運行管理和監(jiān)管層面來講：設(shè)備使用方應(yīng)進一步加強對設(shè)備固有安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)施的管理，做好日常維護工作，保障設(shè)備正常運行，工作人員嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程；設(shè)備使用方應(yīng)配備足夠數(shù)量且滿足設(shè)備監(jiān)測要求的監(jiān)測設(shè)備，提升企業(yè)監(jiān)測能力，保障輻射工作人員的安全；監(jiān)管部門對直線加速器項目進行監(jiān)管時，應(yīng)重點檢查上述關(guān)鍵風(fēng)險指標(biāo)，同時對建設(shè)單位是否改變或超出許可所從事活動的種類和范圍進行檢查，從而起限制違法行為、降低輻射風(fēng)險、提高監(jiān)管效率的良好效果。