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輻射防護的三個主要原則之一就是輻射防護最優化。
   輻射防護最優化，早在1965年ICRP（國際輻射防護委員會）出版物中就有描述：對于在任何特定源項實踐中所產生的照射，除了甲狀腺放射性治療外，對于個體所接受的劑量必須保持在合理可行盡量低的水平下（ALARA），同時必須考慮經濟和社會因素受到的影響。
   因此，對任何一種與電離輻射相關的實踐，就不僅僅是在獲益后才考慮輻射防護的最優化，而是貫穿于立項、選址、設計、設備選型、建造、生產組織機構的建立、運行、維護、退役等整個實踐過程中
   對在役的商用核電站，輻射防護最優化主要體現在運行和維修過程中，對于壓水堆型核電站，又以每一次的換料大修為重點。據ISOE（職業照射信息系統）第11次年度報告的信息顯示（不完全統計），在已加入ISOE國家的所有商用核電站中，換料大修期間產生的集體劑量份額約占一個換料周期所有集體劑量的65%~97%之間。所以，輻射防護最優化的實施，特別是在大修期間的實施，將有利于降低集體劑量，減小職業輻射工作人員所受到的傷害。
本文引用秦山二核1號機組首次（101）大修換料的事例，對核電站的輻射防護最優化進行了簡單分析，一些論點及數據參考了IAEA安全報告系列第21號、ISOE第11期年度報告“核電站的職業照射”及ISOE的10年經驗報告。

1 基本的輻射防護最優化考慮
   與輻射相關的活動，必須在實施之前進行輻射防護最優化的考慮，而集體劑量是其重要的業績目標。
一項作業的集體劑量與參加該項活動的所有作業人數、作業人員所處位置的輻射場劑量率以及作業人員在具體輻射場中停留的時間有關。要想降低集體劑量，有以下三種方法：即減少參加作業的人數、降低作業人員所處環境的劑量水平和減少作業人員在輻射場中的停留時間。
   因此，要做好輻射防護最優化，就必須找到能夠影響以上三個方面的因素。下面分析一下可以影響這三個方面的因素：
（1）減少參加作業的人數
1） 準確地評估該項作業的工作量；
2） 認真做好同類作業的經驗交流；
3） 采用合適的、先進的作業器具；
4） 合理地考慮那些必須在輻射現場才能實施的項目；
5） 不要考慮人員的現場培訓，即：使用那些技術熟練的人員。
（2）減小作業人員所處環境的劑量水平
1） 去除或減少源項；
2） 考慮屏蔽效應，即降低源項的影響；
3） 增加操作距離，即采用合適的、先進的作業器具；
4） 采用合理的防護用品，以降低表面污染或內照射的幾率。
（3）減小作業人員在輻射場中的停留時間
1） 合理地安排作業計劃；
2） 科學地編制作業程序，必要時建立ALARA行動單；
3） 使用技術熟練的作業人員；
4） 作業實施前考慮專門培訓和模擬演練；
5） 采用合適的、先進的作業器具；
6） 良好的信息溝通渠道。
   在所有這些因素中，最徹底的是去除、減少或降低源項，其次是采用合適的、先進的作業器具以及使用技術熟練的作業人員，所以，一些良好的實踐往往是屏蔽、合理的技術改造、合理的作業器具的使用以及培訓方法、培訓設施的改進。
2 換料大修過程中的最優化實施
本文就本次101換料大修中的具體事例分析輻射防護最優化的實施。

2.1 事例簡介
本文引用101換料大修中的三項作業情況簡介如下表。

作業名稱 穩壓器開人孔 余熱排出系統（RRA）
下泄管線的改造 化容系統（RCV）下泄孔板的改造
作業內容 開穩壓器人孔蓋板，
并加上臨時蓋板。 管道切割、切割口打磨、
焊接、管道支架安裝 管道切割、切割口打磨、焊接
作業人數 7人 8人 7人
作業點環境劑量率 ~40μSv/h ~0.5mSv/h ~0.35mSv/h
作業點處熱點劑量率 ① 190μSv/h
② 240μSv/h
③ 220μSv/h ① 0.8 mSv/h
② 1.2 mSv/h
③ 0.8 mSv/h ①1.2 mSv/h
作業所用時間 ~2hrs ~15hrs ~20hrs
劑量降低措施 無 建立臨時屏蔽 建立臨時屏蔽
其他防護措施 建立負壓室，配自背式呼吸器 作業時穿鉛背心 作業時穿鉛背心
集體劑量 ~100×10-6man?Sv ~13.844×10-3man?Sv ~5.441×10-3man?Sv
最大個人劑量 ╱ 2.437mSv 0.971mSv
最大個人劑量工種 ╱ 管工 管工

2.2 分析評價
2.2.1 最優化的良好實踐
（1） 三項作業都編制了輻射防護方案
輻射防護方案能夠有效地降低輻射工作人員所接受的劑量，防止輻射事件（事故）的發生。合理的、科學的輻射防護方案必須和作業工藝過程緊密地結合，輻射防護方案應融入作業工藝程序，而作業工藝程序應滿足最終的輻射防護方案的要求。本次三項作業按以上要求都編制了輻射防護方案。
（2） 在穩壓器開人孔現場搭設負壓棚
由于穩壓器開人孔作業是一項一回路開口作業，可能存在一定量的放射性氣體或微塵顆粒。因此，搭設負壓棚，可以將放射性氣體或微塵的擴散控制在負壓棚內并通過抽氣過濾系統排出，不會對附近其他區域作業的人員造成輻射傷害（這種傷害即可能有體內污染、體表污染，還應考慮外照射的貢獻）。
（3） RRA下泄管線改造的屏蔽措施，有效地降低了源項
RRA系統的劑量比較高，熱點也較多，在現場改造實施前，輻射防護人員對熱點進行了鉛板屏蔽，屏蔽后的現場測量結果仍然偏高，就根據工藝系統的工況，將主要的劑量來源熱交換器二次側充滿設備冷卻水，進一步降低了現場劑量率，具體的測量數據見下表（除環境劑量外，其余皆為接觸劑量率）：
RRA改造現場屏蔽前后劑量率測量表（單位：mSv/h）
測量點 RRA熱
交換器A列 RRA熱
交換器B列 RRA
下泄管線 RCV
下泄管線 環境
劑量
屏蔽前 3.3 4 1.3 1.3 1.8
僅鉛屏蔽 1.3 1.8 0.7 0.8 1.2
充水后 0.8 1.2 0.5 0.8 0.5

       經過屏蔽后，兩個最高的熱點劑量率分別下降了76%（A列）、70%（B列），使得環境劑量率下降了72%。如果不建立屏蔽，則集體劑量約為25×10-3 man?Sv，實施屏蔽后，實際作業集體劑量為13.844×10-3 man?Sv，搭設鉛屏蔽集體劑量為6×10-3 man?Sv，共節省了5.156×10-3 man?Sv，所達到的效果是顯而易見的。
（4） RRA改造過程中嚴格控制了只能在輻射控制區內實施的內容
在RRA改造實施前，作業人員與輻防人員共同討論了整個實施過程，過程當中有一節增加的管道（帶閥門），一種方法是利用切割下的管道，另配一只閥門和一段管道（共要接受劑量440 man??Sv），另一種是不再利用切割下的管道，在控制區外配管和閥門，然后到現場再進一步加工（只需接受劑量20×10-6 man?Sv）。最終確定了后一種方法，節省了420×10-6 man?Sv。

2.2.2 尚待改進的領域
（1）作業人數配置
在穩壓器開人孔作業中，配置了7名作業人員，而根據現場的作業量，4~5人應能完成這項作業，因而人員配置過多，不僅增加了受照人數，還相應增加了一次性廢物產生量。因此，作業前必須對作業量進行評估，并參考其他相似作業的信息，合理制定本項作業的配置人數和配置工種，以滿足最優化的要求。
（2）信息溝通和交流
穩壓器開人孔作業時，由于信息溝通產生的原因，整個作業組三進三出控制區，共耗時85人?工時，而實際作業過程只應耗時30~40人?工時，造成的后果是增加了受照人次（為20人次左右），增加了受照時間（為4 h/人），增加了他人的勞動強度（如放射性洗衣房，多洗20套防護服，并多產生放射性廢水量），增加了廢物產生量（如一次性鞋套、一次性口罩、醫用乳膠手套等）。因此，廣泛的、通暢的信息溝通和交流渠道不僅能夠保證一項與輻射相關作業能嚴格按照預先制定的計劃實施，避免意外的輻射事件發生，同時可以避免一些不確定因素對該項作業產生影響。
（3）作業現場條件確認及工器具可用性確認
在穩壓器開人孔作業中，作業區附近墻上~380 V電源不可用，使得螺栓拉伸機無法使用；SAT工業用壓縮空氣不可用（壓縮空氣中含有大量銹水），后改為自背式呼吸器；建立負壓棚時新領用的電源接線盤不可用；這些都拖延了作業進程，增加了在控制區內的停留時間，從而增加了集體劑量。因此，現場條件是否滿足，作業能否順利實施，所使用工器具是否能加快作業進程或提高作業質量，這些因素都會影響到輻射防護最優化。
（4）屏蔽設置次序的考慮
在RRA改造實施過程中，屏蔽的設置較好地降低了作業現場的輻射場劑量率，但屏蔽設置的次序仍舊存在改進之處。在實際的設置過程中，在環境劑量率為1.8 mSv/h的條件下先搭設了鉛屏蔽（實際操作點因靠近熱點，劑量率還要高），后充水屏蔽，整個屏蔽設置集體劑量為6×10-3 man?Sv，而如果先充水屏蔽（充水屏蔽時運行人員的現場操作也將接受一些劑量，但不會太高），將環境劑量降至1 mSv/h左右，再搭設鉛屏蔽，則集體劑量可降至3×10-3 man?Sv，降幅達到50%。因此，不僅僅是屏蔽次序的考慮，還有作業次序的考慮也是最優化的重要方面。

（5）污染控制問題
放射性污染控制似乎與輻射防護最優化沒有直接關系，但發生污染后所產生的一系列后果卻表明，如果污染問題沒有控制好，也會給集體劑量的降低帶來負面影響。在RRA和RCV改造中，都發生了少量放射性液體從切割開的管道中流出的情況。首先焊接工藝要求焊點處要干燥，這樣就延誤了作業時間，其次流到地面或設備表面的溶液造成了放射性表面沾污，必須由核清潔人員進行去污，這兩方面產生的劑量都增加了作業的集體劑量。
（6）頻繁更換作業人員，即作業次序和人員安排的合理性
在大劑量場環境的作業中，作業次序和人員安排的合理考慮和安排會對集體劑量的降低做出較大的貢獻。應從工藝要求和輻射防護最優化共同來考慮作業次序，在人員安排方面首先考慮那些技術熟練的人員，既能夠保證施工質量（不會導致返工），同時縮短作業時間，但必須避免頻繁更換作業人員。這是由于更換人員時有一個交接過程，應該盡量減少交接，同時更換人員使得作業質量的控制成為問題。在劑量控制方面既考慮該人員的劑量限值，也要考慮大修的輻射防護控制目標，在這些條件的前提下應相應固定作業人員，作業人員的相對固定帶來的另一個益處是可以減少放射性廢物的產生量。
（7）工藝過程控制
在RRA改造以及RCV改造作業中，由于焊接方法是氬弧焊，在焊接前需充氬氣以保證焊接質量，但現場作業條件使得充氬氣非常困難，使焊接質量難以控制。在RRA改造中，一個焊口返工一次，而RCV改造中焊口返工次數為三次，分別使集體劑量增加了約1×10-3 man?Sv（RRA改造）和1.2×10-3 man?Sv（RCV改造）。因此，輻射防護必須與工藝過程緊密地結合在一起，除輻射防護工作人員之外，其他工藝技術人員也應該最大程度地分析和評估作業現場需采用的工藝方法，使得這種工藝方法或措施能夠在作業現場使用并保證作業質量和作業時間，使輻射防護最優化。
（8）項目編號、劑量統計有待于完善
本次大修在項目編號及劑量統計方面的做法有待改進。有一些活動，特別是那些在高劑量場中實施的維修活動中一些輔助活動，如拆保溫層、搭設屏蔽用的腳手架、搭設鉛屏蔽等，其作業編號并未納入將實施的維修活動編號，因而其劑量信息沒有統計入該項維修活動，而這些輔助活動在實施時其環境劑量還要高于維修活動開始實施時。如RRA改造，目前統計的集體劑量為13.844×10-3 man?Sv，而僅搭設腳手架和鉛屏蔽的集體劑量估算是6×10-3 man?Sv，尚不包括拆保溫和恢復保溫，但這些輔助活動是維修活動的一部分，應該將其統一考慮。
（9）輻射防護用品的改進
在一次很簡單的現場作業中，本人觀察到，作業人員在松一顆螺絲時將防護用棉紗手套脫掉，詢問原因，答復是螺絲太小，戴著手套操作不方便，但脫掉棉紗手套違反了控制區內作業的輻射防護規定，因為這有可能造成手被污染。作業人員顯然應該遵守控制區內的各項規定，但多種多樣的防護用品也應該更多地考慮舒適性和可操作性，即所謂的人性化考慮。因此，配置的防護用品的使用是否使作業人員感覺到作業方便和舒適，將對作業人員的操作、作業時的心情，產生很大的影響，同時也對輻射工作人員自覺遵守各種輻射防護規定產生較大的影響，穿戴方便和舒適的輻射防護用品有利于輻射防護最優化的實施。
（10）屏蔽材料的類型及搭設工器具的改進
屏蔽的設置是輻射防護最優化實施過程當中非常重要的內容，但往往屏蔽設置時劑量場總是該項作業環境下最高的，而作業環境總是不盡相同，給屏蔽搭設造成很大的麻煩，使得屏蔽設置人員接受的劑量占了不小的份額。因此，如何盡量減少該部分劑量對整個作業集體劑量的貢獻也是必須要考慮的。
首先是屏蔽材料的多種化，本次大修使用的屏蔽材料為鉛板，對于γ輻射的屏蔽效果是很好的，但缺點是較重，現場不易操作，有很多場合必須與腳手架配合使用。而水磚則由于單塊體積很小，能夠較好地與現場的環境匹配，且搭設不需腳手架配合，能彌補鉛屏蔽材料的一些不足，具有很好的效果。其次是腳手架的材質和可操作性考慮，腳手架的材質應該輕且結實，結構的設計應能快速地搭設并掛上鉛板，使屏蔽搭設人員在高輻射場中停留的時間盡可能短。
本次大修在輻射防護最優化方面做了不少工作，由于秦山二期1號機組在2002年4月剛投入商業運行，積累的數據有限，現僅列出以下兩個數據來進行評價：
2002年的集體劑量（沒有大修）：22.982×10-3 man?Sv
101大修換料集體劑量（2003年4月4日~6月4日）：288.210×10-3 man?Sv
從這兩個數據看出，大修集體劑量與全年集體劑量之比為92.6%，與ISOE統計中的數據相比也是吻合的。

3 建議
       輻射防護最優化是一項長期的、嚴謹的、細致的工作，從上面的分析可以看出，仍舊有許多方面需要改進。最優化不僅僅是針對一項作業，而核電站管理層應把中、短期劑量減低計劃，長期劑量減低計劃也納入輻射防護最優化的內容中。國外核電站在進行了輻射防護最優化之后，集體劑量的趨勢逐年下降。鑒于此，筆者有以下一些建議。

3.1 建立輻射防護最優化理念
      所有活動都是由個人行為組成的，一項集體活動，既包含了管理層的個人行為，也包含了實施層的個人行為。而對于輻射防護最優化，只有在個人行為都做到了最優化，才是根本上的最優化。因此，在每位員工的心目中建立起輻射防護最優化的理念，使每個人都會考慮：我為輻射防護最優化做了些什么，怎樣做才能既完成了工作，又降低了接受的劑量。只有這樣，才能使最優化得以良好實施。
從管理層的個人行為來說，必須為實施層的個人行為建立清晰的、準確的、可實施的管理程序，使實施層清楚地知道如何去實施每一項具體的工作；必須為實施層的個人行為創造良好的作業環境和條件，使實施層能夠心情愉快地工作；必須為實施層的個人行為制定行為目標，使實施層的工作具有挑戰性。
從實施層的個人行為來說，必須嚴格地執行已頒布的管理程序，規范自己的行為；必須不斷地充實自己，不僅能夠勝任自己的工作領域，還能夠給管理層提供良好的建議；必須具有工作的主動性和責任心，能夠主動地發現、處理、解決問題，能夠彌補管理方面尚不完善的領域。

3.2 加強非量化的輻射防護最優化指標
       輻射防護最優化，目前都是以量化的指標來衡量，如一項作業的集體劑量，最大個人劑量等，是否通過最優化的分析和措施使其得到了合理的下降；通過不斷地實施最優化，是否使得每年的集體劑量有所下降。但通過了一段時期的實踐，發現僅有量化的指標是不夠的，因為量化指標只是衡量最終的結果，而最優化實施過程并未考慮在內，因此IAEA安全報告系列第21號“職業照射控制中的輻射防護最優化”中提出了一些非量化的指標，這些非量化指標分別是：人員的承諾，提高作業人員的知識層次，讓所有人員參與最優化，信息交流系統的有效性，及時的培訓。
如果這些非量化指標能夠得以良好實施，將極大地提高一個與輻射相關活動的輻射防護最優化，并且將從整體上提高輻射防護最優化水平。
（1） 人員的承諾。從高級管理層到每一名作業人員，凡是直接或間接與輻射活動相關的人員，都應對輻射防護最優化做出承諾，即盡自己的最大努力使輻射防護最優化融入每一項思維和活動中。
（2） 提高作業人員的知識層次。要提高每一位作業人員的知識層次，能夠使他們清楚地了解年度的和相關作業的劑量控制目標值，并且盡可能地了解如何做才能做得更好。
（3） 讓所有人員參與最優化。所有的人員，包括管理層和具體員工，都應該參與輻射防護最優化，從最優化分析、最優化實施到交流與反饋。
（4） 信息交流系統的有效性。這個領域強調有效性，即任何關于輻射防護最優化的信息交流都應該是有效的，而不是一種形式，包括實施前的最優化分析、最優化措施的經驗交流、最優化實施過程中的協調、各種數據的積累以及最優化評價。
（5）及時的培訓。任何輻射作業，凡是需要做最優化的，最終都將以程序文件的形式給出以保證最優化順利、有效地實施，但最優化仍在不斷地完善和改進，因此，關于最優化程序的培訓，特別是對那些經過變更的程序的及時培訓，是非常必要的。應該記住，最優化過程是一個動態過程，將永遠被不斷地改進。

3.3 關于最優化評價
      對最優化進行評價，是最優化實施是否合理、最優化是否能得到不斷改進的重要保證。并且這種評價應該在作業開始之前就進行預評估，以保證最優化實施的合理性，對現場的劑量環境進行測量和評估，定出具有挑戰性的劑量目標值，在作業結束后進行評價，做好經驗反饋，為其他的相關作業提供有價值的最優化信息。
對輻射相關作業進行預評估，保證最優化實施的合理性，包括：必須得到相關的因素以制定作業的劑量目標；必須說明作業現場的環境條件；必須將作業組與防護組有機地結合；作業過程的描述，以便進一步優化。
對特定的作業及輻射環境進行分析，保證最優化的有效性，包括：
1） 作業描述，包括劑量條件（劑量率、表面污染、空氣污染），作業條件（現場停留時間、現場溫度、照明、作業位置等），人員和設備，協調（是否有其他作業產生各種影響）；
2） 作業分析，包括個人劑量限制，集體劑量目標，來自于其他可參考作業的信息；
3） 劑量降低措施，包括可能的設備、工器具的改進，防護用品的改進，屏蔽措施及污染控制；
4） 作業計劃，包括可選擇的作業時間段，作業人數，作業次序和作業組織機構；
5） 劑量，包括預期的個人劑量和集體劑量；
6） 經驗反饋的準備，包括必須記錄的數據，作業性能評價等以滿足作業后的反饋要求。
對最優化的實施進行監督是最優化過程中不可缺少的一個環節，而且這種監督應該由輻射防護部門以外的部門來實施，能夠對最優化從計劃、分析、實施到最終的反饋給出一個客觀的評價，以保證最優化的完整性和合理性，這也是所有人員參與最優化的一個方面。

3.4 開展代價－利益分析
       目前，在輻射防護最優化領域，有一系列的技術被采用，如代價效果分析、代價－利益分析、多重效應設施分析及多重準則級別分析，而被大多數核電站采用的是代價－利益分析。
代價－利益分析不是一項新的技術，但作為輻射防護最優化領域，這是第一次被ICRP將其引入最優化。一項與輻射相關的活動，要不要做最優化，特別是需要花費較大數量的財務支出時，對決策層而言，這種決定往往難以做出。因此，如果利用代價－利益分析，那么這種決策可以變得相對簡單。

4 結束語
       輻射防護最優化是每個國家每座核電站追求的目標，但決不僅僅是輻射防護領域的工作，輻射防護最優化是一項綜合性、多階段、自始至終的工作，所有工作人員（包括管理層與實施層）的理念、他們所接受的培訓、人員的素質以及他們的責任心，都能對輻射防護最優化做出貢獻。同時，最優化是無止境的，它要求時時刻刻的參與和改進。全世界各國的核電站、特別是歐洲的核電站，都已經在輻射防護最優化領域做了大量的工作，并且還在繼續努力。我們只有通過不斷地總結和反饋，才能真正地使輻射防護最優化。