核事故应急响应中操作干预水平的分析

付熙明 袁 龙* 刘 英

核事故应急响应中操作干预水平的分析

付熙明①袁 龙①*刘 英①

目的：探讨核事故应急准备和响应中确定和使用操作干预水平(OIL)的目的和方法。方法：根据国际原子能机构相关标准和技术报告，结合我国具体情况，对适于我国使用的核事故应急OIL进行分析。结果：国际原子能机构的最新技术报告对轻水堆核事故给出有针对性的OIL，该OIL推荐值对我国核应急工作具有借鉴意义。结论：我国核应急相关部门应参考国际原子能机构的相关标准和报告，结合我国核设施具体现状，制定出切实可行的核应急OIL，以提高核事故应急能力。

核事故应急；操作干预水平；监测；剂量准则

[First-author’s address] National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China.

随着我国能源需求不断增长，核电站建设在稳步推进[1]。然而，切尔诺贝利核事故和福岛核事故的发生表明，核能是一把“双刃剑”，在造福人类的同时，可能发生的核事故也威胁着人民的生命健康和安全[2]。为最大限度地避免和减少核事故对人员的危害，需在核事故发生时及时采取防护行动来保护工作人员和公众。我国于2002年发布的“电离辐射防护与辐射源安全基本标准”[3]中规定了在应急照射情况下采取防护行动的通用优化干预水平和行动水平。

近年来，世界范围内核或辐射事故时有发生，国际相关组织对核事故应急处置的研究不断深化，国际原子能机构通过了新的“国际电离辐射防护与辐

射源安全基本标准”[4-5]。该标准中制定了核应急情况下采取防护行动或其他响应行动的剂量“通用准则”，取代了以往使用的“通用干预水平”和“通用行动水平”。基于新制定的“通用准则”，国际原子能机构发布了应急情况下操作干预水平(operational intervention level，OIL)推荐值[6-7]。为此，本研究着重探讨核事故应急准备和响应中确定和使用OIL的目的和方法。

1 核事故应急响应中OIL的制定

OIL是指由仪器测量或通过实验室分析确定的并与干预水平或行动水平相一致的导出水平[8]。各种OIL通常可表示为剂量率或所释放的放射性物质的活度，空气的时间积分浓度，地面或表面活度，以及环境、食品或水样中放射性核素的浓度[8]。OIL同其他操作准则(如应急行动水平或现场观察指标)一起，作为在核事故发生时采取适当的紧急防护行动、早期防护行动或事故后采取长期医学行动的依据。

1.1 制定OIL考虑的因素

核事故发生以后，采取防护行动和其他应急响应行动需要考虑核事故可能造成的下述后果：①人员可能出现的严重确定性效应和随机性效应[9]；②对环境的污染和财产的损失；③其他影响(如心理效应、社会混乱及经济影响等)。核应急时主要通过考虑预期剂量和接受剂量来决定采取何种响应行动。预期剂量是指若不采取预计的防护行动或补救行动，预期会接受到的剂量[8]。接受剂量是指在应急照射情况下，人员实际接受到的剂量。

制定采取防护行动和其他响应行动的OIL需考虑：①紧急防护行动和早期防护行动的目的是要避免严重确定性效应的发生以及减少人群中随机性效应(如辐射致癌)的风险；②长期医学响应行动的目的是及时发现和有效处理辐射对人体的远后效应。

1.2 制定OIL准则的依据

制定OIL需要依据采取防护行动和其他相应行动的剂量通用准则。该准则参考国际原子能机构的标准[5-6]。同时也考虑国际放射防护委员会(ICRP)出版的103号建议书，以及联合国原子辐射效应科学委员会发布的电离辐射源和电离辐射效应报告[9-10]。剂量通用准则在核应急中无法直接使用，这是因为其是以剂量值的形式给出而非应急现场直接可测量量(如剂量率)。因此，有必要根据剂量通用准则建立启动各种应急响应行动的可操作的“触发器”即OIL，其给出的量值是现场监测仪器可以直接测量(如剂量率)或实验室分析可以得到的。事先确定的预置OIL用于在应急情况下，根据辐射监测结果快速、直接地确定需实施何种防护行动或其他响应行动。应依据相应的剂量准则分别制定地面沉积物、皮肤污染、食品、奶和水中的放射性核素浓度以及甲状腺摄入放射性碘浓度的OIL(见表1)。

表1 制定OIL所依据的剂量通用准则

2 核事故应急响应中OIL的应用

目前，我国正在运营的商用核反应堆中，除秦山三期核电站属于重水堆外，其他都属于轻水反应堆[11]。所以针对轻水反应堆特点制定相应的OIL对我国核应急工作具有现实操作意义。为确定需要对人员采取撤离、避迁或限制消费当地产品等防护行动的区域范围而制定OIL1、OIL2及OIL3，是以地面以上1 m处测得的放射性沉积物剂量率水平给出的，即应该对超过这一剂量率水平的区域内的人员采取相应的防护行动。

2.1 OIL1的数值

OIL1的数值为地面以上1 m处剂量率1000 μSv/h，对剂量率水平超过OIL1的地区应急措施：①应立即向公众发放并使其服用稳定性碘；②安全撤离；③减少不经意食入；④停止分发和消费所有当地产品、野生物产(如蘑菇)、当地放牧动物的奶、雨水和动物饲料；⑤停止分发其他商品直到其被评估；⑥对此区域内的人员进行登记、监测、去污和医学筛查，并在数日内对其进行剂量估算以判断其是否需要接受医学检查和其他措施。

2.2 OIL2的数值

OIL2针对反应堆停堆后的不同时间给出不同的剂量率数值，主要考虑短寿命核素在停堆后最初时间产生的高剂量率对测量的影响。停堆后≤10 d其值为地面以上1 m处剂量率为100 μSv/h；停堆后＞10 d为25 μSv/h。对剂量率水平超过OIL2的地区应急措施：①应立即通知公众准备避迁，并减少不经意食入；②停止分发和消费当地产品、野生物产(如蘑菇)、当地放牧动物的奶和雨水；③在数日内登记生活在此区域内的人员并安全撤离；④对此区域内的人员进行剂量估算以判断其是否需要接受医学检查和其他措施。

2.3 OIL3的数值

OIL3的数值为地面以上1 m处剂量率1 μSv/h，对剂量率水平超过OIL3的地区应急措施：①应立即停止分发和消费非必需的当地产品、野生物产(如蘑菇)、当地放牧动物的奶、雨水和动物饲料，直到用OIL7对其浓度水平进行评估；②停止分发商品直到其被评估；③在数日内替换必需的当地产品、奶和雨水，如果无替代品，对人员实施避迁；④对可能消费了限制食用的当地产品、奶和雨水的人员进行登记和剂量估算，以判断其是否需要接受医学咨询和医学跟踪。

2.4 OIL4的数值

为判断人员皮肤表面的放射性物质水平是否达到需要对其采取医学检查或其他响应行动而制定OIL4，其数值为距皮肤表面10 cm处测得的剂量率为1 μSv/ h。对污染水平超过OIL4的人员应急措施：①应立即要求其服用稳定性碘，减少不经意食入；②对所有受检查人员进行登记并记录该剂量率；③对超过OIL4的人员进行去污和医学筛查，确保救治和运输受污染人员的工作人员安全(采取通用防护措施，如佩戴手套、口罩等)；④在数日内对超过OIL4的人员进行剂量估算以判断其是否需要接受医学检查和医学跟踪。

OIL1、OIL2、OIL3及OIL4的数值不仅适用于轻水堆核事故，同样适用于其他类型的核与辐射事故。国际原子能机构安全标准GSG-2[6]中给出的OIL5和OIL6是辐射应急情况下食品和饮用水的放射性核素浓度控制水平，并不适用于轻水堆核事故，故本研究不再对其进行讨论[7]。

2.5 OIL7的数值

OIL7及OIL8是根据轻水堆事故特点有针对性设立的。为判断供应人员消费的食品、奶和饮用水是否安全而制定OIL7，其是以食品、奶和水中有代表性的放射性核素浓度给出的，即考虑轻水堆核事故释放的131I和137Cs两种常见裂变产物的浓度。该浓度水平是以单位质量的放射性活度表示的，单位为Bq/kg。其具体数值是对核素131I为1000 Bq/kg，对137Cs为200 Bq/kg。对活度浓度超过OIL7的人员应急措施：①应停止消费非必需的食品、奶或水；②尽快替换必需的食物、奶和饮用水，如果无替代品，对公众实施避迁；③对可能消费了放射性核素浓度超过OIL7的当地产品、奶和雨水的人员进行剂量估算，以判断其是否需要接受医学跟踪。

需要注意，OIL3与OIL7均为判断是否需要限制消费受污染的食品和饮用水而设立，但两者在应用上存在差异。由于使用OIL3判断时所需的剂量率数值可以通过现场常用的地面或空气监测装置(如β/γ巡测仪)获得，无需进行采样和实验室分析，因此可用于应急现场快速做出判断。OIL7是在有实验室分析结果的情况下更加准确地判断需要限制消费的食品和饮用水。

2.6 OIL8的数值

为判断人员甲状腺内放射性核素浓度是否达到需要采取医学检查和其他响应行动的水平而制定OIL8，是以甲状腺皮肤外的剂量率(扣除本底剂量率)给出的。对≤7岁的儿童，其数值为0.5 μSv/h，对＞7岁的儿童及成人，其数值为2 μSv/h。对核污染水平超过OIL8的人员应急措施：①应立即要求其服用稳定性碘；②减少不经意食入；③对所有受检查人员进行登记并记录甲状腺剂量率；④对超过OIL8的人员进行医学筛查。在数日内对甲状腺剂量率超过OIL8的人员进行剂量估算以判断其是否需要接受医学检查和医学跟踪。

在采取服用稳定碘的防护措施时，注意敏感人群(如婴儿和孕妇)应慎用，还应注意个别人长期服用碘化钾后会出现毒副反应症状[12]。

2.7 OIL的修订

OIL预置值可依据剂量通用准则和特定核设施释放的放射性核素混合比重新计算并进行修订。但在核应急情况下对OIL进行修订需满足以下条件：①放射性核素混合比相对稳定；②采用修订后的OIL会明显改变需实施的防护行动和其他响应行动；③修订的必要性要及时与公众沟通，做出明确解释。

3 OIL与我国核事故应急准备和响应

制定OIL的依据是用于人员防护的剂量通用准则，其概念是近年来在国际原子能机构出版的安全标准[5-6]中提出，取代了原先使用的通用优化干预水平和通用行动水平。我国颁布的电离辐射防护与辐射源安全基本标准[3]是基于国际原子能机构在上世纪颁布的安全标准[13]制定，沿用了以前的“通用优化干预水平”或“剂量行动水平”的概念。新旧标准中的数值存在差异，如撤离的通用优化干预水平是一周时间内可防止的剂量为50 mSv，但是在剂量通用准则中是一周时间内预期剂量为100 mSv。国际原子能机构颁布的新标准是基于近年来的研究进展和相关应急实践经验的总结而制定，更加科学合理。我国的相关标准应参考借鉴国际新标准做出相应修订，采用新的剂量通用准则后，可更加科学地确定OIL。

国际原子能机构在针对轻水堆核事故应急的最新技术报告[7]中给出的食品饮用水放射性核素浓度的OIL7，与此前其发布的针对一般辐射事故的食品饮用水放射性核素浓度OIL6的数值不同[6，14]。如针对核素137Cs，OIL7的浓度控制水平是200 Bq/kg，而OIL6是2000 Bq/kg。OIL7的数值较低，是因为计算OIL7时考虑了轻水堆核事故中可能出现的所有其他放射性核素对人员受照剂量的贡献，即在考虑食品、奶或饮用水中137Cs浓度控制水平时，不仅考虑核素137Cs对剂量的贡献，还考虑了其他可能出现的放射性核素，如134Cs、140Ba、90Sr、106Ru对剂量的贡献。这里假定代表性核素(131I和137Cs)对剂量的贡献与其他重要核素对剂量的贡献成一定比例[7]。在满足剂量通用准则的前提下，OIL7的数值会比未考虑其他核素对总剂量贡献时低。OIL7也与我国1994年制定的国家标准[15]存在差异，如对137Cs，我国标准中规定其在粮食中的浓度限值为260 Bq/kg，而OIL7为200 Bq/kg。我国的相关标准制定较早，应对其进行修订。采用OIL7的优势是在样品分析过程中131I和137Cs两种核素容易被识别，其浓度可以代表轻水堆核事故中出现的其他放射性核素的浓度。因此，对于我国主流核电站堆型(轻水堆)，在应急时应用OIL7时不需要对食品和饮用水中放射性核素浓度水平做全面分析，而只需分析两种代表性核素即可，使监测更易操作，可极大节省应急时的宝贵时间[14]。

OIL与预先在核电站周围划定的应急计划区均是核事故发生时启动场外应急行动(如服用稳定性碘、撤离、限制消费食品和饮用水、医学监护等)的依据，但两者存在区别[16]。国际原子能机构发布的报告[7]指出，在放射性物质释放前或释放开始后但尚无监测数据时，应在预先划定的应急计划区内采取相应的紧急防护行动。当放射性物质释放开始后应立即在未实施撤离的区域开展监测活动，并将监测结果(如环境剂量率)与预先制定的操作干预水平进行比较，确定需要立即采取紧急防护行动的区域，以保护该区域内的人员。目前，我国核应急的法规标准体系中对应急计划区的规定较为详细，但此前的国家标准并未专门规定OIL。我国正在制定有关核或辐射应急准备与响应的新标准，其中参考国际标准推荐的OIL预置值。我国核应急相关单位应在应急准备中依据即将颁布的国家标准，并结合核设施实际情况以及自身具有的监测能力，制定出切实可行的OIL，并在应急响应中依据OIL开展应急行动。

4 结论

为确保在核应急中有效实施应急响应行动，最大程度地保护公众免受过量辐射危害，需在应急准备时预先确定实施响应行动的OIL。当核事故发生时，根据现场监测结果或实验室分析结果并依据OIL采取相应应急行动。本研究通过对相关国际、国内标准的研究分析，尤其是对国际原子能机构2013年发布的技术报告“轻水堆严重工况应急中保护公众的行动”中相关内容的分析，结合我国的具体情况，探讨确定OIL的目的与方法，并给出相应推荐值，能够为我国今后核事故应急准备与响应提供参考。

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The use of operational intervention levels in response to nuclear emergency/

FU Xi- ming, YUAN Long, LIU Ying// China Medical Equipment,2015,12(4):28-32.

Objective: To discuss the purposes and methods of determining and employing operational intervention levels in preparedness and response for a nuclear emergency. Methods: According to the safety standards and technical reports issued by the International Atomic Energy Agency (IAEA) and combined with specific conditions in China, the operational intervention levels suitable for applying in China are analyzed. Results: The newly published IAEA technical report provided special operational intervention levels for emergency at a light water reactor. The recommended values are practical that our country can use for reference. Conclusion: It is suggested that the related branches for response to nuclear emergency in China establish feasible operational intervention levels by referring to the IAEA reports and taking into account the special conditions of nuclear facilities in China, in order to improve the capability of medical response to nuclear emergency.

Nuclear emergency; Operational intervention levels; Monitoring; Dose criteria

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.04.009

1672-8270(2015)04-0028-05

R145

A

付熙明,男,(1986- ),博士，助理研究员。中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所，从事核与辐射事故医学应急工作。

2014-11-06

①中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 北京 100088

*通信作者：yuan_long@hotmail.com