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2014年秘鲁192Ir工业探伤辐射事故概况与分析

2020-07-05李小华王翊年王家豪邓斌浩

核安全 2020年3期
关键词:放射源秘鲁援助

李小华,王翊年,王家豪,李 俊,邓斌浩,陈 维,王 婷

(南华大学核科学技术学院,衡阳,421001)

2014年2月14日,秘鲁文塔尼利亚(Venta⁃nilla)发生了一起工业探伤辐射事故。事故发生时,一家探伤公司正在化工厂使用192Ir源对金属铸件焊接头(简称“焊接头”)开展无损检测(Non-Destructive Testing,简称NDT)[1]。3 名工人在离地面12 m的平台上进行射线探伤作业。

受照最严重的工人(称为“工人A”)把探伤机的输源管绕在脖子上,输源管末端和准直器放入工作服上衣的左口袋内(简称“上衣左口袋”)。由于未知原因,含放射源的源辫未回到可屏蔽γ射线的探伤机源容器内的安全位置,留在位于输源管末端的准直器中。虽然工人们配带了个人剂量报警仪,但因现场的工作环境嘈杂,工人们未听到警报声。

在完成最后一个焊接头的探伤作业后,工人A 离开嘈杂的作业区后才听到个人剂量报警仪发出的警报声。工人们用盖革-米勒计数器进行检测,意识到放射源未处于源容器的安全位置,而是位于输源管内且处于未屏蔽状态。工人们把放射源转移到安全位置,并向探伤公司经理报告了该事故。当地一个卫生保健中心对受照工人进行了医学评估。由于工人A 全身吸收剂量的估算值小于1 Gy,预计不会出现急性辐射综合征(Acute Radiation Syndrome,简称ARS),但局部吸收剂量非常大,会对左大腿上部周围区域和左髋受照射区域造成严重的局部辐射损伤(Local Radiation Injury,简称LRI),从而演变成组织的放射性坏死。工人A 住院接受进一步评估。

2014 年4 月24 日,秘鲁当局根据《核事故或辐射紧急情况援助公约》(简称《援助公约》)请求IAEA 提供协助,以对工人A 开展医学评估和治疗。2014 年4 月28 日,IAEA 通过响应和援助网络(Response and Assistance Network,简称RANET),对秘鲁开展了第1 次援助[2]。IAEA 援助团由来自巴西和法国的辐射防护和医疗专家以及来自阿根廷的生物剂量测定技术专家组成,旨在响应秘鲁当局的请求,通过评估和治疗工人A 帮助秘鲁当局处理辐射紧急情况。

2014 年6 月9 日,秘鲁当局根据《援助公约》请求IAEA 提供第2 次援助,以对工人A 开展具体的医学治疗。第2 次援助任务于2014 年7 月21 日开始,IAEA 将工人A 从秘鲁转移到巴西接受治疗。通过IAEA 医疗专家的密切合作,对患者实施了剂量学指导手术、间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cell,简称MSC)治疗、物理疗法、高压氧治疗、护理以及营养和心理支持的多学科治疗方案[3]。2014年11月6日,工人A康复出院,返回秘鲁,并继续接受医疗随访和治疗。

造成本次辐射事故的主要原因是缺乏工业探伤安全操作规程和辐射防护规程。具体表现为,工人在完成一次探伤作业后,未将放射源收回到探伤机源容器的安全位置,也未使用便携式辐射监测仪检测、识别和验证放射源是否回收成功。造成辐射事故的其他原因包括未使用便携式辐射监测仪、个人剂量报警仪使用不当(嘈杂的工作环境)。IAEA开展积极协调,完成了《援助公约》缔约国医疗资源的快速调动和有效整合。在阿根廷、巴西、法国和秘鲁的辐射防护与医疗救治专业人员、机构、组织的共同努力下,对工人A成功开展了医学治疗。

1 国际援助背景

国际核与辐射事件分级表(International Nu⁃clear and Radiological Event Scale,简 称INES)是向公众传达核与辐射事件安全重要性的工具[4]。INES 主要从核与辐射事件对人和环境的影响、对设施的放射屏蔽和控制的影响、对纵深防御的影响等方面考虑,从轻微到严重,将核与辐射事件分为1 级——异常;2 级——一般事件;3 级——重大事件;4 级——影响范围有限的事故;5级——影响范围较大的事故;6级——重大事件;7级——特大事故。事件等级每增加1级,事件的严重程度和产生的危害性就增加10倍。

事故和紧急情况信息交换统一系统(Uni⁃fied System for Information Exchange in Incidents and Emergencies,简称USIE)是IAEA 的门户网站,供《及早通报核事故公约》(简称《通知公约》)和《援助公约》的缔约国联络点在核与辐射事故应急期间交流紧急信息,并由IAEA正式提名任命的INES 国家官员负责发布核或辐射事故的INES评级信息[5]。

《核事故或辐射紧急情况援助公约》是在IAEA 的主持下制订的一项国际公约,为缔约国之间以及缔约国与IAEA间的合作确定了国际合作框架,在发生核事故或辐射紧急情况时便于及时援助和支持。该公约要求各缔约国将可提供援助的专家、设备和材料信息告知IAEA。

《核或辐射紧急情况的准备和响应》IAEA安全标准系列GSR 第7 部分规定:“各国政府主管部门和国际组织应根据既定机制和各自任务的规定,建立并保持安排,以便及时回应某一缔约国提出的关于对核或辐射应急的准备和响应提供协助的请求”[6]。

2 辐射事故概况

2.1 事故过程

2014 年2 月14 日,秘鲁时间(Peru Time,简称PET)02:30(晚于世界标准时间5 h,以下时间均以PET 为基准),一家持有有效射线装置许可证的探伤公司正在为秘鲁文塔尼利亚地区的一家在建化工厂提供NDT 服务[7]。探伤作业由3名工人(工人A、B、C)完成。这3名工人持有操作探伤设备的个人许可证,其中2人获得了辐射防护负责人许可证,但上述个人许可证已于2013年到期。

工业探伤使用的放射源为192Ir,半衰期为73.86 d,衰变发射γ射线的平均能量为0.38 MeV(最大能量1.06 MeV)[8]。在待检测的15 个焊接头中,2 个位于地面,13 个位于距地面上方约12 m高的平台。

为了在规定时间内完成NDT 作业,3 名工人的职责和分工包括:(1)工人A 划定探伤作业区域,将胶片固定在焊接头上,固定准直器位置,并将输源管和探伤机移到另一位置;(2) 工人B 将探伤机从一处移到另一处,启动遥控装置把放射源组件从探伤机内移出至输源管末端的准直器内,控制照射时间,并在预定时间过后借助遥控器将放射源组件回收至探伤机源容器内;(3)工人C 放置电离辐射警告标识、警戒线等安全标志,探伤时负责该区域的警戒、辨识胶片以及移动探伤机的工作。

为了在高出地面12 m 的平台上完成焊接头的探伤作业,工人A 爬简易梯子到平台上开展探伤的准备工作,借助绳索拉起探伤机,把胶片安放在适当位置,并固定准直器位置,安放好探伤机后,在借助遥控装置将放射源导出至胶片的照射位置之前,需要再次爬下来,以增大自己与放射源之间的距离。在每个焊接头完成3次照射后,工人A拆卸输源管与探伤机的连接头,把输源管绕在脖子上,准直器放入上衣左口袋,如图1所示[9]。由于未知原因(设备故障或工人违规操作),工人B 在每次预定曝光(射线照射)时间过后,借助遥控装置未能把放射源回收到探伤机源容器的安全位置,也未使用便携式辐射监测仪验证放射源是否回收成功,导致在探伤作业的反复操作过程中,带有放射源的源辫一直留在输源管末端的准直器内。因此,工人A 的左大腿上部区域和左髋受照射区域[以下称“左髋(大腿上)区域”]受到了大剂量的局部照射。3名工人均佩戴了个人剂量警报仪和个人剂量计。由于工作环境嘈杂,工人们未听到警报声。

24号~39号焊接头相距约25 m,当工人A走到最后一个NDT 焊接头的位置时,听到了个人剂量报警仪发出的连续警报声。工人B和C也听到了个人剂量报警仪的声音,并立即启动了辐射应急预案。工人B和C去货车中取应急箱、放射源回收容器和辐射监测仪表。在拿到放射源回收容器后,工人A 将其放在准直器上方以屏蔽γ射线,开展放射源回收工作。随后,工人们使用长柄夹钳和便携式屏蔽装置回收放射源,将遥控装置连接到放射源,并将其收回到探伤机源容器的屏蔽(安全)位置。虽然3名工人均参与了放射源的回收,但实际回收工作由工人B和C承担,总耗时约3~5 min。3人于2014年2月14 日03:25 离开化工厂,于当日04:10 向探伤公司经理报告了该起辐射事故。探伤公司向秘鲁国家核与辐射监管机构报告了该起事故,并把3名工人安排在事发当地的圣盖博(San Gabriel)诊所开展初步医学评估。当日05:10,经过医学评估,工人A 在随后的72 h 内仍需住院。医师对工人B和C进行了健康检查,决定将其作为门诊病人进行治疗。

图1 工作人员A将输源管与准直器放入工作服口袋的方式Fig.1 The manner in which worker A placed the guide tube with the collimator into his work clothes pocket

工人对事件的描述中存在一些不确定性和不一致之处,与受照射的时间、工人A 皮肤与准直器之间的距离、上衣左口袋内准直器的位置以及根据计算和临床演变情况估算的其他数据相关。

2.2 探伤机概况

本次辐射事故涉及的检测设备包括:1 台移动γ 源工业探伤机,型号Δ880,序列号D5188;含有192Ir源,型号T-5,序列号UJ1410。截至2013 年10 月18 日,放射源的认证活度为3 626 GBq(98Ci),事发当天,其估算活度为1 220 GBq(33Ci)[10]。该探伤机的结构示意图如图2所示。

图2 探伤机结构示意图Fig.2 The structural diagram of flaw detector

源容器是一个密封屏蔽体,可使γ射线有控制地输出,其外层金属起机械保护作用,内层贫化铀起屏蔽作用。输源管是用于源容器与准直器之间对源组件进行导向的软管,包括必要的部件以便与源容器和准直器连接。源辫是用来输运放射源的结构,由不锈钢或钨合金制成,驱动装置与源连接后,由传输装置将放射源输送至输源管末端的准直器[11]。源辫结构如图3所示。

图3 探伤机源辫结构示意图Fig.3 Schematic diagram of source braid structure of flaw detection machine

准直器又称限束器,固定在预定工作位置,是一种用来降低预定方向以外辐射的屏蔽装置,它连接于输源管的末端,在密封源移动到射线探伤的照射位置时,可将来自中心轴方向圆柱形孔道的γ射线束引导为朝侧面60°的锥形面发射[12]。准直器结构如图4所示。

探伤机具有远程遥控装置,可以将放射源组件移动到工作位置或收回到探伤机内的安全位置。远程遥控装置由手摇曲柄、驱动齿轮、控制缆导管、控制缆、其他必要部件和附件组成,遥控装置结构如图5所示。

图4 准器结构示意图Fig.4 Structure diagram of collimator

图5 遥控装置结构示意图Fig.5 Schematic diagram of remote control device

2.3 辐射事故的报告

工人们于2014年2月14日04:10向探伤公司经理报告了事故情况。20 min后,该公司以电话形式向秘鲁国家管理局技术办公室(Technical Office of the National Authority,简称OTAN)和秘鲁核能研究所(Peruvian Institute of Nuclear Energy,简称IPEN)报告了该起辐射事故[13]。秘鲁当局开始对辐射事故进行第1次评估。2014年3月5日,3名秘鲁INES国家官员利用USIE向IAEA 报告了该起 辐 射事故。2014 年4 月24 日,秘鲁常驻IAEA代表团根据《援助公约》正式向IAEA提出援助请求。

3 国家级应急响应

3.1 初步应急响应

秘鲁国家当局采取的初步应急行动包括:(1)向涉及辐射事故的工人收集信息;(2)在化工厂探伤作业区域开展事故重建;(3)开展剂量评估并得出初步结论;(4)开展医学评估;(5)责令探伤公司暂停射线探伤作业;(6)召开官方新闻发布会。

2014年2月14日,2名OTAN 官员检查了探伤公司的设备,面见了事故相关工人,并收集了信息以初步估算工人的受照剂量。此外,来自IPEN 和秘鲁国家肿瘤疾病研究所(National Institute of Neoplastic Diseases,简称INEN)的医学专家对工人A开展了初步医学评估[14]。

2014 年2 月17 日,IPEN 官员召集探伤公司员工代表和工人举行会议,进一步获取事故细节和信息,例如,检测的焊接头、当天探伤作业计划和已经开展的工作。IPEN 官员还考虑了个人剂量计的检测分析结果[15]。2014 年2 月17 日,事发时工人们佩戴的光释光个人剂量计的分析结果显示,工人A、工人B以及工人C的有效剂量分别为62.65 mSv、15.85 mSv 和17.00 mSv。

OTAN官员认为,应在事发化工厂按时间顺序进行事故重建,但在调查初期,未获得化工厂管理部门的行政授权,无法进入现场。作为预防措施,秘鲁当局责令探伤公司暂停射线探伤作业,直至查清事故原因并采取整改措施为止。

3.2 事故重建

2014年2月21日,OTAN官员继续履行其监管职责,并在涉及辐射事故的3名工人的陪同下对事故进行重建。

工人A 在事故发生清晨执行的操作和动作顺序使估算放射源与其身体之间的距离、照射时间和几何形状存在一定的困难。照射时间、工人A 与放射源的距离是根据其在第20 号焊接头执行的操作而估计的。由于最后3张探伤胶片曝光过度,重建工人A 的动作并测量动作的持续时间,可以更好地了解其受射线照射的情况。场景的重建考虑了事发当天工人A 执行的9个主要动作,如图6所示。

图6 在化工厂重建辐射事故Fig.6 Reconstruction of the radiological accident on the premises of the chemical plant.

3.2.1 动作1:爬上和爬下梯子

为了在离地面12 m 高的平台上开展NDT,工人A 爬上梯子,把胶片放置好,把准直器固定在待测焊接头处,安装、连接好探伤设备,在对胶片照射之前,从梯子上爬下来,与放射源保持一定距离,以减少受照剂量,在每个焊接头处重复此过程。在每个焊接头受3次射线照射后,工人A 断开输源管与探伤机的连接,把输源管挂在脖子上,将末端准直器放入上衣左口袋内,爬下梯子,到下一个待测焊接头处。由于爬上和爬下时工人A 系了安全带,减慢了动作,并使输源管产生位置移动。

为了测量每一次探伤作业的持续时间,1名未涉及辐射事故的工人D在重建期间协助OTAN官员开展事故重建。应OTAN官员要求,工人D按照工人A 指示执行不同的操作和动作。同时将夜间工作产生的疲劳作为影响作业时间的因素之一。工人A 爬上和爬下梯子需要的时间分别为52.7 s 和47.5 s。由于工人爬上和爬下梯子时身体倾斜,估计放射源与工人左髋(大腿上)皮肤表面的平均距离为6 cm。

3.2.2 动作2:移动γ射线探伤机

为了对焊接头进行射线探伤,工人A 借助绳索将探伤机吊升至12 m 平台上,完成此处焊接头的探伤后,把探伤机吊下至2 m平台。在此操作期间,工人A将输源管保持在如图1所示的位置。同时,工人C在离地2 m平台执行松开或系紧探伤机绳索的辅助操作,以便工人A在离地12 m平台升高或降低探伤机,而工人A则停留在离地12 m平台,分工示意图如图7所示。

图7 工人A和工人C提升和降低探伤机的操作分工示意图Fig.7 Schematic diagram of labor division of lifting andlowering inspection machine for worker A and worker C

由于工人A 在倾斜式梯子上爬行,据估计口袋内准直器距其(左侧)皮肤大约8 cm。该距离根据直接测量值,并考虑准直器的重量估算得出。当准直器位于工人A 上衣左口袋时,工人A 升高和降低探伤机所花费时间分别为19.0 s和37.0 s。

3.2.3 动作3:连接和拆卸输源管

估算工人A的持续照射时间需要考虑工人A为升高和降低探伤机执行把输源管与探伤机连接、分离操作的时间。工人A 将输源管绕在自己脖子上,并把准直器放在上衣左口袋内。完成上述操纵约需60 s。准直器与工人A(左侧)皮肤之间的距离约为8 cm。

3.2.4 动作4:射线探伤

工人A给每个焊接头拍了3张射线胶片,估计在每个焊接头位置安放新胶片和固定准直器平均耗时约20 s,准直器和工人左侧之间的距离约为1 m。

3.2.5 动作5:评估抵达下一个焊接头的路径

当工人A 完成一个焊接头探伤作业后,通过爬梯子下降到地面上,观察下一个焊接头位置,以评估靠近焊接头的难度,并选择最佳路径。这期间,工人A 一直将输源管绕在脖子上,准直器放置于上衣左口袋开展评估工作。此过程共需约3 min。

3.2.6 动作6:将探伤机移动到下一个接头

在地面上时,工人A 将探伤机移到下一个接头,其间,仍将输源管绕在脖子上,将准直器放在上衣左口袋完成此动作。经测试,2个焊接头之间的距离为12 m,携带探伤机在焊接头之间移动耗时约1 min。

3.2.7 动作7:验证已完成检测焊接头的数量和位置

在完成第24 号焊接头的探伤作业后,工人A在地面上要求工人B和工人C确认所检测焊接头的数量和位置是否正确。其间,工人A 一直将输源管绕在脖子上,准直器放在上衣左口袋内,该过程耗时约12~15 min。

3.2.8 动作8:走出嘈杂的探伤作业区域

工人A 从第24 号焊接头缓慢地走到第39 号焊接头,当听到个人剂量报警仪发出连续警报声时,已经走了25 m,约35 s 未听到声音,工人A 立即把输源管放在地上,用探伤机覆盖准直器,并远离探伤机大约30 m,如图8所示。

3.2.9 行动9:启动辐射应急响应

辐射应急行动开始,工人B和工人C从货车上取出应急工具包、放射源回收容器和辐射监测仪表,耗时约3~5 min。工人A 将放射源回收容器放在准直器上,以便立即回收放射源。回收放射源的操作任务由工人B和工人C承担,约3~5 min完成。

3.2.10 初步评估结论

根据工人所述,工人A比其他2名工人的受照程度更严重,在不同位置与放射源接触约20~30 min,但无确凿证据表明该值为实际照射时间。重建要考虑的一个重要因素是准直器在工人A上衣左口袋内的位置。准直器为工人A的身体提供了大范围的局部吸收剂量,这取决于准直器对辐射束进行限束或定向的具体方向,即需考虑身体正对着准直器的屏蔽面,还是锥形照射面。根据工人A 执行的动作和准直器在工人A 上衣左口袋中的可能位置,重建辐射事故场景后的首次剂量评估结论为:工人A 在髋部(大腿上)的局部吸收剂量估计值为12~24 Gy。工人A全身的吸收剂量估计值为109 mGy。由于工人B和C的个人剂量计的检测值分别为15.85 mSv和17.0 mSv,秘鲁当局并未对工人B和C的受照剂量开展评估。

图8 工人A将探伤机覆盖的准直器示意图Fig.8 Schematic diagram of worker A placed the radiography equipment over the collimator

3.3 国家级医疗行动

秘鲁国家级医疗行动包括对涉及事故的工人开展了初步医疗评估和工人A 在最初72 h 内的住院治疗(实验室检测和圣盖博诊所的初步护理)。随后,工人A转院到INEN。根据工人A的病史、无早期症状以及随后对个人剂量计的检测分析结果,可排除工人A 发生ARS 的可能性。在受照后12 h,工人A左髋(大腿上)区域出现局部红斑,这表明局部吸收剂量很高,因此有可能出现LRI。

在INEN 治疗后期,工人A 继续作为门诊患者接受定期医疗随访。药物治疗包括全身性抗生素和抗炎药以及外涂皮质类固醇(Corticoids)和(比亚芬)三乙醇胺乳膏(Triethanolamine)对LRI进行局部治疗,用以抗炎、抗过敏,改善受照部位的血液循环障碍,减轻水肿,加快渗出物排出,促进损伤组织的愈合。病例的复杂性、患者的症状、局部的高吸收剂量、LRI的预后以及工人A 的组织放射性坏死,促使秘鲁当局根据《援助公约》要求IAEA提供国际援助。

3.4 报告和请求国际援助

2014 年3 月5 日,INES 秘鲁国家官员提交了一份关于3 名工人在NDT 过程受超剂量照射的报告,并提供了工人A 的剂量估算和临床状况的信息。随后,通过秘鲁常驻代表团向IAEA发送事件后续报告。INES 秘鲁国家官员通过USIE 向IAEA 报告了该事件,将事件划分为国际核与辐射事件分级表中的3 级“严重事件”。该报告含有事件概况、估算剂量和正在开展的调查内容等信息。工人A 全身剂量的初步估算值小于0.5 Gy,左髋(大腿上)区域局部剂量估计值为16 Gy。

2014年4月23日,秘鲁当局向IAEA事件和应急中心(Incident and Emergency Centre,简称IEC)通报了工人A的健康状况。IAEA意识到事件的严重性,并表示愿意提供帮助,以协调缔约国向秘鲁当局提供援助。2014 年4 月24 日,由于工人A 严重LRI 的临床演变,秘鲁常驻IAEA 代表团根据《援助公约》正式向IAEA 提出关于提供援助的请求,以评估和治疗工人A。在提供援助之后,秘鲁当局根据《援助公约》于2014 年6 月9 日 向IAEA 提 出了第2 次援助请求,要求对工人A的LRI开展专业治疗。

4 国际级应急响应协调

4.1 IAEA协调国际援助

《援助公约》缔约国向IAEA 及其他缔约国均作出了合作的承诺,以便在发生核事故或辐射应急时及时提供援助,以减轻事故后果[16]。为了快速、便捷地执行《援助公约》各项目标战略,IAEA 设立了一个相互支持的全球系统RANET,旨在在《援助公约》的框架内,加强在发生核或辐射应急时提供全球援助和咨询的能力。《援助公约》缔约国应在其能力和资源范围内确定本国的援助能力,包括可向另一个国家提供援助的合格专家、设备和材料。通过RANET 登记注册国家援助能力和其他资源履行此义务。本次辐射事故通过RANET 寻求对工人A的医疗管理。鉴于患者的诊断和预后,IEC 在维也纳IAEA总部迅速组建了应急响应队伍。

4.2 IAEA援助任务

鉴于秘鲁当局提供工人A 的严重LRI 信息,IAEA 决定于2014 年4 月29 日至5 月2 日向秘鲁派遣一个经验丰富的医疗援助团,其中包括2名法国专家,1名巴西专家和1名IAEA专家。本次IAEA 援助团的总目标是协助有关国家和秘鲁当局对受照者进行医疗管理。

IAEA 秘鲁援助团的主要任务包括:(1)评估3 名受照人员的医疗状况;(2)根据3 名受照人员的局部剂量和全身剂量评估电离辐射影响;(3)针对3 名受照人员的医疗服务提出建议;(4)根据可能的受照情况开展剂量重建;(5)针对秘鲁当局和IAEA应对辐射紧急情况采取的行动提出补充建议,并收集相关资料以提交报告。

IEC 于2014 年6 月9 日 收 到 秘 鲁 提 出 的第2 次援助请求,要求为工人A 提供电离辐射损伤专业医疗服务。IEC将援助请求转发给《援助公约》的缔约国。在收到几份提议后,秘鲁采纳了由法国与巴西共同合作提供援助的建议,商定由巴西专家提供医疗服务,而法国专家将在医疗管理方面提供专业医疗知识和咨询。法国向巴西转让一项新医疗方案,即对患者进行医学评估,剂量学指导手术,培养MSC用于治疗[17]。

IAEA援助团于2014年7月21日至11月6日在巴西里约热内卢执行第2次援助任务。援助任务分阶段进行,主要包括:(1)对巴西里约热内卢马西利奥·迪亚斯海军医院收治的患者(工人A)开展医学评估;(2)实施由重建手术和MSC 注射疗法组成的医学治疗方案,并把放射病理学咨询、细胞疗法和疼痛治疗疗法的重建、骨科手术整合在多学科的治疗方案中;(3)根据需要提供其他医疗服务;(4)撰写病人接受治疗后的随访报告。

5 剂量评估

5.1 秘鲁当局的事故重建

事故情景重建由秘鲁监管当局(IPEN 和OTAN)根据工人所述的操作开展。对吸收剂量的估算需要考虑受照时间、放射源与工人A 身体之间的距离、准直器中钨的屏蔽作用。工人A所执行的操作、耗费的时间以及准直器与身体表面之间的距离见表1。

表1 工作人员1执行的操作、耗费时间以及到源的距离Table 1 Action performed by worker A and time and distances from the source

由于该照射属于非均匀照射类型,估算重建剂量较难。相关人员根据过度曝光胶片和在第20 号焊接头处开展的工作,估算了受照射的时间和工人距放射源的距离。在事故中,带有放射源的源辫位于输源管的末端,与准直器相连,结构如图4所示,在任何情况下都不得直接触摸源辫。事故涉及的准直器详细尺寸与结构三视图如图9所示。该准直器设有2个开口,一个用于与输源管相连接,另一个用于沿侧面60°发射γ射线束。

图9 准直器尺寸与结构三视图(单位:mm)Fig.9 Specific dimensions and three views of the collimator(unit:mm)

根据IPEN 对事故场景的重建,准直器在工人A 上衣左口袋内可能存在3 种位置。工人A 把准直器放在口袋里,γ射线束指向自己,如图10(A)所示。在这种情况下,准直器未提供屏蔽防护,锥形孔将指向皮肤,放射源与皮肤接触。由于工人A 在工作过程中处于运动状态,准直器在上衣左口袋内的位置不断发生变化。图10(B)和图10(C)显示了另外2 种可能的位置。图10(B)中准直器内的放射源与工人A 皮肤之间的距离为1 cm,仅提供了约3 倍半值层(Half-Value Layers,简称HVL)的屏蔽防护。图10(C)中准直器内的放射源与皮肤之间的距离为1.3 cm,提供了近4HVL 的屏蔽防护。

图10 工人A受准直器照射的3种可能位置Fig.10 Possible positions which irradiated by collimator on worker A

秘鲁当局根据工人A 执行的操作估算其受照剂量,主要考虑了动作的持续时间、距离、准直器相对于工人A 的左髋(大腿上)皮肤的位置。剂量估算值见表2。根据事故的重建和工作人员的面谈信息,秘鲁当局得出以下结论:(1)总共受照时间为2 109 s;(2)在工人A 探伤作业期间,准直器在其上衣左口袋内可能存在3种位置;(3)图10(a)、图10(b)和图10(c)所示位置的局部剂量估算值分别为193 Gy、24 Gy和12 Gy。

表3列出了工人A的全身剂量,估计全身吸收剂量为109 mGy。秘鲁当局未对工人B和工人C进行剂量估算,而采纳了考虑其病史、临床演变和个人剂量计检测结果的剂量值。

5.2 临床剂量估算

工人A 早期临床出现过敏症状和红斑。预估其局部照射剂量非常高,将不可避免地向放射性坏死症状演变。工人A 未出现恶心、呕吐或其他ARS 前驱症状。2 月14 日至24 日(受照后的10天内),工人A的淋巴细胞计数范围位于为1.2×109~2.2×109个/L,白细胞计数在2月14日(受照当天)从8×109个/L 上升至14.5×109个/L,后逐渐下降至2月15日的6.5×109个/L和2月24日的4×109个/L。早期血液学曲线,特别是淋巴细胞行为,使ARS 不太可能发生。受照当天出现白细胞的轻度短暂增多,可能与细胞因子参与因射线照射引起的炎症反应有关。血清淀粉酶在受照后第1天呈现正常值49 U/L(正常范围为28~100 U/L),表明头部未受到明显照射。

5.3 阿根廷和法国的生物剂量评估

对受超剂量照射工人的外周血样本进行染色体畸变分析和着丝粒分析,可估算吸收剂量。生物剂量测定在阿根廷核监管局(Nuclear Regulatory Authority,简称ARN)和法国辐射防护与核安全研究所(Institute for Radiological Pro⁃tection and Nuclear Safety,简称IRSN)开展。两个实验室均按照《辐射防护——采用细胞遗传学进行生物剂量测定服务实验室的性能标准》(ISO19238:2004)进行了测试[18]。双着丝粒染色体是电离辐射的特定生物标记。试验通过双着丝粒分析进行剂量估算,对存在于外周血淋巴细胞中的双着丝粒染色体进行分析,估算疑似受到严重照射个人的剂量。未受到射线照射的个体双着丝粒和环的频率为1/1 000 淋巴细胞(范围为0~2 个双着丝粒/1 000 个淋巴细胞)。低线性能量转移辐射技术的检测下限为0.10 Gy。

表2 工人A左髋(大腿上)区剂量估算Table 2 Dose estimations for the left hip/upper thigh area of worker A

表3 工人A全身剂量估算Table 3 Estimation of the whole body dose for worker A

2014 年4 月28 日,ARN 收到了 工人A 血样,在分析的509 个淋巴细胞中发现了27 个双着丝粒染色体和1 个着丝粒环。IRSN 于2014 年5 月3 日收到工人A 血样。517 个淋巴细胞的分析结果显示:26 个细胞含有28 个双着丝粒染色体及其相关碎片;1 个细胞中含有1 个着丝粒环和相关的碎片;13个细胞含有13个孤立碎片;2个细胞含有2个双着丝粒但无碎片。此外,2014年7 月10 日IRSN 对工人B 和 工 人C 的血样进行了分析。3名工人全身受照剂量列于表4。

5.4 法国的剂量评估

除了IPEN 对工人开展的局部身体剂量评估外,IRSN 重建了工人A 受照身体区域的吸收剂量分布。受照2.5个月后,左髋(大腿上)区域可观察到圆形病灶,中央坏死圆形区域直径3 cm,周围有一湿性脱屑晕。考虑到192Ir源发射γ射线的特性,且距皮肤可能接近2~3 cm,在整个受照过程中相对位置保持不变,皮肤表面的剂量梯度非常高。

表4 基于生物剂量学(双着丝粒测定法)的剂量估算Table 4 Dose estimation based on biological dosimetry(dicentric assay)

为了估算工人A 局部皮肤受照剂量,IPEN考虑了如图10 所示的准直器与工人皮肤的3 种位置。图10(A)、图10(B)、图10(C)射线束照射工人A 皮肤,分别导致局部皮肤受照剂量 为193 Gy、24 Gy 和12 Gy。IPEN 报告 结 论为:局部皮肤受照剂量很可能在12~24 Gy。

IAEA 援助团访问秘鲁期间,一致认为局部皮肤受照剂量约为100 Gy 甚至更高,在较长的潜伏期内,将不可避免地出现放射性坏死的演变。事实上,局部皮肤剂量估算值为12~24 Gy,与工人A 的临床演变不一致。因此,IRSN 通过模拟计算估算皮肤和深层组织的吸收剂量。确定哪些人体组织结构受到了导致放射性坏死的吸收剂量,可为制订治疗计划、实施外科手术提供有效参考。IRSN 计算时的假设包括:(1)照射时准直器侧面60°锥形孔道直接指向皮肤,如图10(A)所示;(2)考虑坏死区域的大小(重建时直径为3 cm)和准直器的几何形状(60°锥形孔),确定源—皮距离为2.5 cm;(3)根据IPEN 报告,照射时间设置为1715 s;(4)考虑到另外2 种受照情况图10(B)和图10(C)位置,源与皮肤之间距离分别设为6 cm和8 cm,对应照射时间分别为245 s和149 s。距离为6 cm和8 cm的2种事故情景对总剂量的贡献不到2%。

剂量模拟计算使用MCNPX 程序。圆柱形192Ir 源半径为1 mm,高度为2 mm,封装在一个厚度为2 mm,高度为6 mm的钢瓶中。源支架放置在一个4HVL钨合金准直器中。事发时源活度为1 220 GBq(33 Ci)。IRSN 对源、准直器和受照大腿进行了建模,将大腿简化为由类似软组织的材料制成的圆柱形模型,如图11所示。

图11 在距离准直器入口1 cm处模拟大腿受照射Fig.11 Simulate irradiation of the thigh 1 cm from the entrance of the collimator

左髋(大腿上)坏死区(直径3 cm)的吸收剂量估计值为50 Gy。此值受皮肤与放射源之间距离的不确定性影响。表5列出了估算的深度与剂量。结果显示局部皮肤剂量(坏死区域中心)低于IPEN 计算值,原因是源与皮肤之间的距离取值不同。估计坏死演变的剂量阈值(20~25 Gy)位于2 cm深处。病灶附近肌肉的吸收剂量估算值在25(入口)~13 Gy(后肌缘)之间。位于病灶附近股骨部位的吸收剂量估算值为5 Gy。考虑到临床症状和IPEN 重建的事故场景,最有可能的照射情况如图10(A)所示,即准直器发射的射线束直接指向工人A的皮肤。

表5 吸收剂量估计值与深度关系Table 5 Estimated in-depth absorbed doses

6 医学方面

6.1 工人A的临床表现

患者基本情况:工人A,男性,事发时29岁,无病史,不吸烟,工业探伤技师。

本文按时间顺序描述LRI的演变、患者临床表现和所采取的医疗措施。

2014 年2 月14 日02:30,辐射事故发生。05:10,在工人们报告事故后,探伤公司把受照工人安排到当地一个卫生保健中心开展医学评估。工人A在该中心住院72 h,接受第1次体检后,工人B 和工人C 作为门诊病人接受医疗随访。08:00,工人A 左髋(大腿上)周围出现皮肤变红,并感觉异常。最初的血液学检测结果显示轻度白细胞计数增加和瞬态粒细胞计数增加,淋巴细胞值正常。13:00,1名OTAN官员与工人A 面谈,以获取事故相关信息。17:00,来自IPEN和INEN的医学专家对工人A进行医学评估。事故发生以来,工人A 未出现任何恶心、呕吐或腹泻的迹象。医师发现工人A 左髋(大腿上)区域局部温度升高,并出现小红斑。IPEN 医学专家建议开展血清淀粉酶血液测试和精子计数分析。IPEN 医学专家还为圣盖博诊所的医务人员提供了关于受射线照射患者医疗管理方面的建议。

2014 年2 月17 日,来 自IPEN 和INEN 的 医师对患者进行了医学评估。左髋(大腿上)明显水肿,红斑直径10 cm,伴有局部疼痛。血项和血清淀粉酶均在正常范围内,验证了全身剂量低于1 Gy 的假设。医师对病变部位进行包扎,工人A 口服和局部使用三乙醇胺(用于表层伤口、轻微擦伤、皮肤溃疡、供皮区、一级和二级烧伤、放射性皮炎的敷料和处理)和皮质激素以抗炎。48 h后淋巴细胞计数正常。

2014 年2 月20 日,精液检查结果显示,精子形态变化不能归因于射线照射。

2014 年2 月22 日,红斑直径为8 cm,伴有疼痛,中间出现了明显红肿。

2014年2月26日,LRI逐渐演变,伴有轻微的褐色色素沉着,红斑直径缩小至7.5 cm,疼痛和局部温度升高。病变组织的超声波检查结果表明皮肤和皮下组织水肿,无坏死迹象。

2014 年2 月27 日,病变中心开始溃烂,周围出现5 cm 水肿。疼痛程度增加,尤其在病变中心。

2014 年3 月3 日,核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)显示皮肤和皮下组织存在炎症,肌肉筋膜或底层肌肉组织无变化。

2014 年3 月8 日,溃疡增大,直径达6 cm,水肿严重,疼痛程度较高。除局部使用皮质激素和三乙醇胺外,工人A还使用了抗生素。

2014 年3 月10 日,病变中心的坏死区域继续溃疡、水肿和红斑症状。

2014 年3 月13 日,病变演变为中央色素沉着,周围黄色光晕。病灶中央呈现明显水肿和坏死迹象。左髋(大腿上)部区域的超声波检查结果显示皮肤和肌肉筋膜明显水肿,并伴有轻微局部肌肉水肿。

2014 年3 月14 日,左下腹部出现新的同侧红斑。这与事故当天工人A 在探伤作业期间所采用的不同姿势有关。

2014 年3 月19 日,病变中心坏死区的溃疡、水肿和红斑持续存在。

2014 年3 月10 日(受照后第24 天)LRI 演变:病变中心坏死区继续存在溃疡、水肿和红斑症状。

2014 年3 月13 日LRI 的演变:病变中心的坏死区域继续存在溃疡、水肿和红斑症状。

2014 年3 月20 日,病变坏死区持续存在,LRI的炎症反应继续演变。医务人员使用比亚芬敷料和处理伤口表面,局部注射类固醇治疗。IPEN医务人员建议实施手术和MSC细胞治疗。

2014年4月7日,病变坏死区的溃疡面积增大。医务人员对伤口局部处理,患者口服止痛药(阿片类)。患者作为门诊病人接受治疗。

2014 年4 月5 日(受照第50 天)LRI 的演变:大面积溃疡约占左大腿的1/3,并且位于左髋(大腿上),病变中心组织坏死。左腹部侧面皮肤色素沉着和变色异常。LRI 的进一步演进:炎症、中央坏死和溃疡明显,周围皮肤色素沉着。受照后第70天,炎症的直径约为14 cm,中心坏死区域直径约为5 cm。

2014年4月7日(受照后第52天)LRI的演变:局部伤口清洗,腹部脱皮病变。

2014 年4 月10 日LRI 的演变:大溃疡,病变中心出现坏死区,充血和湿性脱屑。大腿和腹部皮肤色素减退或色素沉着过度。

6.2 IAEA秘鲁援助团的建议

工人A继续在秘鲁接受治疗。由于LRI演变不利,秘鲁当局向IAEA请求提供国际援助,对病人进行医疗评估。2014年4月29日至5月2日,IAEA 向秘鲁派遣了一个援助团。援助团小组抵达利马后,与工人进行了面谈,咨询了秘鲁当局,并对工人A进行检查。

在数值评定量表(Numerical Rating Scale,简称NRS)的疼痛评估中,要求患者圈出一个0~10,0~20,或0~100之间最能描述其疼痛强度的数字[19]。0 通常表示“根本没有疼痛”,而上限表示“有史以来最严重的疼痛”,在医学评估期间,专家使用NRS 中8 对患者疼痛进行评分:自发性疼痛9~10/10 NRS;肌肉注射阿片类药物曲马朵(Tramadol)25~50 mg/d 以缓解疼痛,大约5/10 NRS。2014 年3 月13 日,患者左前臂和腹部左侧出现红斑、瘙痒和变色。2014 年4 月30 日(受照后第76 天),病变直径为10 cm,中心区域坏死直径为5cm。左髋(大腿上)被动活动时,功能良好,无疼痛;主动活动时,疼痛增加。患者站立和行走出现困难,并采取了抗过敏姿势。当LRI演变与MRI检查结果进行比较时,可观察到溃疡主要影响脂肪组织,到达筋膜肌肉,未涉及肌肉组织。为了进行充分评估,工人重新接受MRI 检查,以便比较演变情况。援助团专家观察到工人A 患上了严重的LRI;考虑到病变的严重程度(大面积放射性坏死),建议采用唯一可靠的方法——外科手术结合自体细胞治疗。医师从病人身上获得第2次生物剂量测定的血液样本,该测量任务由IRSN 承担。2014 年4 月30 日,工人A 左前臂出现轻微色素沉着,左腹部出现色素沉着,干燥性脱皮。

6.3 在马西利奥迪亚斯海军医院的治疗

经多方面安排,该患者于2014 年7 月21 日(受照后第157 天)到巴西里约热内卢的马西利奥迪亚斯海军医院(Marcilio Dias Naval Hospi⁃tal,简称HNMD)接受治疗。

6.3.1 初步总体评估

由整形外科、核医学科、血液科、骨科、理疗科、心理科、营养和饮食服务部组成的团队对患者进行了生物化学、骨扫描、热成像和MRI的全面检查。左大腿和骨盆的热成像显示中央区域大面积坏死。疼痛治疗诊所对该患者进行了评估,决定使用抗焦虑药物加巴喷丁(Ga⁃bapentin),并继续注射曲马朵以缓解疼痛。骨扫描结果未显示骨损伤。MRI检查结果显示大腿近端1/3 处的肌肉和间质浸润、水肿。在HNMD住院期间,患者接受了物理治疗、医学营养治疗和心理支持。医院允许患者配偶在住院期间与其同住以获得心理支持。患者营养评估显示正常体重指数22.4。为了促进手术伤口愈合,医院采用高热量和高蛋白饮食(6 次/d),并补充蛋白质营养剂(3 次/d)。在住院早期阶段,患者表现出左腿的功能受限和抗过敏姿势。此症状通过持续的物理治疗得到改善。

6.3.2 局部辐射损伤的治疗

手术团队对病变部位进行了评估,并决定继续每天外涂1%的磺胺嘧啶银(Silver Sulfadia⁃zine)以治疗辐射烧伤创面感染,促使创面干燥、结痂和愈合,直到手术当天。2014 年7 月23日,应IAEA医疗援助小组要求,团队获得了骨髓穿刺MSC培养的骨髓细胞分类计数。2014年8月6日,HNMD工作人员、IAEA和巴西国家癌症研究所(Brazilian National Cancer Institute,简称INCA)专家讨论了工人A 的分裂厚度皮肤移植或游离皮瓣治疗方案。这两种最佳治疗方案均包括手术时的MSC 注射和随后3 次MSC 注射。MSC 按照法国克拉玛特珀西军事医院输血中心(Centre de Transfusion Sanguine des Armées,简称CTSA)方案进行培养。该MSC 培养规程跨国转移到INCA 进行。2014 年8 月7 日,团队在临床观察和剂量评估的基础上进行了手术准备。手术在同一天内成功完成,主要包括完全清除肌肉表面的坏死组织,经IAEA 援助评估的首次MSC 注射,皮肤自体移植。手术后,患者每周进行3 次MSC 注射,最后1 次MSC 注射于2014年8月28日进行。2014年8月7日,手术前工人A 的局部辐射损伤尺寸为14 cm×9 cm,病灶周围可见中心坏死区和1.5 cm充血区。病人手术伤口出现了一小块植皮失败的区域。高压氧疗治疗法(Hyperbaric Oxygen Therapy,简称HBOT)于2014年9月3日实施,有助于改善该组织的肉芽形成和临床效果。在整个住院期间,医院共开展了28 次HBOT,有效缓解了疼痛,减少了对阿片类药物的需求[20]。患者决定继续接受HBOT,并在第1 次植皮手术失败的区域实施第2次植皮手术。2014年9月20日,患者出现呕吐和腹痛,诊断为急性阑尾炎,并成功进行了电视腹腔镜阑尾切除术,因此推迟了原定的第2次手术时间。2014年9月26日,患者实施了第2次手术,包括中厚植骨,皮肤移植的整合完成,继续进行HBOT。2014 年10 月23 日,另1 次骨扫描结果显示股骨和骨盆区域的代谢活动正常。2014 年11 月4 日,新的热成像结果显示大腿无缺血区,皮肤移植的整合完成,患者于2014 年11 月6 日从巴西HNMD 出院,身体状况良好,可在秘鲁继续接受定期随访。

6.4 秘鲁的医疗随访

该患者从巴西返回秘鲁国内后,继续接受医学随访,未出现新的疼痛或皮肤溃疡,身体状况良好,事故发生后的3年内无复发迹象。

6.5 MSC的使用

MSC 是典型的多能干细胞,可从骨髓或其他非骨髓组织(如脐带和脂肪组织)获得。MSC的主要作用是传递旁分泌因子,例如,抗炎细胞因子和生长因子,并促进受伤组织的愈合。在剂量学指导手术中,将MSC 注射到手术区域的不同位置,然后在后续几个疗程中再次注射。骨髓MSC 位于干细胞壁龛中,代表一种生物结构,其中各种类型的基质细胞(成骨细胞、脂肪细胞、内皮细胞和造血干细胞)通过细胞因子和趋化因子的产生,以及细胞与细胞的相互作用与合作共同促进造血发育。MSC 用于严重的LRI 病例的成功经验是使用MSC 治疗工人A的医疗技术基础。

6.5.1 MSC培养规程

IAEA 援助团为MSC 培养规程的移交提供了便利。INCA 严格按照CTSA 规程培养MSC。在开展MSC培养之前,INCA 工作人员需接受为期4 周的专业知识与技能培训。2014 年7 月23 日,工作人员把柠檬酸磷酸右旋糖腺嘌呤作为抗凝剂,用骨髓穿刺针采集髂骨后嵴,收集50 ml患者骨髓到一个特制骨髓袋(Bone Marrow Bag,简称BM1)中。工作人员把收获的细胞放到冷藏袋中进行处理,并运送到INCA 细胞处理设施,在细胞加工、处理实验室取骨髓样品进行细胞计数,并分析CD45 白细胞标记的免疫表型,随后使用150 mL 由α培养基(135 mL)、肝素(60 μL)、浓度为2 mg/mL的环丙沙星(0.75 mL)和人血小板裂解物(24 mL)组成的完全培养基[符合CTSA 规程和沙尔默瑟(Schallmoser)技术],把2.5×108个CD45 阴性细胞接种在4 个临床等级的封闭培养室。因技术限制,INCA 使用异体血小板代替自体血小板,在温度37℃,浓度5%的CO2和湿度大于80%的环境中培养细胞,在培养细胞2 d后,将所有培养基替换为完全新鲜的培养基。根据CTSA 规程,INCA 在细胞培养5 d后,于2014年7月30日更换了1次新培养基。

2014 年8 月7 日,INCA 使用人胰蛋白酶从细胞培养室中提取细胞,放入悬浮液中并量化,以4 000 个/cm2的细胞密度(总细胞数为5.0×106)培养了4个细胞组(BM1),根据CTSA规程,在相同条件下再培养这些细胞7 d,将剩余细胞保持悬浮状态,保存在冷藏袋中,并送至HNMD供第1组外科手术注射,在人体移植物的边缘注射少量100~500 μL(注射编号1)。在同一天,医师对患者实施第2次骨髓穿刺术,以培养第2 批注射细胞(BM2)。与BM1 细胞一样,医师把4个细胞组放入临床等级的培养室进行平皿接种和培养2 d,2014 年8 月9 日,根据CTSA规程,更换新培养基;2014年8月14日,使用胰蛋白酶收获了BM1 第1 代细胞,并在IAEA援助团的监督下,将所有细胞在NMD 外科中心进行了注射(注射编号2),同时BM2 细胞在实验室完全更换了1 次培养基;2014 年8 月21 日,用胰蛋白酶采集BM2细胞,并在IAEA援助团的指导下,将4 种新的细胞组培养物(BM2 组1号)通过平皿接种进行另1次扩增,同时将剩余细胞注入患者移植物(注射编号3);2014年8月28 日,使用胰蛋白酶收获BM2 组1 号细胞,在IAEA 援助团的监督下,将所有细胞注射到患者的移植物的边界(注射编号4)。

6.5.2 产品质量控制

细胞定量:根据CTSA规程,所有悬浮细胞用于平皿接种、再植或注射,均采用血球计数器(诺伊鲍尔氏室Neubauer)进行量化。表6显示了每次注射的细胞数目。

表6 每次注射收集的扩增细胞数Table 6 Number of expanded cells collected for each injection

微生物污染:在每次更换培养基时,医师使用普通的培养基烧瓶(BD BACTEK)进行微生物测试。所有测试均为阴性。

存活率测定:医师用锥虫蓝染料排斥试验测定所有用于平皿接种、再植和注射细胞的存活率,所有样本的存活率都在99%以上。

MSC表面标志物:医师使用表面细胞标志物CD90、CD105、CD73、CD45、CD34、CD19、CD14 和HLA-DR,通过流式细胞仪对每批次注射进行分析。表7列出了每次注射的结果。

表7 MSC表面细胞标志物Table 7 Surface cell markers of MSC

7 调查结果和结论

本次辐射事故序列可分为5个阶段进行分析。

7.1 第一阶段:照射

第一阶段于2014 年2 月14 日02:30 开始,3 名工人使用移动γ源开展探伤作业时,输源管与探伤机断开后,放射源未回到探伤机源容器的安全位置而留在输源管中。3名工人未意识到这一点,继续开展焊接头的探伤工作。放射源仍处于源容器之外的非屏蔽状态下,个人剂量报警仪发出了连续的警报声。由于探伤现场发动机和其他机器运转的噪声掩盖了警报声,工人们虽佩戴了个人剂量报警仪,但未听到警报的声音。据工人A所述,自己与放射源接触20~30 min,但不确定这是否是受照的实际持续时间。工人A 无早期症状,但在受照12 h 后,身体受照最严重的区域变红。

造成本次辐射事故的原因包括:(1)工人未严格遵守移动γ源探伤机辐射防护规程开展探伤作业;(2)探伤机可能发生了故障;(3)工人在NDT 期间未使用便携式辐射监测仪来验证放射源是否回收到源容器内;(4)工人使用个人警报剂量仪不当。

7.2 第二阶段:发现和回收

由于探伤作业区域环境太嘈杂,导致个人剂量报警仪的声音警报无效。从22 号焊接头步行到39号焊接头(大约50 m),工人A逐渐离开了嘈杂的地区,当距离39 号焊接头大约25 m时,听到了个人剂量报警仪的警报声音,提醒2名同事并开始回收放射源。工人B 和工人C 在3~5 min 内完成回收放射源工作。工人们试图将放射源经输源管引导到回收容器,但放射源仍然裸露在外;尝试把探伤设备中的放射源抖落到地上,再用回收容器覆盖起来,借助急救箱中的长柄夹钳和便携式屏蔽物回收放射源,但失败;最后将远程遥控装置连接到源辫,并于2014年2月14日03:25将放射源收回到探伤机屏蔽层中。

核安全文化和辐射保护规程是减少事故概率的重要保障。在大多数与工业射线有关的辐射事故中,操作人员均出现了忽视安全规程、未充分遵守辐射防护原则和规程的情况,导致出现辐射紧急情况。

7.3 第三阶段:报告

2014 年2 月14 日04:10,工人们向探伤公司经理报告了辐射事故。公司立即向OTAN报告了辐射事故,并于同一天向IPEN 报告该事故。2014 年3 月5 日,INES 秘鲁国家官员通过USIE向IAEA报告本次辐射事故。由于超剂量照射可能对涉及辐射事故的工人产生潜在的健康后果,IAEA 要求秘鲁当局进一步提供辐射事故信息。直到2014 年4 月23 日,秘鲁当局才把工人A的健康状况告知IEC。IAEA意识到事故的严重性,积极协调缔约国,为秘鲁当局的辐射应急提供援助。2014 年4 月24 日,秘鲁常驻代表团正式请求IAEA 为处理辐射事故提供医疗援助。尽管本次辐射事故报告及时、充分,但对辐射事故和工人A的健康状况的沟通存在明显延迟。

以往辐射事故的经验表明:(1)启动早期医疗干预可以降低LRI患者的发病率;(2)快速的医学评估和早期的医疗行动对受照者的医学救治至关重要;(3)认识到患者医疗状况的严重性,应立刻通知IAEA,并通过IAEA 请求国际医疗援助。

7.4 第四阶段:国际援助

本次辐射事故国际援助年序表:(1)2014年4 月24 日,IEC 接收秘鲁当局向IAEA 提出的第1次援助请求;(2)2014年4月29日至5月2日,IAEA 第1 批援助团前往秘鲁;(3)2014 年6 月9日,IEC接收秘鲁当局向IAEA提出的第2次援助请求;(4)2014 年7 月21 日至11 月21 日,IAEA第2批援助团前往巴西。

7.5 第五阶段:医学治疗

工人A的治疗时间顺序表:(1)2014年7月21 日,入院接受HNMD;(2)法国陆军佩尔西军事医院和IRSN 将MSC 培养规程转让给巴西HNMD 和INCA 以实施MSC 的 培养;(3) 在IAEA 援助团的支持下,在HNMD 的医疗管理包括医学评估、第1次植皮手术和MSC注射(2014年8 月7 日)、后续MCS 注射(2014 年8 月14 日、21日和28日)、HBOT(2014年9月3日至2014年10 月31 日)、阑尾切除术(2014 年9 月20 日)、第2次皮肤移植手术(2014年9月26日);(4)从2014 年7 月23 日至8 月28 日,在CTSA 指 导下,由INCA 实施MCS 疗法(2 次骨髓穿刺取样);(5)工人A于2014年11月6日从HNMD出院。

8 经验教训

本文从营运单位、国家监管机构、国际合作、医疗等4方面总结本次辐射事故教训。

8.1 营运单位

营运单位作为法人对所持有、使用的工业探伤辐射源和设备负责,需要严格按监管机构的法规规定、许可和授权或按国际安全标准进行操作;建立、培育和维护良好的核安全文化,明确和落实管理层及普通职工的工作职责与分工,健全设备操作规程与辐射安全规章制度,确保单位和职工严格遵守辐射安全法律法规、规章制度和操作规程;为职工提供安全的工作设备,如探伤机、长柄机械手、放射源回收容器、防护用品、个人剂量报警仪、个人剂量计、便携式辐射监测仪。

探伤公司的安全运行取决于辐射防护和安全规程的正确实施,例如,正确使用个人剂量报警仪和剂量率监仪。工人在工业探伤期间如果使用便携式辐射监测仪验证放射源是否回收到源容器内,会避免2014年秘鲁192Ir工业探伤辐射事故的发生。工业探伤管理和现场作业的辐射防护与安全,在很大程度上取决于人为干预措施和规程的正确执行。探伤公司的从业人员必须接受核与辐射安全监管机构认可的辐射安全与防护培训,经考核合格,做到持证上岗。探伤公司需要提供适当和充足的人力资源,并在辐射防护和安全操作方面开展实践操作技术培训,定期再培训可帮助探伤员工维持探伤工作所需的技术和能力水平。

任务繁重、时间仓促、压力过大、劳动时间过长直接影响着探伤作业的安全性。工业探伤的现场安全主要取决于探伤工人的知识、技能以及规程的正确实施。定期对探伤机及附属设备开展预防性维护和保养可发现工业探伤的技术问题或设备的不兼容性,及时纠正问题,并消除产生辐射事故的隐患。

8.2 国家核与辐射安全监管机构

本次辐射事故的评估表明:(1)国家核与辐射安全监管机构需要审查工业探伤技术与行政要求、从业人员、探伤设备和培训规程,并引入附加要求来弥补现存的差异;(2)所有使用中的探伤设备都需按照监管机构颁布的法规或行业标准进行保养,并按制造商的建议进行维护和保养;(3)查清产生本次辐射事故的根本原因(输源管与探伤机断开连接后,放射源未返回源容器的安全位置,而留在输源管内)——设备故障或操作失误或技术缺陷,可为落实整改措施指明方向,以消除辐射事故隐患。

当工人A 必须转移到国外接受电离辐射损伤专业治疗时,因探伤公司未为员工购买医疗健康保险,患者缺少保险资金支持。国家核与辐射监管机构应鼓励获得放射源与射线装置许可的法人为本单位雇员购买医疗保险以应对辐射事故。医疗保险可为员工到国外接受电离辐射损伤专业治疗提供资金保障。

国家核与辐射监管机构需确保能随时提供足够的人力、物力、技术等资源来开展辐射应急响应。秘鲁拥有生物剂量学测定方面的专业知识,但无法从生物样品中开展培养物的制备。建议加强检测设备、技术能力和人才队伍的建设,以具备基本的生物剂量检测能力。

在秘鲁开展的事故重建和剂量评估有助于辐射事故的评估。国家核与辐射监管机构获得了进入辐射事故场地的权限,并获得了化工厂和探伤公司的协助与支持,顺利征用相关人员与设备。

IPEN根据INES使用USIE向IEC及时报告了本次辐射事故,以提供有关辐射事故的信息,响应IAEA的援助提议,迅速提出了关于提供剂量评估、医疗管理与咨询的请求。利用USIE 报告辐射事故有助于信息交换和交流,并加快了完成援助任务的步伐。

8.3 国际合作

在患者局部受照射的情况下,若数小时或几天之内的早期临床表现为红斑、水肿和起泡,则表明发生了严重的LRI 演变。若遇此情况并期望开展国际合作,相关方应尽早向IAEA 报告辐射事故,并请求提供国际援助,以成功治疗受照者。在事故早期阶段,国家监管机构与国际援助团之间的密切沟通与协调行动可有效减轻辐射事故后果,甚至可预防事故后果。在本次辐射事故中,IAEA 应事发国的请求,在《援助公约》框架内要求缔约国向事发国提供辐射应急方面的援助。IAEA 邀请所有使用放射源与射线装置的国家加入《援助公约》,旨在鼓励国家核与辐射安全监管机构与IAEA 和其他国家分享有关辐射紧急情况的信息,以预防或缓解此类事故的后果。在应急响应过程中使RANET,有助于患者接受适当医学治疗,并成功康复。由于阿根廷、巴西、法国、秘鲁和IAEA 的专业人员和机构的共同努力和大力协作,使开展有效的医疗治疗成为可能。IAEA 积极协调,大力整合,高效调动了《援助公约》缔约国的辐射应急资源。根据IAEA“援助行动计划”,法国医疗专家向巴西医疗同行传授了与剂量学指导手术和MSC 注射有关的LRI 医学管理知识与技术。透彻地理解和完善剂量学指导手术和MSC 注射治疗方案的医疗规程需要丰富的实践经验。因此,在使用此医疗技术时,法国医疗专家需要对巴西医疗专家开展系统的培训。法国和巴西医学专家在骨髓MSC 培养及其作为LRI 辅助治疗方面的成功合作已成为国际医学技术和知识转移的典型范例。

8.4 医学界

把患者从秘鲁转移到巴西接受电离辐射损伤专业医疗,有力地促进了患者的康复。当患者转移到国外时,不同的环境、文化和语言差异产生很大的情感影响,巴西医疗机构向患者提供了广泛的心理支持和咨询,对患者的医疗管理起到了积极作用。配偶的住院陪同减轻了患者在巴西的治疗过程中所承受的心理压力。在放射性坏死发生之前,早期的剂量学指导手术和MSC 治疗有效降低了病变的发病率(疼痛、情绪困扰、感染和后遗症等),减少了住院时间。患者转院到HNMD 时,其左髋(大腿上)区域已经出现放射性坏死。重建手术和MSC 注射相结合的治疗方案对于已经确定放射性坏死的LRI是一种有效的治疗方法。准确的深度剂量重建可识别引起组织和结构放射性坏死的剂量,对于剂量学指导手术至关重要。HBOT、物理疗法和营养支持的伴随疗法取得了良好的治疗效果。证明了采用多学科综合治疗LRI严重病例的重要性。经济问题在病人的治疗过程中反复出现,成为讨论和决定转移患者的一个重要因素。受照射工人所购买的医疗保险或健康保险通常不包括治疗辐射、电离辐射损伤所涉及的费用。工人购买的医疗保险一般不会为国外治疗提供资金支持。在辐射应急情况下,相关方必须迅速弥合保险理赔领域的差距,以减少对受照者到国外接受医学治疗的影响。国外的治疗虽免费向患者或援助方的国家主管机构提供,但所涉及的费用很高。根据《援助公约》第七条规定,由请求国向援助方全部或部分支付(偿还)该费用。3年后,根据负责承担工人A 随访工作的医疗队和秘鲁当局提供的信息,工人A 健康状况良好,病变部位未复发,无功能或其他后果报告。对患者进行严格的、有组织的医学随访也是病例完整医学管理的一部分。

9 秘鲁两起工业探伤辐射事故的对比分析

2012年秘鲁奇尔卡(Chilca)发生了一起类似的工业探伤事故,见参考文献[12]。2014年和2012 年秘鲁两起工业探伤事故的根本原因、主要原因和运营单位经验教训的对比分析见表8。

表8 秘鲁两起工业探伤事故对比分析Table 8 Comparative analysis of two industrial radiography radiological accidents in Peru

对辐射事故开展原因分析,吸取经验教训,将有助于核与辐射行业的从业人员发现辐射安全隐患,制订和落实整改措施,提高安全水平,有效减小辐射事故的发生率。

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