Реферат: Соответствие между категорией радиоактивного источника и обеспечением его сохранности при разработке технических рег-ламентов

для регулирования безопасности на радиационных объектахнародного хозяйства

П.М. Рубцов, канд. физ.-мат. наук, Д.Е. Романов, А.И. Мусорин, (НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России)

В технических документахМАГАТЭ [1, 2] в отличие от [3, 4] дается логически четкая и простая методикаотнесения радиоактивных (радионуклидных) источников, применяемых приосуществлении многообразных видов деятельности в различных отраслях народногохозяйства, таких как медицина, строительство, образование, сельское хозяйство,химическая промышленность, металлургия, металлообработка и т.п., к одной изпяти категорий по потенциальной опасности и к одной из четырех групп по обеспечениюих сохранности (физической защиты) при осуществлении того или иного видадеятельности.

Данная проблематиканастолько важна, что некоторые фрагменты из [1] явно представлены в документеМАГАТЭ очень высокого уровня  [5], подписанного всеми государствами-членамиМАГАТЭ.

Целью данной статьиявляется привлечение внимания читателей к данной проблематике ицелесообразности использования подходов МАГАТЭ при формулировании именнотехнических требований при разработке технических регламентов в части,касающейся регулирования безопасности на объектах народного хозяйства России.Внедрение подходов МАГАТЭ, видимо, повлечет за собой определенные изменения вустоявшейся в последние 10-12 лет практике регулирования безопасности наобъектах народного хозяйства, но, безусловно, повысит ее эффективность икачество.

В соответствии с [1]система категоризации представляет собой относительное ранжирование игруппирование источников и видов деятельности (практик), на которых могутосновываться практические решения. В обычных условиях система категоризациибудет относиться к этим решениям как в ретроспективном смысле для обеспечения(гарантии) использования и (или) сохранения существующих источников безопасными надежным образом, т.е. под полным контролем, так и в предполагаемом (набудущее) смысле для обеспечения использования «будущих» источниковдолжным образом, т.е. что они будут максимально безопасным образом приспособлены к условиям и специфике того или иного вида деятельности.

Согласно [1],категоризация базируется на допущении, что радиоактивный источникрассматривается как опасный в том случае, если он может быть угрозой для жизниили быть причиной перманентного ущерба (вреда), который повлечет за собойухудшение качества жизни облученного человека. Перманентные ущербы включают всебя, например, ожоги, требующие хирургического вмешательства, и т.п. Облучениесчитается опасным, если оно имеет результатом повреждение органа или кожи,которое может быть причиной смерти в течение нескольких лет. Временныеповреждения, такие как покраснение и болезненная чувствительность кожи иливременные изменения состава крови, не рассматриваются как опасные.

Считается, что степеньлюбых таких ущербов будет зависеть от многих факторов, включая активность,геометрический размер источника; как близко и как долго находится человек отисточника; диспергируется или нет радиоактивный материал источника и приведетли это к загрязнению кожи или попаданию радиоактивных веществ в организмингаляционным или пероральным путем.

Предлагаемая МАГАТЭкатегоризация обеспечивает относительное ранжирование радиоактивных источниковв терминах их потенциальной возможности быть причиной немедленных и вредных дляздоровья человека эффектов, если не обеспечивается должным образом ихбезопасное применение и сохранность. В практическом плане применение этойкатегоризации, по сути, создает основу для того, чтобы распределение людских ифинансовых ресурсов было бы соразмерным с категорией источника приодновременной минимизации радиационных рисков для персонала и населения, если систочниками обращаться должным образом.

Согласно [1], всеисточники, применяемые на объектах народного хозяйства, классифицируются напять категорий, при этом источники категории 1 являются потенциально наиболееопасными, а источники категории 5 не являются опасными.

Опасный источникопределяется в [6] как: «Источник, который мог бы, если он не находитсяпод контролем, приводить к появлению значительного облучения, которое приводилобы к выраженным детерминистским эффектам». Для всех категорий источников в[1] приведены четкие научно обоснованные критерии. И хотя предлагаемая МАГАТЭкатегоризация в целом ориентирована на закрытые радиоактивные источники, этаметодология может также применяться  для категоризации открытыхрадиоактивных источников.

В [1] отмечается, чтоданная категоризация не распространяется на устройства, генерирующие излучение,такие как рентгеновские аппараты и ускорители частиц, хотя она может бытьприменена к радиоактивным источникам, вырабатываемыми ими или используемыми какматериал мишени в таких устройствах. Ядерные материалы, как они определены в[7], также исключены из сферы действия этой категоризации.

Определенного родафакторы специально исключены из критериев категоризации:

Социально-экономическиепоследствия в результате аварий или злонамеренных действий исключаются, так какметодология измерения количества и сравнения этих эффектов, особенно намеждународном уровне, пока еще полностью не разработана.

Стохастические эффектыизлучения (например, повышенный риск рака) исключаются, так как детерминистскиеэффекты, возникающие в результате аварий или злонамеренных действий, вероятно,перекрывают любой увеличенный стохастический риск в течение короткого срока.

Предумышленное(сознательное) облучение лиц по медицинским причинам  исключается изкритериев категоризации, хотя радиоактивные источники, используемые для этихцелей, включаются в систему категоризации, поскольку имеются отчеты об авариях,включающих такие источники.

Система категоризацииМАГАТЭ в общих чертах базируется на концепции «опасных» источников ииспользовании так называемой, «D-величины». Концепция«опасного» источника конвертирована в эксплуатационные параметрыпосредством вычисления количества радиоактивного материала, которое могло быпривести к тяжелым детерминистским эффектам для заданных сценариев облучения идля заданных дозовых критериев [8].

В дополнение к обычнымаварийным ситуациям эти сценарии включали ситуации с диспергированием(рассеиванием) радиоактивного материала источника, которые могут иметь местопри злонамеренных актах. Были рассмотрены следующие сценарии (пути) облучения:

Незащищенный источник,носимый в руках в течение 1 ч, в кармане в течение 10 ч, или находящийся впомещении в течение от нескольких дней до нескольких недель.

Диспергированиеисточника, например, при пожаре, взрыве или действиях человека, приводящих кполучению дозы от ингаляции, приема пищи и (или) загрязнения кожи.

Происхождение«D-величин», характеризующих степень опасности источника, основано надозовых критериях, приведенных в [1]:

1 Гр на костный мозг или6 Гр на легкое от излучения с низкой линейной передачей энергии (from low LETradiation), получаемые органом в течение двух дней. Это есть дозовые уровни изтабл. IV-I в ОНБ [9], при которых вмешательство всегда обосновывается для того,чтобы предотвращать ранние смерти [10, 11]. Следует отметить, что эти дозовыеуровни являются граничными критериями, связанными с наименьшими мощностями доз,которые считаются угрожающими жизни человека [8].

25 Гр на легкое от вдыханиярадионуклидов с высокой линейной передачей энергии в течение года. Это естьдозовый уровень, который приводит к смертельным исходам гончих собак вследствиерадиационного пневмонита, пульмонита и легочного фиброза в пределах 1,5 лет[12].

5 Гр на щитовиднуюжелезу, получаемых органом в течение двух дней. Это есть дозовый уровень изтабл.IV-I приложения IV в ОНБ [9], при котором вмешательство всегдаобосновывается для того, чтобы предотвратить атиреоз (гипотиреоз). Атиреозпринимается как ухудшение качества жизни.

Для источника,находящегося в контакте с биологической тканью, доза более чем 25 Гр наглубине: (a) 2 см для большинства частей тела (например, от источника вкармане) или (b) 1 см для рук. 25 Гр есть порог для некроза (омертвения илисмерти биологической ткани) [11, 13]. Опыт [14] указывает на то, что омертвениебиологической ткани для многих частей тела (например, на бедре) в результатеношения источника в кармане может быть успешно вылечена без того, чтобы врезультате произошло ухудшение качества жизни, если поглощенная доза отисточника в ткани в пределах около    2 см (глубины)удерживается ниже  25 Гр. Однако для источника, носимого в руках,поглощенная доза в пределах около 1 см (глубины) должна удерживаться ниже 25 Грдля того, чтобы предотвратить ущерб, который ухудшает качество жизни.

Для источника, которыйполагается слишком большим (крупным по размерам), чтобы его носили, 1 Гр накостный мозг в течение 100 ч в помещении на расстоянии 1 м от источника.

В соответствии с этимидозовыми критериями для некоторых широко применяемых в народном хозяйстверадионуклидов «D-величины», т.е. активности, соответствующие«опасному» источнику, и полезные кратные числа в целях иллюстрациифрагментарно приведены в табл.1 (в [1] это табл. 1.2, и в ней приведен болееполный список радионуклидов, а всеобъемлющий перечень радионуклидов как длявнешнего, так и для внутреннего облучения  представлен в [8]). Согласно[8], «D-величины» – это  конкретные уровни активности различныхрадионуклидов, разработанные для целей аварийного планирования и реагирования.Они даются в терминах активности, выше которой радиоактивный источникрассматривается как «опасный» источник [14], так как он имеетзначительную потенциальную возможность быть причиной тяжелых детерминистскихэффектов, если он не применяется и не сохраняется безопасным и надежнымобразом.

Согласно [1], эти«D-величины» рассматривались для того, чтобы их использовать вкачестве согласованных нормирующих факторов для формирования численногоотносительного ранжирования радиоактивных источников и видов деятельности сприменением этих источников.

Относительноеранжирование источников и видов деятельности для наглядности далее будемпроводить с рассмотрением табл.2 (в [1] это приложение II).

Таблица 1

Активностьa, соответствующая«опасному» источнику («D-величина»b) длявыбранных радионуклидов, и полезные кратные числа

Радиону-клид 1000 x D 10 x D D 0,01 x D

 

(ТБк)

(Ки)c

(ТБк)

(Ки)c

(ТБк)

(Ки)c

(ТБк)

(Ки)c

 

Am-241 6.E+01 2.Е+03 6.E-01 2.Е+01 6.E-02 2.Е+00 6.E-04 2.E-02 Am-241/ Be 6.E+01 2.E+03 6.E-01 2.E+01 6.E-02 2.Е+00 6.E-04 2.E-02 Au-198 2.E+02 5.E+03 2.E+00 5.E+01 2.E-01 5.E+00 2.E-03 5.E-02 Cd-109 2.E+04 5.E+05 2.E+02 5.E+03 2.E+01 5.E+02 2.E-01 5.E+00 Cf-252 2.E+01 5.E+02 2.E-01 5.E-00 2.E-02 5.E-01 2.E-04 5.E-03 Cm-244 5.E+01 1.E+03 5.E-01 1.E+01 5.E-02 1.E+00 5.E-04 1/E-02 Co-57 7.E+02 2.E+04 7.E+00 2.E+02 7.E-01 2.E+01 7.E-03 2.E-01 Co-60 3.E+01 8.E+02 3.E-01 8.E+00 3.E-02 8.E-01 3.E-04 8.E-03 Cs-137 1.E+02 3.E+03 1.E+00 3.E+01 1.E-01 3.E+00 1.E-03 3.E-02

a Из-за того, что табл.1 не показывает, какие дозовыекритерии были использованы, эти «D-величины» не следует использоватьв обратной задаче для получения дозы от источников с известной активностью.

b Подробности происхождения «D-величин» и «D-величины»для дополнительных радионуклидов даны в ссылке [8].

c Исходные используемые «D-величины» даны в ТБк.«D-величины» в Ки представлены для практического использования иокруглены после преобразования.

Таблица 2

Некоторые видыдеятельности и радионуклиды, представляющие интерес,  и их диапазонактивностей и категорий

I II III IV V VI VII VIII IX

 

Вид дея-тель-ности Радио-нуклид Количество активности в применении «D-величи-на» «A/D-отноше-ние» Категория

 

Ки ТБк ТБк Базиру-ющаяся на «A/D-отно-шении» Назна-ченная

 

Категория 1

 

Радио-изотоп-ные термо-электри-ческие генера-торы Sr-90 Макс 6.8E+05 2.5E+04 1.0E+00 2.5E+04 1 1

 

Sr-90 Мин 9.0E+03 3.3E+02 1.0E+00 3.3E+02 2

 

Sr-90 Тип 2.0E+04 7.4E+02 1.0E+00 7.4E+02 2

 

Pu-238 Макс 2.8E+02 1.0E+01 6.0E-02 1.7E+02 2 1

 

Pu-238 Мин 2.8E+01 1.0E+00 6.0E-02 1.7E+01 2

 

Pu-238 Тип 2.8E+02 1.0E+01 6.0E-02 1.7E+02 2

 

Облуча-тели: стери-лизация и консерва-ция продук-тов Co-60 Макс 1.5E+07 5.6E+05 3.0E-02 1.9E+07 1 1

 

Co-60 Мин 5.0E+03 1.9E+02 3.0E-02 6.2E+03 1

 

Co-60 Тип 4.0E+06 1.5E+05 3.0E-02 4.9E+06 1

 

Cs-137 Макс 5.0E+06 1.9E+05 1.0E-01 1.9E+06 1 1

 

Cs-137 Мин 5.0E+03 1.9E+02 1.0E-01 1.9E+03 1

 

Cs-137 Тип 3.0E+06 1.1E+05 1.0E-01 1.1E+06 1

 

Категория 2

 

Брахи-терапия

высоких/

средних

мощнос-тей доз

Co-60 Макс 2.0E+01 7.4E-01 3.0E-02 2.5E+01 2 2

 

Co-60 Мин 5.0E+00 1.9E-01 3.0E-02 6.2E+01 3

 

Co-60 Тип 1.0E+01 3.7E-01 3.0E-02 1.2E+01 2

 

Cs-137 Макс 8.0E+00 3.0E-01 1.0E-01 3.0E+00 3 2

 

Cs-137 Мин 3.0E+00 1.1E-01 1.0E-01 1.1E+00 3

 

Cs-137 Тип 3.0+00 1.1E-01 1.0E-01 1.1E+00 3

 

Ir-192 Макс 1.2E+01 4.4E-01 8.0E-02 5.6E+00 3 2

 

Ir-192 Мин 3.0E+00 1.1E-01 8.0E-02 1.4E+00 3

 

Ir-192 Тип 6.0E+00 2.2E-01 8.0E-02 2..8E+00 3

 

Калиб-ровоч-ные установки Co-60 Макс 3.3E+01 1.2E+00 3.0E-02 4.1E+01 2 Не назна-чается

 

Co-60 Мин 5.5E-01 2.0E-02 3.0E-02 6.8E-01 4

 

Co-60 Тип 2.0E+01 7.4E-01 3.0E-02 2.5E+01 2

 

Cs-137 Макс 3.0E+03 1.1E+02 1.0E-01 1.1E+03 1 Не назна-чается

 

Cs-137 Мин 1.5E+00 5.6E-02 1.0E-01 5.6E-01 4

 

Cs-137 Тип 6.0E+01 2.2E+00 1.0E-01 2.2E+01 2

 

Категория 3

 

/>Уров-немеры

Cs-137 Макс 5.0E+00 1.9E-01 1.0E-01 1.9+00 3 3

 

Cs-137 Мин 1.0E+00 3.7E-02 1.0E-01 3.7E-01 4

 

Cs-137 Тип 5.0E+00 1.9E-01 1.0E-01 1.9E-00 3

 

Co-60 Макс 1.0E+01 3.7E-01 3.0E-02 1.2E+01 2 3

 

Co-60 Мин 1.0E-01 3.7E-03 3.0E-02 1.2E-01 4

 

Co-60 Тип 5.0E+00 1.9E-01 3.0E-02 6.2E+00 3

 

Калиб-ровоч-ные установки Am-241 Макс 2.0E+01 7.4E-01 6.0E-02 1.2E+01 2 Не назна-чается

 

Am-241 Мин 5.0+00 1.9E-01 6.0E-02 3.1E+00 3 Am-241 Тип 1.0E+01 3.7E-01 6.0E-02 6.2E+00 3 Категория 4 Брахитерапия низких мощ-ностей доз Cs-137 Макс 7.0E-01 2.6E-02 1.0E-01 2.6E-01 4 4 Cs-137 Мин 1.0E-02 3.7E-04 1.0E-01 3.7E-03 5 Cs-137 Тип 5.0E-01 1.9E-02 1.0E-01 1.9E-01 4 Ra-226 Макс 5.0E-02 1.9E-03 4.0E-02 4.6E-02 4 4 Ra-226 Мин 5.0E-03 1.9E-04 4.0E-02 4.6E-03 5 Ra-226 Тип 1.5E-02 5.6E-04 4.0E-02 1.4E-02 4 I-125 Макс 4.0E-02 1.5E-03 2.0E-01 7.4E-03 5 4 I-125 Мин 4.0E-02 1.5E-03 2.0E-01 7.4E-03 5 I-125 Тип 4.0E-02 1.5E-03 2.0E-01 7.4E-03 5 Ir-192 Макс 7.5E-01 2.8E-02 8.0E-02 3.5E-01 4 4 Ir-192 Мин 2.0E-02 7.4E-04 8.0E-02 9.3E-03 5 Ir-192 Тип 5.0E-01 1.9E-02 8.0E-02 2.3E-01 4 Au-198 Макс 8.0E-02 3.0E-03 2.0E-01 1.5E-02 4 4 Au-198 Мин 8.0E-02 3.0E-03 2.0E-01 1.5E-02 4 Au-198 Тип 8.0E-02 3.0E-03 2.0E-01 1.5E-02 4 Cf-252 Макс 8.3E-02 3.1E-03 2.0E-02 1.5E-01 4 4 Cf-252 Мин 8.3E-02 3.1E-03 2.0E-02 1.5E-01 4 Cf-252 Тип 8.3E-02 3.1E-03 2.0E-02 1.5E-01 4 Сред-ства измерений уров-ня запол-нения, плот-нос-ти, толщи-ны Am-241 Макс 1.2E-01 4.4E-03 6.0E-02 7.4E-02 4 4 Am-241 Мин 1.2E-02 4.4E-04 6.0E-02 7.4E-03 5 Am-241 Тип 6.0E-02 2.2E-03 6.0E-02 3.7E-02 4 Cs-137 Макс 6.5E-02 2.4E-03 1.0E-01 2.4E-02 4 4 Cs-137 Мин 5.0E-02 1.9E-03 1.0E-01 1.9E-02 4 Cs-137 Тип 6.0E-02 2.2E-03 1.0E-01 2.2E-02 4 Калиб-ровоч-ные установ-ки Sr-90 Макс 2.0E+00 7.4E-02 1.0E+00 7.4E-02 4 Не назна-чается Sr-90 Мин 2.0E+00 7.4E-02 1.0E+00 7.4E-02 4 Sr-90 Тип 2.0E+00 7.4E-02 1.0E+00 7.4E-02 4 Категория 5 Позит-ронная томогра-фия Ge-68 Макс 1.0E-02 3.7E-04 7.0E-01 5.3E-04 5 5 Ge-68 Мин 1.0E-03 3.7E-05 7.0E-01 5.3E-05 5 5 Ge-68 Тип 3.0E-03 1.1E-04 7.0E-01 1.6E-04 5 5 Мессба-уэ-ров-ская спектро-метрия Co-57 Макс 1.0E-01 3.7E-03 7.0E-01 5.3E-03 5 5 Co-57 Мин 5.0E-03 1.9E-04 7.0E-01 2.6E-04 5 5 Co-57 Тип 5.0E-02 1.9E-03 7.0E-01 2.6E-03 5 5

/>Табл. 2 приведена специально в целях иллюстрации самой идеи категоризации, а именно: для каждой категории произвольно выбрано по два вида деятельности, тогда как в [1] представлены аналогичные более подробные сведения для всех пяти категорий и для более чем 70 видов деятельности с применением десятков типов радионуклидных источников.

В табл. 2 для каждого вида деятельности и каждого радионуклида, используемого в этом виде деятельности, задаются три уровня активности – максимум, минимум и типичный. Эти данные приведены в колонках I-V. Для того чтобы численно расположить по рангу (от 1 до 5) источники и виды деятельности, каждая активность (колонка V) делилась на нормирующий фактор (колонка VI) для того, чтобы получить безразмерное нормализованное «A/D-отношение» (колонка VII). Все «A/D-отношения» наносились на логарифмический график (рис. 1) для того, чтобы использовать «A/D-отношение» для «типичных» активностей источников из табл.2 в качестве основных точек данных, а «A/D-отношения» для максимальной и минимальной активностей наносились как границы интервалов («range bars»).

Рассмотрим теперь, каким образом организовывались границы категорий, т.е. диапазон «A/D-отношений» по вертикальной оси для каждой из категорий.

Как упоминалось выше, на практике источники с активностью большей, чем «D-величина», имеют потенциальную возможность быть причиной выраженных детерминистских эффектов. Следовательно, отношение активностей A/D рассматривалось так, чтобы логическая линия, разделяющая категории, образовывала две категории (меньше единицы и больше единицы).

Однако для того чтобы система категоризации удовлетворяла множеству  различных вариантов применения, описанному в [1] (хотя в практике различных стран их может быть больше или меньше), ясно, что необходимы более чем две категории.

Кроме того, большое количество и многообразие видов деятельности выше и ниже этой линии подтверждало, что были необходимы дополнительные категории.

При разработке «D-величин» было признано, что активность источника, в 10 раз большая, могла повысить угрозы жизни за счет облучения в относительно короткий период времени [15]. Поэтому линия, разделяющая категории, была прочерчена для A/D=10. Однако, остаются некоторые высокоактивные источники (например, РИТЭГи) в той же самой категории, что и источники со значительно меньшей активностью (например, брахитерапия высоких мощностей доз (HDR). Поэтому было решено использовать опыт эксплуатации, профессиональные оценки и уроки, извлеченные из аварий, для того, чтобы разделить эти виды деятельности, что привело к дополнительной разделительной линии при A/D=1000.

Поскольку имелся большой диапазон видов деятельности и активностей источников ниже A/D=1, была необходима дополнительная (еще одна) линия, разделяющая категории. Поэтому опыт эксплуатации, профессиональные оценки и уроки, извлеченные из аварий, были использованы для того, чтобы прочертить разделяющую линию при A/D=0,01 с более низкой отсеченной частью для установления этой категории при активности радионуклида, которая полагается освобожденной от регулирующего контроля, поделенной на соответствующую «D-величину»[1]. Конкретные уровни активностей для радионуклидов, освобожденных от контроля, в полном объеме приведены в приложении 1 в ОНБ [9].

Учет вышеперечисленных факторов привел к системе из пяти категорий, как показано в прямоугольниках на рис.1. Затем категоризация была усовершенствована с признанием того, что факторы, иные, чем активность, могут быть необходимы для рассмотрения.

Результаты показывали, что хотя «A/D-отношения» обеспечивают здравую и логическую основу для категоризации, имеются другие факторы риска, которые проводят линию согласия взглядов специалистов, имеющих практический опыт в области радиационной защиты, тем не менее возможно усовершенствование описанной системы категоризации .

Далее были использованы опыт и оценки для пересмотра категории, назначенной для каждой ситуации – «вид деятельности/радионуклид». Кроме того, там, где практически возможно, полагалось нежелательным иметь особые виды деятельности, связывающие две категории, хотя в некоторых случаях было необходимо разделять характерные виды деятельности (например, брахитерапия была разделена на брахитерапию высоких мощностей доз (HDR), брахитерапию низких мощностей доз (LDR) и перманентные (т.е. долговременные) имплантанты). В других случаях, таких как калибровочные источники, было невозможно отнести их к отдельной категории, пока их активность может меняться от низкой активности до активности свыше  100 ТБк. Таким образом, в такой ситуации  назначение категории может быть рассмотрено на основе «схемы» шаг за шагом, вычислением «A/D-отношения» и далее рассмотрением других факторов, если это необходимо.

Поэтому категория, назначаемая каждой паре «вид деятельности/радионуклид», была пересмотрена с учетом таких факторов, как характер вида деятельности (работы), мобильность источника, опыт известных аварий, а также типичные и уникальные действия в пределах данного вида деятельности (с конкретным источником). Например, некоторые низкоактивные РИТЭГи могли попасть в категорию 2, если бы должна была рассматриваться только активность. Но поскольку РИТЭГи, вероятно, должны находиться в отдаленных местах расположения, не под контролем и могут содержать большие количества плутония или стронция, все они были отнесены к категории 1.

Подобно этому все стационарные уровнемеры были отнесены к категории 3, хотя  активность небольшого количества 60Co уровнемеров может относиться к категории  2 в силу только (собственно) самой активности. Из-за типичного диапазона активностей для уровнемеров они попадают в категорию 3, а доступ к более высокой  активности стационарных уровнемеров обычно является низким; поэтому практика использования «стационарных уровнемеров» была отнесена к категории 3.

Наиболее наглядно универсальность и наглядность методологии категоризации представлены в табл.3, где в качестве примера приведена категоризация небольшого количества широко распространенных видов деятельности. Удобство применения  табл.3 заключается, например, в том, что для неизвестных и (или) не приведенных в ней видов деятельности категория источника может быть определена делением активности радионуклида на соответствующую «D-величину», приведенную в табл.1. Это дает нормируемое «A/D-отношение», которое можно сравнить с «A/D-отношениями» в правой колонке табл.3, а назначаемая категория основана на активности (признавая, что другие факторы могут быть, если нужно, приняты во внимание).

Эта возможность применять систему категоризации к не перечисленным в [1] «видам деятельности/источникам» будет особенно полезной для аварийных методик.

Для практического уяснения методологии применения системы категоризации МАГАТЭ необходимо одновременно рассматривать табл.2, 3 и рис.1.

Во время разработки системы категоризации было признано, что в некоторых видах деятельности, таких как ядерная медицина, используются короткоживущие радионуклиды с малым периодом полураспада, которые могут быть также открытыми. Примеры таких применений включают Tc-99m в диагностике и I-131 в терапии. В этих ситуациях принципы системы категоризации также могут применяться для того, чтобы определить категорию для источника, но поверхностное решение будет нуждаться в выборе активности, по которой вычисляется «A/D-отношение». Следовательно, подтверждается, что эти ситуации рассматриваются на основе схемы «шаг за шагом».

Если вид деятельности включает агрегацию источников в обычное хранилище или использование определенного места локализации, где источники находятся в похожих закрытых условиях, таких как установки хранения, производственные процессы или любые транспортные средства, то для целей назначения категории общая активность может трактоваться как один источник. Следовательно, суммарная активность радионуклида может быть разделена на соответствующую «D-величину», а вычисленное «A/D-отношение» сравнивается с «A/D-отношениями», приведенными в правой колонке табл.3. Таким образом, назначение категории, основанное на активности, должно относиться к соответствующему виду деятельности.

Если источники с несколькими радионуклидами агрегированы, то сумма «A/D-отношений» может быть использована для того, чтобы определить категорию в соответствии с формулой:

Aggregate A/D=/>,

где Ai,n – активность каждого индивидуального i-го источника n-го радионуклида;

    Dn – «D-величина» для n-го радионуклида.

В каждом случае следует признавать, что при назначении категории может понадобиться принять во внимание другие факторы. Кроме того, при рассмотрении аккумуляции источников важно осознавать возможность изменения вида деятельности, например, «производство» уровнемеров является отличным (другим) видом деятельности от «применения» таких средств измерения.

/>

Рис.1. Относительное ранжирование видов деятельности, основанное на «A/D-отношении» (прямоугольники показывают категории, основанные исключительно на “A/D-отношении”. Окончательные категории выбирали с учетом других факторов, как показано [1] в основном тексте.)

В целях иллюстрации ниже приведена часть текстовых обозначений на горизонтальной оси рис.1.

№ п/п

Вид деятельности (практика)

(английский оригинал)

Вид деятельности (практика)

(перевод)

1 Irradiator  Co-60 Облучатель  Co-60 2 Irradiator  Cs-137 Облучатель  Cs-137 3 Self-shielded Irradiator  Co-60 Самоэкранированный облучатель Co-60 4 Gamma-Knife  Co-60 Гамма – нож  Co-60 (см. текст) 5 Self-shielded Irradiator  Cs-137 Самоэкранированный облучатель Cs-137 6 Teletherapy  Co-60 Дистанционная радиотерапия  Co-60 7 Blood/Tissue Irradiator  Co-60 Облучатель крови/ткани  Co-60 8 Blood/Tissue Irradiator  Cs-137 Облучатель крови/ткани  Cs-137 9 RTG  Sr-90 РИТЭГ  Sr-90 (см. текст) 10 Teletherapy  Cs-137 Дистанционная радиотерапия  Cs-137 11 RTG  Pu-238 РИТЭГ  Pu-238 (см. текст) 12 Industrial Radiography  Co-60 Промышленная радиография  Co-60 13 Industrial Radiography  Ir-192 Промышленная радиография  Ir-192 14 Calibration source  Co-60 Калибровочный источник  Co-60 15 Calibration source  Cs-137 Калибровочный источник  Cs-137 16 Industrial Radiography  Se-75 Промышленная радиография  Se-75

Таблица 3

Таблица категоризациинекоторых обычных видов деятельности

Категория

Категоризация обычных видов деятельностиa

Отношение активностиb A/D

1

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы

Облучатели

Телерентгенотерапия, дистанционная лучевая терапия

Стационарная, многопучковая телерентгенотерапия, дистанционная лучевая терапия (гамма-нож)

A/D ≥ 1000 2

Промышленная гамма-радиография

Брахитерапия высоких/средних мощностей доз

1000 > A/D ≥ 10 3

Стационарные промышленные средства измерений

уровнемеры

датчики землечерпалок

средства измерений на конвейерах и транспортерах, содержащие высокоактивные источники

вращающиеся измерители толщины стенок труб

Приборы для геофизических исследований и каротажа

10 > A/D ≥ 1 4

Брахитерапия малых мощностей доз (исключая глазные бляшки и перманентные (долговременные) имплантантные источники)

Толщиномеры

Портативные средства измерений (например, влажности/плотности)

Костные денситометры

Нейтрализаторы статического электричества

1 > A/D ≥ 0,01 5

Брахитерапия малых мощностей доз глазных бляшек и перманентные имплантатные источники

Приборы флуоресценции рентгеновского излучения

Приборы электронного захвата

Мессбауэровская спектрометрия

Позитронная томография

1 > A/D ≥ Уровень освобожденияc/D

a Признавая, что факторы, иные, чем A/D, принимаются вовнимание (раздел 2.3.6 в [1]).

b Эту колонку можно использовать для определения категорииисточника, базируясь исключительно на A/D. Это может пригодиться, если,например, вид деятельности неизвестен или не приведен в списке (не перечислен);источники имеют короткий период полураспада или являются открытыми; илиисточники агрегированы (собраны вместе) (см. раздел 3.3 в [1]).

c Не подлежащие регулирующему контролю количества (уровниосвобождения) даны в приложении I в ОНБ [9].

Таким образом, новаясистема категоризации обеспечивает фундаментальную и международно-признаннуюоснову для принятия решений на основе приемлемого риска посредством обеспечения относительного ранжирования и разделения на категории источников ивидов деятельности, которое базируется на логической и прозрачной(транспорентной) методологии.

Принимая во вниманиеожидаемые варианты применения категоризации, система, составленная из пятикатегорий, предполагает обеспечение оптимального разделения на категории,дающее гибкость для использования категорий, когда они установлены, или для ихкомбинирования, если это необходимо.

Изложенная выше системакатегоризации тесно связывается с обеспечением сохранности (физической защиты)радиоактивных источников при реализации различных видов деятельности с учетомподходов МАГАТЭ, изложенных в [2].

На основе анализауязвимости отдельного источника может быть сделана оценка риска. Уровень этогориска будет определять меры по обеспечению сохранности (физической защиты),требуемые для защиты источника, в первую очередь от несанкционированногодоступа к нему и обладания им. Чем выше этот риск, тем большие возможностибудут требоваться от системы физической защиты.

Этот уровень возможностейможет быть выражен как требуемые рабочие характеристики для системы физическойзащиты. Пока имеется широкий диапазон возможных мер по физической защите, онимогут описываться посредством их возможностей ограничивать доступ, обнаруживатьи препятствовать несанкционированному доступу и обладанию источником.

В [2] определяются четырегруппы физической защиты, основанные на этих фундаментальных возможностяхзащиты. Они предоставляют систематический способ категоризации ранжированных требуемых рабочих характеристик, необходимых для того, чтобыпокрыть весь диапазон мер по обеспечению сохранности, зависящих от оцененногориска.

Эти группы физическойзащиты в [2] классифицируют требуемые рабочие характеристики системы физическойзащиты, как следует ниже.

Группа А физическойзащиты. Меры следует устанавливать для того, чтобы удерживать отнесанкционированного доступа и своевременным образом обнаруживать несанкционированный  доступ и обладание источником. Эти меры должны бытьтакими, как предотвращение обладания источником до тех пор, пока возможнореагирование.

Таблица 4

 Краткое изложениецелей рабочих характеристик системы физической защиты

Группа А физической защиты: Группа B физической защиты: Группа C физической защиты: Группа D физической защиты: Безопасное обращение и защита (источника) как имущества Ограничение несанкционированного доступа Своевременное обнаружение несанкционированного доступа Верификация наличия источника в установленные интервалы (времени) Своевременное обнаружение несанкционированного обладания радиоактивным источником Предотвращение обладания источником до тех пор, пока возможно реагирование

Группа B физическойзащиты. Меры следует устанавливать для того, чтобы удерживать отнесанкционированного доступа и своевременным образом обнаруживать несанкционированный  доступ и обладание источником.

Группа C физическойзащиты. Меры следует устанавливать для того, чтобы удерживать отнесанкционированного доступа и контролировать наличие источника в установленныеинтервалы времени.

Группа D физическойзащиты. Меры следует устанавливать для того, чтобы обеспечить безопасноеприменение источника и его  адекватную защиту как имущества, контролируяего наличие в установленные интервалы времени.

Выбор качества иэффективности мер, которые воздействуют на вышеперечисленные требования, будетотноситься к отдельному плану основных угроз. Блок-схема процесса оценки плана основных угроз представлена на рис.2.

Защита отнесанкционированного доступа к самой физической защите главным образом нацеленана то, чтобы пытаться предотвратить кражу материала. Меры по достижению тех жесамых целей могут уже иметь место для системы безопасности с целью защиты отнепредусмотренного радиационного облучения.

Назначение в [2] группфизической защиты для радиоактивных источников наиболее эффективно достигаетсяс использованием результатов оценки угроз. Это дает максимальную гибкость испецифичность для учета многообразия уровней угроз и защиты окружающей среды.Этот факт также допускает различные варианты выбора групп по обеспечениюсохранности для радиоактивных источников на различных стадиях их жизненногоцикла.

И наоборот, некоторыестраны могут делать оценки угроз и уязвимости для всей страны и осуществлятьотнесение источников к группам по обеспечению сохранности, базирующееся на этихоценках.

/>Рис. 2. Блок-схема процесса оценки плана основных угроз

В случае если имеются вналичии неполные данные для того, чтобы сделать разумную основу плана оценкиугроз или делать так не считается желательным или необходимым, то меры пообеспечению сохранности могут базироваться на последствиях злонамеренногообладания и применения источника(ов) и предполагаемых угроз для источника(ов).

Как показано выше, МАГАТЭразработало Категоризацию радиоактивных источников [1], которую поначалу можнобыло бы использовать для этой цели, так как она (категоризация) применяет вкачестве своей основы потенциальное воздействие неконтролируемых источников наздоровье человека и предусматривает критерий природной опасности, связанной систочником. Однако следует признать, что это не включает в себя рассмотрениесоциальных или экономических факторов при потере контроля над источниками.

В вышеописаннойкатегоризации источники разделены на пять категорий – от наиболее значимойкатегории 1 до наименее значимой категории 5.

 Источники категорийот 1 до 3 обычно имеют возможность приводить к риску облучения с выраженнымитяжелыми детерминистскими эффектами при условии, если они не находятся подконтролем. Тяжелый детерминистский эффект – это эффект, который являетсяфатальным или угрожающим жизни или имеет своим результатом долговременный(перманентный) ущерб, ухудшающий качество жизни.

Согласующаяся спересмотренным [5], каждая из категорий включает освобожденный радиоактивныйматериал, если любой из источников в группе негерметичен или разрушен.Методология категоризации также дает возможность для агрегации (сосредоточения)источников в их месте расположения.

Группирование источников,приведенное в табл.4, основывается на описанной выше категоризации вместе снеявным допущением угроз от отдельного лица или групп лиц с серьезнымнамерением завладеть источником.

Это последнее допущениеиспользуется как основа общего плана угроз. Указанные назначения (задания)положены заранее как назначения, присваиваемые по умолчанию.

 Различныеобстоятельства или более детальные оценки могут объяснять перемещение источникавверх или вниз по группам физической защиты. Одной из причин для источника бытьотнесенным к более высокой группе физической защиты могло бы быть то, чтооценка отдельной угрозы может показывать, что некоторые установки с источникамиили некоторые мобильные источники являются более уязвимыми кнесанкционированному овладению ими, даже если они не являются источниками сочень высокой активностью.

Однако назначение группвыполняется или с использованием методики оценки угроз, или с использованием ихпо умолчанию из табл.4. Тогда становится возможным принимать решение по некоторымотдельным мерам физической защиты, которые будут удовлетворять требуемымрабочим характеристикам для этой группы физической защиты.

Таблица 5

Группы физической защиты,основанные на категоризации источников

Группа физической защиты Категория источника Примеры видов деятельности A 1

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи)

Облучатели

Телетерапия

Стационарная многопучковая телетерапия  (гамма-нож)

B 2

Промышленная радиография

Брахитерапия высоких и средних мощностей доз

3

Стационарные промышленные средства измерений (например, уровня, на землечерпалке, на конвейере)

Геофизические средства измерений, каротаж

C 4

Брахитерапия низких мощностей доз (за исключением того, что ниже)

Средства измерения толщины/уровня наполнения

Портативные средства измерения (например, влажность/плотность)

Костные денситометры

Нейтрализаторы статического электричества

D 5

Брахитерапия низких мощностей доз глазных бляшек и перманентные (долговременные) имплантированные источники

Приборы рентгеновского флюоресцентного анализа

Приборы на основе электронного захвата

Табл.5 явным образомдемонстрирует довольно органичную связь между системой категоризациирадиоактивных источников и обеспечением их сохранности, оптимизируя людские ифинансовые возможности и обеспечивая при этом приемлемый уровень радиационногориска.

Таким образом,установление категории потенциальной опасности конкретного радионуклидногоисточника, применяемого в том или ином виде деятельности, который ужеосуществляется или только планируется осуществлять на каком-либо конкретномрадиационном объекте того или иного предприятия (организации), а также группыфизической защиты в отличие от [3, 4] сводится к нескольким простым действиям:

Для заданногорадионуклидного источника из табл.1 выбирается «D-величина».

Для известной активностиэтого радионуклидного источника вычисляется «A/D-отношение».

Радионуклидному источникуприсваивается категория:

Если, например, этотрадионуклид и вид деятельности, где он используется, приведены в табл.2, то емуприсваивается соответствующая категория, указанная в IX колонке. Если женазначенная категория не указана, то категория присваивается только по«A/D-отношению», возможно с учетом каких-либо дополнительныхпрактически значимых факторов и особенностей использования данного источника нарадиационном объекте предприятия.

Если значения в двухпоследних колонках табл.2 различаются, то это указывает на то, что приназначении категории данному источнику разработчики категоризации учитываликакие-то особенности, характерные для данного вида деятельности. Вполневозможно, что российская практика имеет свои особенности, и в некоторых случаяхнеобходимо пересмотреть назначенную категорию опять же с учетом каких-либодополнительных практически значимых факторов и особенностей использованияданного источника на радиационном объекте предприятия.

Если вид деятельностинеизвестен или не приведен в табл. 2, то для определения категории источникаможно использовать правую колонку табл.3, базируясь исключительно на«A/D-отношении». После этого можно учесть вышеупомянутые практическизначимые факторы, например: характер вида деятельности, мобильность источника,опыт известных аварий и т.п., и, основываясь на этих рассуждениях, обосноватьвозможность оставить без изменения, понизить или повысить категорию источника.Примером, как это описано выше, может являться отнесение всех РИТЭГов ккатегории 1.

После принятияоднозначного решения о номере категории на основании табл. 5 источникуприсваивается одна из четырех групп физической защиты.

В соответствии сприсвоенной источнику группой физической защиты, согласно табл. 4,обеспечивается соответствующий уровень охраны.

По нашему мнению, однаждыприсвоенная радионуклиду категория не обязательно будет соответствовать ему напротяжении всей его жизни. Например, рассмотрим Ir-192, используемый вбрахитерапии высоких/средних мощностей доз (табл.2). Рассчитанное для этогонуклида «A/D-отношение» соответствует категории 3. Но с учетом всехпрактически значимых факторов, в частности особенностей данного видадеятельности, этому радионуклиду в [1] было решено присвоить категорию 2. Но попрошествии определенного количества времени за счет радиоактивного распадаактивность источника понизится настолько (допустим, она стала ниже минимальногозначения, указанного в табл.2), что использование его в этом виде деятельностибудет невозможно. Но в то же время его активность не стала настолько малой,чтобы его использование для других целей было невозможно. Таким образом, тот жесамый радионуклид можно будет использовать в брахитерапии низких мощностей дозв той же организации (табл. 2). Как видно из табл. 2, тому же источнику можетбыть присвоена другая категория (в данном случае 4). Наглядно этот переходможно увидеть на рис.1. Здесь источник из пункта 17 (High/Med DR BrachytherapyIr-192) переходит в пункт 38 (LDR Brachytherapy Ir-192). А это обстоятельство,в свою очередь, ведет к присвоению источнику более низкой группы физическойзащиты (табл.5).

Следовательно, всоответствии с табл. 4 можно формально изменить меры по обеспечению сохранности(если это практически целесообразно), предъявляемые к данному источнику(например, оптимизировать технические (средства визуального наблюдения), иорганизационные меры (оптимизировать режим доступа к источнику, состав и структуруохраны). Как следствие, это ведет уменьшению затрат на обеспечение сохранностиисточника, т.е. к экономии денежных средств организации, осуществляющей работус данным источником.

Выбранные в [1] ипредставленные в табл. 2 виды деятельности не следует считать единственновозможными. Изложенная методология позволяет построить табл. 2 и рис.1 длялюбого наперед заданного числа видов деятельности, и, таким образом, рис.1 впринципе может иметь другой вид. Для крупных предприятий, осуществляющихдесятки видов деятельности с использованием сотен радиоактивных источников(включая деятельность, связанную с агрегированием действующих или отработавшихисточников), табл.2 и рис.1 будут качественно отличаться от приведенных в [1](в частности, длиной прямоугольников на рис.1 или даже отсутствием каких-либокатегорий). В то же время для малых предприятий, имеющих несколькорадиоактивных источников, построение специального графика нецелесообразно.

Представительрегулирующего органа, безусловно, должен полностью понимать все вышесказанное ипри осуществлении надзора основное внимание для источников той или инойкатегории должен уделять учету вышеупомянутых практически значимых факторов приприменении радионуклидных источников.

Заключение

В преддверии разработкиразного рода технических регламентов (в части, касающейся регулированиябезопасности на объектах народного хозяйства) подходы МАГАТЭ, описанные в [1,2], заслуживают пристального изучения с целью их адекватного отражения в этихрегламентах для целей нормативного регулирования безопасности и обеспечениясохранности радиоактивных источников.

Первостепенной задачейГосатомнадзора России могла бы стать разработка необходимых руководств побезопасности на базе [1, 2] с включением основных положений этих документов всоответствующие технические регламенты.

Хотя в отличие от [3, 4]данная категоризация не носит глобальный характер, но зато позволяет четко иоднозначно определить организационные и технические меры по обеспечениюбезопасности и сохранности радиоактивных источников на объектах народногохозяйства.

По нашему мнению, нельзяиспользовать один и тот же подход к определению категории потенциальнойопасности для всех объектов использования атомной энергии из-за явнойнесопоставимости некоторых из них (например, нельзя сравнивать обыкновенныйрадионуклидный источник в составе дефектоскопа с атомной станцией).

Поэтому мы считаемцелесообразным разработку подобных категоризаций для всех объектовиспользования атомной энергии, более менее однородных по назначению и наличиюна них примерно одинакового количества радиоактивных веществ.

Причем в этихруководствах должны быть такие же четкие и понятные критерии отнесения любогообъекта к той или иной категории, как в [1, 2], поскольку критерии в [3, 4]носят слишком общий характер и не являются универсальными для их применения ковсему множеству объектов использования атомной энергии.

Оригиналы [1, 2] и ихпереводы на русский язык имеются в библиотеке НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России.

Список литературы

INTERNATIONAL ATOMIC ENERGYAGENCY, Categorization of radioactive sources, IAEA-TECDOC-1344, Vienna (2003).

Международное агентствопо атомной энергии, Категоризация радиоактивных источников, МАГАТЭ-ТЕХДОК-1344,Вена (2003).

INTERNATIONAL ATOMICENERGY AGENCY, Security of radioactive sources, IAEA-TECDOC-1355, Vienna(2003).

Международное агентствопо атомной энергии, Физическая защита радиоактивных источников,МАГАТЭ-ТЕХДОК-1355, Вена (2003).

Основные санитарныеправила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99).

Проект федеральногозакона «Об общем техническом регламенте по радиационной и ядернойбезопасности санитарно-эпидемиологического нормирования при обращении иИИИ».

Международное агентствопо атомной энергии, Кодекс поведения по обеспечению безопасности и сохранностирадиоактивных источников.

INTERNATIONAL ATOMICENERGY AGENCY, Preparedness and Response for a Nuclear or RadiologicalEmergency. IAEA Safety Standards Series No. GS- R-2, IAEA, Vienna (2002).

INTERNATIONAL ATOMICENERGY AGENCY, Convention on the Physical Protection of Nuclear Materials,Legal Series No. 12, IAEA, Vienna (1982).

INTERNATIONAL ATOMICENERGY AGENCY, Method for Developing Arrangements for Response to a Nuclear orRadiological Emergency. (Updating IAEA-TECDOC-953), Emergency Preparedness andResponse Series, Vienna (in preparation).

FOOD AND AGRICULTUREORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY,INTERNATIONAL LABOUR ORGANISATION, OECD NUCLEAR ENERGY AGENCY, PAN AMERICANHEALTH ORGANIZATION, WORLD HEALTH ORGANIZATION, International Basic SafetyStandards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety ofRadiation Sources, Safety Series No. 115, IAEA, Vienna (1996).

ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ ИСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ, МЕЖДУНАРОДНОЕ АГЕНТСТВО ПОАТОМНОЙ ЭНЕРГИИ, МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА, АГЕНТСТВО ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИОРГАНИЗАЦИИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО СОТРУДНИЧЕСТВА И РАЗВИТИЯ, ПАНАМЕРИКАНСКАЯОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ВСЕМИРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ,Международные основные нормы безопасности для защиты от ионизирующего излученийи безопасного обращения с источниками излучения, Серия изданий по безопасности№ 115, МАГАТЭ, Вена (1996).

INTERNATIONALATOMIC ENERGY AGENCY, Intervention Criteria in a Nuclear or RadiationEmergency, Safety Series No. 109, IAEA, Vienna (1994).

UNITED STATESNUCLEAR REGULATORY COMMISSION, Health Effects Models for Nuclear Power PlantAccidents Consequence Analysis, NUREG/CR- 4214, USNRC, Washington, DC (1989).

INTERNATIONALCOMMISION ON RADIOLOGICAL PROTECTION, Publication 58, RBE for DeterministicEffects, Annals of the ICRP 20 (4) (1989).

INTERNATIONALATOMIC ENERGY AGENCY, Diagnosis and Treatment of Radiation Injuries, SafetyReports Series No. 2, IAEA, Vienna (1998).

INTERNATIONALATOMIC ENERGY AGENCY, The Radiological Accident in Lilo, IAEA, Vienna (2000).

INTERNATIONALATOMIC ENERGY AGENCY, Preparedness and Response for a Nuclear or RadiologicalEmergency. IAEA Safety Standards Series No.GS- R-2, IAEA, Vienna (2002).

[1] Хотя низкоактивные источники не будут приводить квыраженным детерминистским эффектам, “D-величины” использовались в качественормирующих факторов для всех источников, чтобы обеспечить соответствие (единыйподход) для всех категорий.

еще рефераты
Еще работы по безопасности жизнедеятельности