National Academies Press: OpenBook

Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version (2022)

Chapter: 3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها

« Previous: 2استخدامات المصدر المشع ومخاطره والسيطرة عليه
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

3

اعتماد التقنية البديلة وتطويرها

أدركت المنظمات المحلية والدولية بشكل متزايد المخاطر والمسؤوليات المتعلقة بالسلامة والأمن المرتبطة بامتلاك واستخدام المصادر المشعة من الفئة 1 والفئة 2، ويتولى البعض إزالتها طواعية واستبدالها لتحل محلها تقنيات بديلة. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات أمام الاعتماد الطوعي لهذه التقنيات، خاصة في حالة عدم وجود تقنيات بديلة مناسبة أو حيث تفرض البدائل تكاليف أعلى على المنظمات لتقديم خدمات مماثلة. ويبحث هذا الفصل الاعتبارات الاقتصادية وغيرها من الاعتبارات التي تؤثر على القرارات المتعلقة باعتماد بدائل للمصادر المشعة وكذلك الجهود المبذولة لتطوير تقنيات بديلة.

1-3 التقنيات البديلة للمصادر المشعة

في هذا التقرير، تعد التقنيات البديلة الأولية التي تم وضعها في الاعتبار تلك التي لا تستخدم النويدات المشعة كمصدر (البدائل غير المشعة). ولا يتم النظر بشكل عام في البدائل المشعة، على سبيل المثال، تلك التي تستخدم نفس النويدات المشعة لكن بشكل كيميائي أو فيزيائي مختلف أو تستخدم نويدات مشعة مختلفة من المحتمل أن تشكل مخاطر أمنية أقل. ويمثل استخدام السيزيوم 137 المزجج الاستثناء الوحيد كبديل محتمل لمصادر كلوريد السيزيوم وفقًا لما جرى مناقشته في القسمين 4-1-3 و6-4.

في كثير من الحالات، تعد التقنيات البديلة معيار الممارسة بالفعل. على سبيل المثال، في البلدان ذات الدخل المرتفع، أصبح العلاج بالأشعة الخارجية باستخدام مسرع خطي (linac) الآن ممارسة قياسية للعلاج الإشعاعي لعلاج السرطان والأمراض الأخرى بدلاً من العلاج عن بعد باستخدام مصادر الكوبالت 60 (راجع القسم 4-3). وبالنسبة للعلاج عن بُعد، فإن مناقشة التقنيات البديلة هي الأكثر صلة بالبلدان منخفضة ومتوسطة الدخل (LMICs)، التي ينتقل الكثير منها إلى استخدام المسرعات الخطية للعلاج الإشعاعي.

1-1-3 التقنيات البديلة غير المشعة

بشكل عام، تعد التقنيات البديلة الأكثر تقدمًا والأكثر قابلية للتطبيق تجاريًا للاستعمالات التي جرى مناقشتها في هذا التقرير هي الأجهزة التي تستخدم الكهرباء لإنتاج حزم إلكترونية تشع الأجسام بشكل مباشر أو تنتج بشكل غير مباشر أشعة سينية للإشعاع من خلال الاصطدام بأنود معدني. ويمكن تصنيف الحزم الإلكترونية، لأي من الغرضين، تقريبًا باعتبارها إلكترونات منخفضة أو عالية الطاقة. وتتراوح الإلكترونات منخفضة الطاقة من عشرات الكيلو إلكترون فولت إلى ما يقرب من 500 كيلو إلكترون فولت وتتولد بواسطة فرق جهد ثابت بين كاثود وأنود يحدد طاقة الإلكترونات. وتشمل هذه الفئة أنابيب الأشعة السينية التقليدية ومصادر الإلكترون للمعالجة السطحية للمواد. وتتولد الإلكترونات عالية الطاقة بواسطة كل من الآلات ذات الجهد الثابت والمسرعات الخطية. وتشمل الآلات ذات الإمكانات الثابتة عالية الطاقة مولدات فان دي غراف ومسرعات Dynamitron. وتتراوح طاقاتها من 1 إلى حوالي 5 ميغا إلكترون فولت (MeV). وعلى الرغم من أنها تستخدم أيضًا جهدًا ثابتًا، إلا أنها أكبر بكثير من أنابيب الأشعة السينية. وتستخدم-

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

المسرعات الخطية الطاقة الكهرومغناطيسية، عادة عند ترددات الميكروويف، في تجاويف الرنين لتسريع الإلكترونات دون الحاجة إلى الحفاظ على جهود كهربائية كبيرة جدًا. ونظرًا لصلتها باستبدال المصدر المشع، فإنها تُستخدم لإنشاء حزم إلكترونية تتراوح من 1 إلى أكبر من 20 ميغا إلكترون فولت. وتعد المسرعات الخطية مصدر الإلكترون لأنواع الإشعاع المشار إليها في العديد من الاستعمالات في هذا التقرير.

تبدأ جميع مصادر الإلكترون بكاثود تنبعث منه الإلكترونات. وفي مسرع خطي، يكون الكاثود جزءًا من "مدفع" إلكتروني يصدر إلكترونات يتم تسريعها بعد ذلك عبر مجال كهربائي. ولتسريع هذه الإلكترونات إلى الطاقات المطلوبة، يستخدم المسرع الخطي دليلاً موجيًا متسارعًا - المجالات الكهرومغناطيسية - لإنتاج طاقات حركية أعلى. ولإنتاج أشعة سينية، تصطدم هذه الإلكترونات عالية الطاقة بهدف معدني ثقيل وتتباطأ سرعتها بسرعة، مما يؤدي إلى توليد "إشعاع كبح" (bremsstrahlung) في شكل طيف طاقة واسع ومستمر من الأشعة السينية. وفي استعمالات الشعاع الإلكتروني، يوجه المغناطيس هذه الإلكترونات عالية الطاقة نحو الهدف. ويوضح الشكل 3-1 تمثيلاً تخطيطيًا لأساسيات مصادر إشعاع غاما والحزمة الإلكترونية والأشعة السينية.

لإنتاج النيوترونات، يتم تسريع أيونات الديوتيريوم (D أو 2H) بدلاً من الإلكترونات. ويتم تسريع هذه الأيونات في حزمة عالية السرعة باستخدام مسرع خطي وتوجيهها إلى هدف يحتوي على ذرات الديوتيريوم أو التريتيوم (T أو 3H) لتوليد النيوترونات. وتُفضل تصادمات الديوتيريوم بالتريتيوم لأن ناتجها النيوتروني أعلى من 50 إلى 100 مرة من تصادمات الديوتيريوم بالديوتيريوم؛ ومع ذلك، فإن التريتيوم نظير هيدروجين مشع بنصف عمر يبلغ 12.5 سنة، بينما يعد الديوتيريوم نظيرًا ثابت من الهيدروجين.

تختلف توزيعات الطاقة للنظائر المشعة والأشعة السينية ومصادر الحزمة الإلكترونية اختلافًا جوهريًا. وينتج انحلال النظائر المشعة عادة أطياف طاقة ذات ذروة حادة، مع وجود أشعة غاما الأولية عند طاقة واحدة أو بضع طاقات. على سبيل المثال، تكون أشعة غاما الأولية للكوبالت 60 عند 1.173 ميغا إلكترون فولت و1.333 ميغا إلكترون فولت، بينما تكون أشعة السيزيوم 137 عند 662 كيلو إلكترون فولت. وفي المقابل، تنتج الأشعة السينية طيفًا واسعًا يتضمن أشعة سينية لجميع الطاقات أقل من الطاقة القصوى ومتوسط طاقة يبلغ حوالي ثلث الطاقة القصوى. ويناقش الشريط الجانبي 3.1 ثلاث كميات - القدرة والطاقة والجرعة - ذات الصلة بمناقشات التكافؤ عبر مصادر الإشعاع الثلاثة.

Image
الشكل 3-1  تمثيل تخطيطي لتشغيل مصادر أشعة غاما والحزم الإلكترونية والأشعة السينية في التعقيم الصناعي.
المصدر: مستنسخة ومعدلة من ميلر، 2003، بإذن من AIP Publishing.
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

2-1-3 الخصائص العامة للتقنيات البديلة

تكون الاعتبارات الأساسية للتقنيات البديلة عادة هي الأداء التقني والتكلفة. وبافتراض أن الأداء الفني في استعمال معين قابل للمقارنة، فإنه يتم النظر في إيجابيات وسلبيات المصدر المشع والتقنية البديلة، بما في ذلك عوامل مثل تكاليف رأس المال (بما في ذلك سعر الشراء وتكييف المنشأة)، وتكاليف التشغيل (بما في ذلك التدريب والصيانة) والإنتاجية والمتطلبات التنظيمية والاعتمادات-

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

والمخاطر والمسؤوليات المتعلقة بالسلامة والأمن وخيارات التخلص (راجع الملحق هـ). وتتضمن التقنيات البديلة عادة عند مقارنتها بالمصادر المشعة ما يلي:

  • ارتفاع تكاليف الشراء الأولية؛
  • المزيد من الموظفين المدربين تدريباً عالياً لتشغيلها؛
  • المزيد من حالات الفشل والإصلاحات المتكررة التي تتطلب اتفاقيات خدمة باهظة الثمن؛
  • انخفاض المتطلبات التنظيمية وأنشطة الترخيص المرتبطة بالإدارة والنقل الآمنين؛
  • متطلبات أمان أعلى محتملة تتعلق بالغازات المضغوطة ذات الجهد العالي والفراغ العالي المستخدمة في هذه التقنيات؛
  • ارتفاع التكاليف المرتبطة بتوسيع منشآت الإنتاج؛
  • زيادة الاعتماد على استقرار الشبكة الكهربائية والمائية؛
  • انخفاض كبير في تكاليف إيقاف التشغيل وإرشادات ومسارات تخلص محددة بشكل أفضل؛
  • مخاطر أقل للمسؤولية عن أضرار الطرف الثالث المتعلقة بسوء الاستخدام.

2-3 اعتبارات مؤسسية لاعتماد التقنيات البديلة

يتطلب الاعتماد الفعال للتقنية كلاً من الأجهزة والتنظيمات الهندسية التي تسهل اعتمادها واستخدامها بكفاءة. وتدعم البيئات المؤسسية في البلدان ذات الدخل المرتفع عادة تطوير التقنية واعتمادها. لذلك، من الممكن أن يقبل تقييم التقنيات البديلة في البلدان ذات الدخل المرتفع البيئة المؤسسية إلى حد كبير على ما هي عليه ويركز على المدى الذي يمكن أن تقدم فيه التقنيات خدمات قابلة للمقارنة وتكاليفها الإضافية، وهو موضوع يتناوله القسم التالي.

في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل، لا تدعم البيئات المؤسسية اعتماد التقنيات البديلة في كثير من الأحيان. وقد لا تمتلك الحكومات والمنظمات المحلية الأخرى موارد كافية لدعم الموظفين المطلوبين لتنفيذ التقنيات الجديدة والحفاظ عليها واستخدامها بشكل فعال في تقديم الخدمات العامة مثل الرعاية الصحية. وبالتالي، يجب أن يأخذ تقييم التقنية البديلة في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل في الاعتبار بالضرورة البيئة المؤسسية التي تهدف التقنيات إلى العمل فيها بالإضافة إلى قدرات وتكاليف التقنيات.

جرت مناقشة جدوى استخدام المسرعات الخطية كبدائل لآلات المعالجة عن بعد بالكوبالت 60 بشيء من التفصيل في القسم 4-3-3 من خلال العديد من دراسات الحالة التي توضح التحديات التي تواجه اعتماد التقنية البديلة في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل. وفي الولايات المتحدة، كان الإلغاء التدريجي شبه الكامل لأجهزة الكوبالت 60 في المعالجة عن بعد يعتمد بشكل أساسي على القدرات التقنية الفائقة للمسرعات الخطية. ومع ذلك، يتطلب تقييم جدوى تبني التقنية في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل، دراسة صريحة للموارد المؤسسية لدعمها. وغالبًا ما تعيق العديد من نقاط الضعف المؤسسية والعامة للبنية التحتية، أو حتى تمنع، الاستخدام الفعال للمسرعات الخطية: قد يكون تنسيق توقيت إنشاء وتسليم الأجهزة أمرًا صعبًا بسبب نقص الموظفين في مكاتب الجمارك؛ وقد لا يكون الإمداد بالكهرباء موثوقًا؛ وقد لا يتلقى الأطباء التدريب على الاستخدام الفعال للأجهزة؛ وقد لا يتوفر الموظفون المدربون على إصلاح الأجهزة داخل البلد. وربما لا تمتلك المؤسسة التي تفكر في استبدال آلات المعالجة عن بُعد التي تعمل بالكوبالت 60 الموارد اللازمة للتغلب على نقاط الضعف هذه لجعل بدائل المسرعات الخطية قابلة للاستعمال محل آلات المعالجة عن بعد التي تعمل بالكوبالت 60. وساعدت العديد من المنظمات، بما في ذلك الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA)، وصندوق الأوبك للتنمية الدولية، والوكالة الأمريكية للتنمية الدولية، في تبني التقنيات البديلة في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل من خلال توفير التدريب والمساعدة في الترتيبات التعاقدية للمسرعات الخطية أو تقاسم تكاليف اعتماد التقنيات. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات عديدة تؤثر سلبًا على تقديم الخدمات الصحية.

3-3 اقتصاديات تتبنى التقنيات البديلة

تعتبر القرارات التي تحدد ما إذا كان ينبغي على المؤسسات الخاصة أن تعتمد تقنيات بديلة لتحل محل المصادر المشعة ومتى يجب ذلك، معقدة. ولفهم هذه التعقيدات، استعرضت اللجنة الاقتصاديات الأساسية لقرارات الاستبدال (راجع الملحق هـ). وقدمت اللجنة في مراجعتها ادعاءين يشيران إلى أهمية السياسة العامة في تعزيز اعتماد التقنيات البديلة.

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
  1. تؤثر العوامل المؤسسية على الجدوى الاقتصادية للتقنيات البديلة وكذلك احتمالية الرغبة فيها من المنظور الاجتماعي. وداخل الولايات المتحدة والدول الأخرى ذات الدخل المرتفع، تؤثر اللوائح التنظيمية على التكاليف والفوائد النسبية للتقنيات البديلة. وفي البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل، تؤثر قيود البنية التحتية ورأس المال البشري بشكل أكبر في القرارات.
  2. قد تؤدي العوامل الخارجية في استخدام المصادر المشعة إلى عدم اعتماد المؤسسات الخاصة للتقنيات البديلة المتاحة تجاريًا التي من شأنها أن تكون مفيدة اجتماعيًا، على سبيل المثال، لأنها تقلل من مخاطر العمل الضار مثل استخدام سلاح إشعاعي (RDD).

تعتمد جدوى أي تقنية بديلة محتملة على السياق المؤسسي لاستخدامها بالإضافة إلى خصائصها المادية. وتستطيع السياسات العامة تغيير السياقات المؤسسية. على سبيل المثال، قد تقلل اللوائح المحلية التكاليف الخارجية لاستخدام المصادر المشعة عن طريق تقليل احتمالية الاستخدام الضار. وقد تجعل الجهود الدولية لتكييف التقنيات البديلة مع السياقات في البلدان النامية هذه المصادر أكثر جدوى. ونظرًا لأن المؤسسات الخاصة لا تتحمل التكاليف الكاملة لاستخدام المصادر المشعة، فقد لا تعتمد تقنيات بديلة مفيدة اجتماعيًا حتى عندما تكون متاحة تجاريًا. وتجعل السياسات العامة، التي تستوعب المزيد من التكاليف الخارجية الحالية للمصادر المشعة، مثل طلب مساهمات أكبر لتغطية تكاليف التخلص، التقنيات البديلة أكثر جاذبية نسبيًا.

من الممكن توقع اختيار الكيانات الخاصة التقنيات التي تزيد من الفرق بين الفوائد والتكاليف المتوقعة، مع مراعاة المخاطر المتصورة. وإذا كانت هذه الفوائد والتكاليف شاملة، بمعنى أنها تشمل جميع التكاليف والفوائد التي يتحملها الآخرون في المجتمع، فإن هذا الحساب الخاص يزيد أيضًا من القيمة الاجتماعية للاختيار من حيث تخصيص الموارد لاستخداماتها الأكثر قيمة. ومع ذلك، إذا لم تكن الفوائد والتكاليف التي تتحملها الكيانات الخاصة التي تفكر في اعتماد تقنية ما شاملة، فقد لا يكون الاختيار المفيد للكيان الخاص مفيدًا للمجتمع الأوسع. وتسمى فوائد وتكاليف الخيارات التي لا يتحملها الكيان الخاص الذي يختار العوامل الخارجية. وعادةً ما ينطوي استخدام المصادر المشعة على تكاليف خارجية بسبب خطر وقوع حادث أو عمل ضار ينطوي على التخلص من المصدر المشع والمصدر.

وفقًا لما جرى مناقشته في الملحق هـ، قد تختلف اقتصاديات استبدال المصادر المشعة الموجودة بالفعل في الخدمة اختلافًا كبيرًا عن القرارات الجديدة التي تقارن تكاليف دورة حياتها بتكاليف البدائل. ويتم "تجاهل" التكاليف الأولية المرتفعة عادة للمصادر المشعة عند التفكير في استبدال هذه الأجهزة أثناء الخدمة بعمر مفيد طويل متبقٍ. وبالتالي، قد لا تكون التقنيات البديلة الاقتصادية في القرارات الجديدة اقتصادية من منظور مستخدم الجهاز الموجود بالفعل في الخدمة. وتعتمد معظم الأجهزة التي تحتوي على مصادر مشعة على تقنيات ناضجة كانت في الخدمة لسنوات عديدة وأثبتت بشكل عام أنها موثوقة. ويساهم هذا النضج في مزايا التكلفة الحالية. ومع ذلك، فإنه يشير أيضًا إلى أنه من غير المرجح أن تنخفض التكاليف بشكل أكبر. ونظرًا لندرة النظائر المشعة في بعض الأحيان، كما هو الحال حاليًا مع الكوبالت 60، فمن الممكن أن تزيد تكاليف الأجهزة التي تحتوي على مصادر مشعة. وفي الوقت نفسه، من المرجح أن تصبح العديد من التقنيات البديلة المتوفرة حاليًا تجاريًا لكنها لم تنضج بعد أكثر فعالية من حيث التكلفة لأنها تكتسب حصصًا أكبر في السوق، ومع تركيز جهود البحث والتطوير على جعلها أبسط وأكثر فعالية من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، قد توفر بعض التقنيات البديلة خدمات عالية الجودة عند نضجها، كما هو الحال مع المسرعات الخطية مقارنة بالمعالجة عن بُعد باستخدام الكوبالت 60. ومن المرجح أن تجعل هذه الاتجاهات التقنيات البديلة أكثر جاذبية.

4-3 مروجو التقنيات البديلة

تستطيع الجهات التنظيمية أداء دور في تشجيع المستخدمين على التفكير في التقنيات البديلة لأن التنظيم المحسّن يمكن أن يكون بمثابة عامل مثبط للاستخدام المستمر للمصادر المشعة. ويمكن أن تشمل المثبطات زيادة المتطلبات التنظيمية لأمن المصادر، وتنفيذ الضمانات المالية لإدارة نهاية العمر (راجع القسم 2-8-4)، واشتراط أن يبرر المرخص لهم الحاجة إلى استخدام مصدر إشعاعي عالي النشاط قبل التصريح لهم بذلك. وتسبب السياسات المثبطة آثارًا على السوق والمجتمع وتتطلب هذه الآثار دراسة متأنية قبل تنفيذ السياسات.

لا تروج اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية (US NRC) أو تشجع استخدام التقنيات البديلة لتقليل المخاطر الأمنية المتعلقة بالمصادر المشعة. وإذا كان بإمكان مقدم طلب للحصول على ترخيص مواد مشعة من اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية إثبات الاستخدام الآمن والمأمون للمواد، فسيتم الموافقة على الطلب، حتى إذا كان هناك بديل متاح من غير النظائر الإشعاعية. وتجري اللجنة التنظيمية-

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

النووية الأمريكية فحصًا يسبق منح الترخيص لمنشأة مقدم الطلب للتأكد من أن مقدم الطلب قد نفذ متطلبات الأمان السارية قبل حيازة المواد المشعة من الفئة 1 أو الفئة 2. وانتقدت العديد من المنظمات، بما في ذلك المبادرة المتعلقة بالتهديد النووي (NTI) (إليوبولوس وآخرون، 2019) ومكتب المساءلة الحكومية (GAO) ‏(2019)، افتقار اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية إلى دور استباقي في دعم التغييرات التنظيمية لتقييد استخدام المصادر المشعة أو لتعزيز الاستخدام الأوسع للتقنيات البديلة.

تشجع بعض الجهات التنظيمية، عبر ولايات الاتفاقية، السياسات الوقائية والاستباقية التي توفر مثبطات تنظيمية للحصول على تراخيص المصادر المشعة، بينما يتبع البعض الآخر الحد الأدنى من المتطلبات الفيدرالية وتؤدي دور منفذي القانون. على سبيل المثال، شجع فرع الصحة الإشعاعية التابع لإدارة الصحة العامة في كاليفورنيا استخدام التقنية البديلة من خلال توفير معلومات عن متطلبات ترخيص السيزيوم 137 ومتطلبات تسجيل آلة الأشعة السينية لإتاحة المعلومات بسهولة في عملية الاعتماد وبصورة أكثر شمولاً. وفي حالة استلام طلب ترخيص جهاز إشعاع جديد يعمل بالسيزيوم 137 للحصول على الموافقة التنظيمية أو التجديد، تُبلغ الجهة التنظيمية الحكومية المرخص له بالتقنيات البديلة المتاحة وتتطلب تبريرًا لاستخدام السيزيوم 137 (إليوبولوس وبويد، 2020). وعلى النقيض من اللجنة التنظيمية النووية في الولايات المتحدة، التي لا تنظم الأجهزة التي تنبعث منها إشعاعات، تنظم ولايات الاتفاقية كلاً من المصادر المشعة والأجهزة التي تنبعث منها إشعاعات.

يسرت العديد من المؤسسات اعتماد التقنيات البديلة، وحدث ذلك في المقام الأول من خلال إنشاء شبكات من أصحاب المصلحة لزيادة الوعي بالمخاطر والمسؤوليات المتعلقة بالمصادر المشعة؛ ومن خلال تسهيل الحوارات حول بيانات الأداء والتكاليف وتحديات اعتماد البدائل ومن خلال توفير أدوات لدعم اتخاذ قرارات أكثر استنارة. ونتيجة لهذه الجهود، تزايد إدراك بعض المستشفيات ومراكز الأبحاث والحكومات للمخاطر المرتبطة بالمصادر المشعة وتزيلها وتستبدلها طواعية عندما تتوفر خيارات ذات جدوى. ومع ذلك، تعتبر معظم هذه المنظمات نفسها "محايدة تقنيًا" ولا تروج لتقنيات بديلة للمصادر المشعة كجزء من مهمتها. ولا توجد أيضًا حاليًا منظمة "شاملة" توفر وصولاً سهلاً إلى المعلومات الكاملة ذات الصلة باعتماد التقنيات البديلة في الاستعمالات المختلفة.

تعد الرابطة الدولية للإشعاع والمعهد العالمي للأمن النووي مثالين على المنظمات التي تناولت الجوانب التقنية أو الإجرائية المتعلقة باعتماد التقنيات البديلة (راجع الأوصاف الموجزة لعملهما في القسم 1-5) دون أن تكونا من المروجين لتقنيات محددة. على سبيل المثال، أشارت الرابطة الدولية للإشعاع إلى دعمها للاستخدام الآمن والمفيد لجميع أشكال الإشعاع بما في ذلك إشعاع غاما (الرابطة الدولية للإشعاع (IIA)، 2018) ومشروع قانون القسم 402 من وثيقة اعتمادات تطوير الطاقة والمياه في الكونغرس للسنة المالية 2015 الذي كان سيتطلب "التخلص التدريجي" من المصادر المشعة في الطب على مدى سنوات (الرابطة الدولية للإشعاع (IIA)، 2014). بالإضافة إلى ذلك، فإن خبرة وجمهور الرابطة الدولية للإشعاع والمعهد العالمي للأمن النووي يشاركون بشكل أساسي في تقنيات الإشعاع وقضايا الأمن النووي أو الإشعاعي، على التوالي، ولا يعالجون الطرق غير المشعة التي قد تكون بدائل للمصادر المشعة، على سبيل المثال، الطرق الجينية لتحل محل تقنية الحشرة العقيمة. وتمثل المبادرة المتعلقة بالتهديد النووي منظمة أخرى لديها مساهمات قيمة في اعتماد التقنيات البديلة، لكن، كما هو الحال مع المعهد العالمي للأمن النووي، فإن تركيزها الأساسي هو الحد من المخاطر.

في عام 2016، شكلت العديد من الوكالات الأمريكية، بما في ذلك اللجنة التنظيمية النووية ووزارة الطاقة ووزارة الأمن الوطني ووكالة حماية البيئة، مجموعة العمل المشتركة بين الوكالات والمعنية ببدائل المصادر المشعة عالية النشاط (GARS). وكان نطاق المجموعة تقديم تقييم حول كيفية مشاركة الوكالات الفيدرالية في الأنشطة المتعلقة بالمصادر المشعة عالية النشاط وبدائلها؛ وإشراك الوكالات الفيدرالية ذات الصلة في وضع الأفكار المتعلقة بانتقالها المحتمل إلى التقنيات البديلة؛ ودعم عملية تعزيز البحث والتطوير للتقنيات البديلة؛ ووضع دليل لأفضل الممارسات للوكالات الفيدرالية لتبني انتقال طويل الأجل إلى التقنيات البديلة. وقدم أعضاء مجموعة العمل المشتركة بين الوكالات والمعنية ببدائل المصادر المشعة عالية النشاط مجموعة من التوصيات إلى الوكالات الفيدرالية تتعلق بأفضل الممارسات للانتقال الناجح من المصادر المشعة عالية الخطورة إلى التقنيات البديلة وكيف يمكن دمج ذلك في الخطة الاستراتيجية لكل وكالة (المجلس الوطني للعلوم والتقنية (NSTC)، 2016). غطت التوصيات أربع فئات من الإجراءات الفيدرالية المحتملة: (1) المشتريات الفيدرالية وتقديم المنح؛ و(2) أولويات الوكالة؛ و(3) التعليم والتوعية؛ و(4) البحث والتطوير. وبالإضافة إلى ذلك، قدمت مجموعة العمل العديد من التوصيات إلى الوكالات الفيدرالية، بما في ذلك أنه ينبغي عليها ما يلي:

  1. تعزيز اعتماد التقنيات البديلة في البرامج والمنشآت الممولة فيدراليًا من خلال تشجيع استخدام الحوافز الطوعية والتمويل المخصص والتحويل الميسر.
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
  1. إشراك جميع أصحاب المصلحة الرئيسيين في اعتماد التقنيات البديلة في الانتقال والاعتراف بدور جهات التصنيع والموزعين.
  2. وضع تكاليف دورة الحياة الكاملة للمصادر عالية النشاط في الاعتبار، بما في ذلك تكاليف الأمن والتخلص والمسؤولية المحتملة.
  3. تحقيق التوازن بين الاحتياجات التشغيلية والتقنية الخاصة بالمستخدم.

يروج مكتب الأمن الإشعاعي (ORS) التابع الإدارة الوطنية للأمن النووي (NNSA) لاعتماد وتطوير تقنيات بديلة غير إشعاعية كجزء من مهمته. وأشار ممثل الإدارة الوطنية للأمن النووي الذي أطلع اللجنة على1 أن هذه المهمة أصبحت جزءًا من مهمة الوكالة بعد توصية تقرير الأكاديميات الوطنية لعام 2008 إلى حكومة الولايات المتحدة لتبني سياسات توفر حوافز لتسهيل إدخال التقنيات البديلة. وأشار الممثل أيضًا إلى تلقي الوكالة لدعم إضافي لدمج هذه المهمة في مهمتها من قبل مجموعة العمل المعنية بحماية مصادر الإشعاع وتقارير الأمن إلى الكونغرس التي أوصت بأن تحفز حكومة الولايات المتحدة البدائل وأن تكون قدوة لغيرها (اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية (U.S. NRC)، 2010، 2014 ج، 2018).

يصف القسمان 2-4-2 و3-6 الأنشطة التي يقودها مكتب الأمن الإشعاعي محليًا ودوليًا لتحقيق مهمة التقنية البديلة. وعلى الرغم من التقدم الكبير، لا تستطيع وكالة حكومية أمريكية واحدة العمل في هذا المجال بمفردها لمعالجة المشكلة في سياق عالمي. ويمكن تمكين التأثير الأكبر في الترويج لاعتماد وتطوير التقنيات البديلة غير المشعة على الصعيد العالمي من خلال زيادة مشاركة وتعاون الوكالات الحكومية الأمريكية الإضافية والحكومات غير الأمريكية والمنظمات الدولية وأصحاب المصلحة الآخرين. وأوصى البعض بأن تضع الوكالة الدولية للطاقة الذرية برنامجًا يركز على التقنيات البديلة محددة النطاق والرسالة والجدول الزمني (روغان (Roughan)، 2018). وتوافق اللجنة على تمتع الوكالة الدولية للطاقة الذرية بالقدرات الفنية لإنشاء وإدارة برنامج ناجح. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تستطيع الوصول إلى جهات الاتصال والبيانات من الدول الأعضاء ويمكنها استخدام هذه الموارد لتعزيز القدرة على الحصول على التقنيات البديلة وتشغيلها وصيانتها. ومع ذلك، ليس من الواضح للجنة ما إذا كان الترويج للتقنيات البديلة يندرج حاليًا ضمن مهمة الوكالة الدولية للطاقة الذرية أم لا. ورغم أن بعض أنشطة الوكالة الدولية للطاقة الذرية تشجع بشكل واضح اعتماد التقنيات البديلة، إلا أن الوكالة قد تواصل توفير مصادر عالية النشاط للاستعمالات الطبية أو الصناعية من خلال برنامجها للتعاون الفني للدول الأعضاء التي تطلب هذا الدعم، طالما أنها تفي بمعايير الأمان المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك، تشارك الوكالة الدولية للطاقة الذرية في الأنشطة بناءً على طلب الدول الأعضاء فيها، لذلك ما لم تطلب الدول الأعضاء أن تتخذ الوكالة الدولية للطاقة الذرية إجراءات محددة فيما يتعلق بالتقنيات البديلة، فمن غير المرجح أن يتمتع مثل هذا البرنامج بأولوية لدى الوكالة.

توجد حاجة لمنظمة أو شبكة من المنظمات لأداء دور قيادي في تحفيز ترويج وتطوير تقنيات بديلة للمصادر المشعة. ومن الممكن أن تساعد هذه الكيانات في تعزيز الوصول إلى المعلومات من خلال إنشاء مراكز معلومات وطنية ودولية (مكان شامل)، وإتاحة الوصول إلى هذه المعلومات ونشرها على نطاق واسع، وتوفير وصول سهل إلى المعلومات الكاملة. وتستطيع هذه المنظمة أن تساعد في إحراز تقدم كبير في تعزيز اعتماد البدائل.

5-3 التقدم في اعتماد التقنيات البديلة

حدد المعهد العالمي للأمن النووي (WINS) مجموعة من الأسئلة التي قد تحتاج المنظمات إلى وضعها في الاعتبار عند تقييم تبني التقنيات البديلة (المعهد العالمي للأمن النووي (WINS)، 2018 أ). وهي تتضمن:

  1. ما الاحتياجات التنظيمية؟
  2. ما الخيارات البديلة التي ستلبي الاحتياجات على أفضل نحو؟
  3. هل ستوفر التقنية الجديدة نتائج مماثلة؟
  4. هل سيكون من الضروري إعادة تصميم منشأة حالية وإعادة تدريب الموظفين؟
  5. ماذا عن الموثوقية والخدمة؟
  6. ما هي التكاليف؟
  7. ما الآثار المترتبة على التغيير في السلامة والحماية من الإشعاع؟

___________________

1 لانس غارسون الإدارة الوطنية للأمن النووي (NNSA)، عرض تقديمي أمام اللجنة في 26 فبراير 2021.

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
  1. ما الآثار المترتبة على التغيير في اللوائح التنظيمية؟
  2. ما مستوى التعرض للمسئوليات المحتملة؟

تختلف الإجابات على هذه الأسئلة حسب الاستعمال وكذلك من خلال منظمة الاعتماد. وتدرس اللجنة في الفصول من 4 إلى 6 خيارات التقنية البديلة والتقدم المحرز في اعتماد هذه التقنيات البديلة في الطب والأبحاث (الفصل 4)، والتعقيم (الفصل 5)، والاستعمالات الصناعية الأخرى (الفصل 6). ويلخص الجدول 3-1 بعض النقاط الرئيسية التي جرى مناقشتها في هذه الفصول.

6-3 تطوير التقنية البديلة

تستثمر العديد من الشركات الكبيرة في البحث والتطوير لتحسين منتج حالي أو تطوير منتج جديد يوفر حلاً تجاريًا محددًا. وعلى سبيل المثال، تمتلك الشركات الكبيرة، التي تصنع الأجهزة الطبية، في الغالب ميزانيات كبيرة للبحث والتطوير، وغالبًا ما تضم أقسام بحث وتطوير داخلية تنفذ مشاريع بحث وتطوير مستمرة لتعزيز أهداف أعمالها. وتناقش اللجنة في الفصل الرابع جهدين من قبل الشركات المصنعة لأنظمة العلاج بالحزمة الخارجية لإنتاج مسرعات خطية يمكن أن تعمل بشكل موثوق في البيئات الصعبة مثل البلدان منخفضة ولمتوسطة الدخل حيث توجد انقطاعات متكررة في الإمداد الكهربائي. ولا تكشف هذه الشركات الكبرى تفاصيل المشاريع الجارية حتى تصبح في مراحل لاحقة من التطوير. وقد يستغرق انتقال فكرة إبداعية إلى منتج تجاري، إذا نجح الأمر، سنوات (غالبًا أكثر من عقد) ويتطلب ذلك استثمارات كبيرة.

وتخصص الإدارة الوطنية للأمن النووي، مثل الوكالات الفيدرالية الأخرى، جزءًا من ميزانيتها السنوية للبحث والتطوير خارج أسوارها (حوالي 3 في المائة) لتمويل الشركات الصغيرة من خلال برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة (SBIR). ويمول مكتب البحث والتطوير لمنع انتشار الأسلحة النووية الدفاعية التابع لمكتب الأمن الإشعاعي والإدارة الوطنية للأمن النووي حوالي 30 من مشروعات برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة، ويتعلق حوالي ثلث تلك المشروعات بالتقنية البديلة للمصادر المشعة. وتشمل الموضوعات الأخرى الممولة من برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة، اكتشاف الإشعاع وأجهزة الاستشعار الفضائية والاكتشاف عن بعد. وتحدد مكاتب الإدارة الوطنية للأمن النووي موضوعات البحث والتطوير في طلباتها، وتُقدم المنح على أساس تنافسي بعد مراجعة الاقتراح وتقييمه بشكل مشترك من قبل مكتب البحث والتطوير لمنع انتشار الأسلحة النووية الدفاعية التابع لمكتب الأمن الإشعاعي والإدارة الوطنية للأمن النووي.

يتكون برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة من ثلاث مراحل2:

  • تهدف المرحلة الأولى إلى تحديد الجدارة الفنية والجدوى والإمكانيات التجارية للبحث المقترح أو جهود البحث والتطوير وتقييم أداء مؤسسة الأعمال الصغيرة الحاصلة على المنحة قبل التقدم إلى المرحلة الثانية. وتتراوح منح برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة من المرحلة الأولى بشكل عام ما بين 50,000 دولار إلى 250,000 دولار لمدة 6 أشهر (برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة) أو سنة واحدة (نقل تقنية الأعمال الصغيرة). وتُدار منح المرحلة الأولى بواسطة مكتب البحث والتطوير لمنع انتشار الأسلحة النووية الدفاعية التابع للإدارة الوطنية للأمن النووي.
  • تهدف المرحلة الثانية إلى مواصلة البحث أو جهود البحث والتطوير التي بدأت في المرحلة الأولى. وعادةً ما يكون الحاصلون على المنح في المرحلة الأولى فقط المؤهلين للحصول على منحة المرحلة الثانية ويتقدم حوالي 50 في المائة من الحاصلين على المنح في المرحلة الأولى إلى المرحلة الثانية. وتتراوح منح برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة من المرحلة الأولى بشكل عام في حدود 750,000 دولار لمدة سنتين. وتُدار منح المرحلة الثانية أيضًا بواسطة مكتب البحث والتطوير لمنع انتشار الأسلحة النووية الدفاعية التابع للإدارة الوطنية للأمن النووي.
  • تهدف المرحلة الثالثة لأن تسعى الشركات الصغيرة إلى تحقيق أهداف التسويق الناتجة عن أنشطة المراحل السابقة. وتُدار منح المرحلة الثالثة لمشاريع التقنية البديلة عادة بواسطة مكتب الأمن الإشعاعي التابع للإدارة الوطنية للأمن النووي.

اعتبارًا من ديسمبر 2020، مولت الإدارة الوطنية للأمن النووي أربع مراحل أولى وستة مراحل ثانية ومشروعين من مشروعات المرحلة الثالثة حول التقنيات البديلة للمصادر المشعة (راجع الجدول 3-2). تم توجيه جزء من تمويل برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة بشأن التقنيات البديلة إلى المشاريع التي توفر تحسينات محتملة للحلول الحالية، على سبيل المثال، تطوير مصادر الأشعة السينية ذات اللوحات المسطحة لاستخدامها في استعمالات تشعيع الدم والأبحاث. وتم توجيه-

___________________

2 يُرجى الاطلاع على https://www.sbir.gov/about.

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

الجدول 3-1  التقدم المحرز في اعتماد تقنيات بديلة في تطبيقات مختلفة

الطلب
(تمت مناقشة الفصل)
الأجهزة الشائعة (النظائر الأولية) التقنية البديلة اتجاه اعتماد البديل الدوافع الرئيسية للاعتماد (بخلاف المخاطر الأمنية) تحديات الاستبدال الأولية مجالات البحث والتطوير الواعدة لتسهيل الاعتماد
الحالة الطبية
تشعيع الدم (الفصل 4) المشعات ذاتية الحماية (السيزيوم 137 والكوبالت 60) تقنية الأشعة السينية الاعتماد الواسع على الصعيدين الوطني والدولي مشروع استبدال مشع السيزيوم (CIRP) في الولايات المتحدة والمبادرات التنظيمية الحكومية الوطنية في البلدان الأخرى؛ توفير التكاليف طوال دورة حياة الجهاز؛ والفعالية مرجعية المستخدم منهجيات الحد من مسببات الأمراض لخلايا الدم الحمراء
علاج السرطان - العلاج الشعاعي الخارجي
(الفصل 4)
العلاج عن بُعد (الكوبالت 60) المسرّع الخطي التخلص التدريجي شبه الكامل من المصادر المشعة في البلدان مرتفعة الدخل والعديد من البلدان متوسطة الدخل؛ وزيادة الاعتماد في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل تعدد الاستعمالات؛ وتقديم العلاج الفائق؛ وتحسين النتائج للمرضى؛ والعلاجات الأقصر لا توجد في البلدان ذات الدخل المرتفع؛ اقتصادية؛ البنية التحتية؛ والموارد في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل المسرعات الخطية ميسورة التكلفة والمقاومة لانقطاع التيار الكهربائي
علاج السرطان - الجراحة الإشعاعية التجسيمية
(الفصل 4)
الجراحة الإشعاعية المعتمدة على أشعة غاما بما في ذلك تقنية Gamma Knife® (سكين غاما) (الكوبالت 60) الجراحة الإشعاعية المعتمدة على المسرّع الخطي بما في ذلك تقنية CyberKnife® زيادة الاعتماد في البلدان ذات الدخل المرتفع؛ انخفاض اعتماد الجراحة الإشعاعية بشكل عام في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل تنوع موقع العلاج؛ انخفاض تكاليف الإعداد الدقة الأقل المفترضة؛ تفضيل المستخدم التقنيات التي تهدف إلى تقليل تكاليف الإعداد بما في ذلك الحماية
علاج السرطان - المعالجة الموضعي بمعدل جرعات عالية
(الفصل 4)
المعالجة الموضعية بمعدل جرعات عالية (HDR) (إيريديوم 192) العلاج بالأشعة الخارجية؛ المعالجة الموضعية الإلكترونية بعض الاعتماد في البلدان ذات الدخل المرتفع سداد التكاليف المناسب للعلاج الإشعاعي الخارجي لا تعد المعالجة الموضعية الإلكترونية بديلاً قابلاً للتطبيق للاستعمالات الأكثر شيوعًا للمعالجة الموضعية ذات معدلات الجرعات العالية (HDR) لعلاج السرطانات النسائية المعالجة الموضعية الإلكترونية المناسبة لعلاج السرطانات النسائية
الأبحاث
(الفصل 4)
المشعات ذاتية الحماية (السيزيوم 137 والكوبالت 60) تقنية الأشعة السينية زيادة الاعتماد مشروع استبدال مشع السيزيوم (CIRP) في الولايات المتحدة والمبادرات التنظيمية الحكومية الوطنية في البلدان الأخرى؛ توفير التكاليف طوال دورة حياة الجهاز دراسات التكافؤ؛ البيانات القديمة؛ الموارد الشحيحة في المؤسسات البحثية دراسات التكافؤ؛ تطوير أجهزة الأشعة السينية بمتوسط طاقة 600 كيلو إلكترون فولت وأعلى
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
التعقيم
تعقيم الأجهزة الطبية
(الفصل 5)
المشعات البانورامية (الكوبالت 60) شعاع الإلكترون والأشعة السينية زيادة الاعتماد احتياجات السوق بسبب الطلب المتزايد؛ وندرة توافر الكوبالت 60؛ والمخاوف التي تتعلق بالسلامة والتنظيم المحتمل الأكثر صرامة للتبخير بأكسيد الإيثيلين التكافؤ
وإعادة التحقق
تطوير المسرعات الخطية صغيرة الحجم لتقليل تكاليف رأس المال؛ وتطوير مصادر الأشعة السينية الاقتصادية
علاجات سلامة الغذاء
(الفصل 5)
المشعات البانورامية أو المشعات الأخرى عالية ومنخفضة النشاط (الكوبالت 60) شعاع الإلكترون والأشعة السينية الركود في الولايات المتحدة؛ والتراجع في أوروبا؛ وزيادة الاعتماد في أجزاء معينة من العالم، خاصة في الصين احتياجات السوق القبول العام؛ عدم تنسيق اللوائح في التجارة الدولية؛ الاستعانة بمصادر خارجية للحصول على العلاج؛ متطلبات وضع الملصقات التطوير لخفض تكاليف رأس المال؛ المزيد من تطوير مصادر الأشعة السينية الاقتصادية
معالجات الصحة النباتية
(الفصل 5)
المشعات البانورامية أو المشعات الأخرى عالية ومنخفضة النشاط (الكوبالت 60) شعاع الإلكترون والأشعة السينية متزايدة احتياجات السوق؛ بساطة العلاج الاقتصاديات؛ الضغوط لتقليل استخدام التبخير ببروميد الميثيل التطوير لخفض تكاليف رأس المال؛ المزيد من تطوير مصادر الأشعة السينية الاقتصادية
تعقيم الحشرات
(الفصل 5)
المشعات البانورامية أو المشعات الأخرى عالية النشاط (الكوبالت 60)؛ المشعات ذاتية الحماية (السيزيوم 137 أو الكوبالت 60) شعاع الإلكترون والأشعة السينية والتعديل الوراثي متزايدة توافر ونقل مشعات الحماية الذاتية؛ زيادة الطلب على الاستعمالات خاصة لمكافحة البعوض الإقليمية؛ التصور العام السلبي تجاه التعديل الوراثي للحشرات أول تجربة غير مواتية بسبب عدم موثوقية أجهزة الأشعة السينية المبكرة (الجيل الأول) تطوير مصادر الأشعة السينية لتتناسب مع متطلبات الاستخدام
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
الاستعمالات الصناعية
التصوير الشعاعي الصناعي
(الفصل 6)
التصوير الشعاعي (الكوبالت 60 والإيريديوم 192 والسيلينيوم 75) الأشعة السينية والموجات فوق الصوتية متزايدة التكامل مع المصادر المشعة لا يوجد بديل واحد مقابل واحد؛ المتطلبات الفنية والتشغيلية في البيئات الصعبة؛ التكاليف؛ المستوى الأعلى من المؤهلات الفنية؛ التصوير غير المباشر مقابل التصوير المباشر تمثيل الصورة للموجات فوق الصوتية؛ الحجم والوزن وتحسينات القوة
المقاييس الصناعية
(الفصل 6)
السيزيوم 137، الكوبالت 60 الموجات فوق الصوتية والضغط التفاضلي والرادار الموجه متزايدة التكامل مع المصادر المشعة المتطلبات التشغيلية في البيئات الصعبة، تحسين متانة البدائل في البيئات الصعبة
تسجيل قياسات الآبار
(الفصل 6)
أميريسيوم 241 مخلوط بالبريليوم مولدات النيوترونات الركود لا يوجد انخفاض الطلب في السوق على التطبيق؛ التكافؤ والموثوقية؛ البيانات القديمة دراسات التكافؤ؛ التحسينات في موثوقية مولد النيوترون
السيزيوم 137 (السيراميك أو الزجاج) صور الأشعة السينية لا يوجد لا يوجد تطوير مصدر أشعة سينية صغير الحجم ومتين؛ الحاجة للإشعاع متماثل الخواص
أدوات المُعايرة
(الفصل 6)
كلوريد السيزيوم 137 لا يوجد لا يوجد السياسة الممكنة لإزالة كلوريد السيزيوم من الاستعمالات الطبية والبحثية والتجارية يُنظر إليه حاليًا كاستعمال يحتاج إلى الإعفاء من جهود الاستبدال تطوير واستخدام شكل أقل تشتتًا من السيزيوم 137؛ متوسط الأشعة السينية عند 600 كيلو إلكترون فولت وأعلى
كوبالت 60 لا يوجد لا يوجد لا يوجد لا يوجد
المولدات الكهروحرارية التي تعمل بالنظائر المشعة للاستعمالات الفضائية
(الفصل 6)
البلوتونيوم 238 في شكل أكسيد مضغوط لا يوجد لا يوجد لا يوجد غير معترف بها كمشكلة لا يوجد
السترونتيوم 90 لا يوجد لا يوجد لا يوجد لا يوجد

ملاحظة: CIRP = مشروع استبدال مشع السيزيوم؛ e-beam = شعاع الإلكترون؛ EtO = أكسيد الإيثيلين؛ HDR = معدل جرعة عالية؛ keV = كيلو إلكترون فولت؛ linac = المسرع الخطي؛ LMIC = بلد منخفض ومتوسط الدخل.

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

الجدول 3-2 تمويل مشروعات الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة (SBIR) وقل تقنية الأعمال الصغيرة (STTR) اعتبارًا من ديسمبر 2020

مرحلة SBIR
وSTTR
عنوان البرنامج الحاصلون على المنح من الأعمال الصغيرة
المرحلة 1
  • مصدر أشعة سينية فائق النقل للتصوير الشعاعي الميداني
  • مصدر أشعة سينية بيتاترون صغير الحجم ومحسن
  • مصدر أشعة سينية فائق النقل يستخدم تقنية الترددات اللاسلكية الجديدة
  • تطوير كاميرا تصوير نيوترون / أشعة سينية محمولة
  • Radiabeam
  • Radiabeam
  • TibaRay
  • Advanced Research Corporation
المرحلة 2
  • استبدال الأميريسيوم 241 / البريليوم بأطياف نيوترون قابلة للموالفة
  • مسرع طبي سلس غير مكلف
  • تصاميم جديدة للمسرعات الطبية منخفضة التكلفة للاستخدام في البيئات الصعبة
  • مشع بالأشعة السينية للحشرات العقيمة
  • نظام تصوير بالموجات فوق الصوتية جديد لالتقاط المصفوفة الكاملة لعمليات الفحص بدون النظائر غير المشعة
  • مشع آمن وعالي الإنتاجية ومكتفٍ ذاتيًا
  • Starfire
  • Euclid
  • TibaRay
  • Stellarray
  • X-wave Innovations
  • Radiabeam
المرحلة 3
  • مشع الدم المستقل باستخدام مصادر الأشعة السينية ذات اللوحة المسطحة
  • مشعات بحثية معيارية قابلة للعنونة باستخدام مصادر الأشعة السينية ذات اللوحة المسطحة
  • Stellarray
  • Stellarray

ملاحظة: SBIR = الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة؛ STTR = نقل تقنية الأعمال الصغيرة.

التمويل الآخر إلى المشاريع التي تهدف إلى سد الفجوات وتطوير حلول مبتكرة جديدة للمشاكل التي ليس لها حلول حاليًا، على سبيل المثال، لبناء مسرعات خطية غير مكلفة وصغيرة الحجم لتقنية الحشرة العقيمة والاستعمالات الأخرى.

دعت اللجنة الباحثين ومطوري التقنية المشاركين في مشاريع برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة هذه إلى التقديم في اجتماع جمع المعلومات في ديسمبر 2020 (راجع الملحق ب للحصول على التفاصيل)، ويوجد ملخص لحالة بعض هذه المشاريع في الفصول من الرابع إلى السادس من التقرير. ولم تسع اللجنة للحصول على عروض تقديمية من الأعمال الصغيرة الأخرى التي تطور تقنيات مماثلة ذات صلة، لكن لا تدعمها الإدارة الوطنية للأمن النووي.

من المحتمل أن يتطلب تطوير هذه التقنيات الجديدة لاستعمالات عملية محتملة تمويلاً خاصًا وعامًا. وفي خطوات مختلفة من العملية، يتخذ الممول قرارات بشأن ما إذا كان هناك ما يبرر الاستثمار الإضافي، وإذا كان الأمر كذلك، كيف يمكن تأمينه. ويكون الدافع وراء مواصلة تطوير التقنية في الغالب هو القدرة على مواجهة التحديات المتعلقة بالفيزياء والهندسة الأساسيين. ونظرًا لأن معظم هذه المشاريع في مراحل مبكرة من التطوير، فليس من الممكن حتى الآن إجراء تقييم كامل لمدى صعوبة تحقيق هذه الأهداف. ومع ذلك، بغض النظر عن التحديات التقنية، يوجد عدد من العوامل الأخرى التي تؤثر على مواصلة تطوير التقنية بما في ذلك إيمان المستثمر بالقيمة التجارية النهائية للتقنية وبراعة المطور في البيع والإطار الزمني المتوقع لبلوغ المنتج مرحلة النضج وبراءات الاختراع ومطالبات براءات الاختراع والملكية الفكرية والتعاون بين المطورين الأوائل والمشاركين اللاحقين من القطاع الخاص والنجاح المتوقع الحقيقي أو المتصور للتقنيات البديلة المنافسة.

غالبًا ما تُجري الوكالات الفيدرالية الأمريكية تقييمات للتقنيات الجديدة من حيث مقياس مستوى جاهزية التقنية المكون من تسع نقاط: بحوث التقنية الأساسية وإثبات الجدوى، ومستوى جاهزية التقنية 1 و2 و3؛ وتطوير التقنية، ومستوى جاهزية التقنية 4 و5؛ وعرض التقنية، ومستوى جاهزية التقنية 6؛ والتكليف بتنفيذ النظام، ومستوى جاهزية التقنية 7 و8؛ وتشغيل النظم، ومستوى جاهزية التقنية 9 (وزارة الطاقة (DOE)، 2011). وعادةً ما تكون برامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة في المستويات المبكرة من النضج (مستوى لجاهزية التقنية 2 إلى 5)، وتقدمها للعرض التجاري غير مؤكد لأنها تخضع لعقبات جلب الأفكار والاكتشافات البحثية الواعدة إلى السوق. وستوجد حاجة إلى استثمارات كبيرة لتنضج هذه التقنيات وربما تسويقها، وهي عملية قد تستغرق سنوات أو حتى عقودًا. ومن المحتمل أن يكون هذا الجدول الزمني لتطوير تقنيات بديلة غير متوافق مع الرغبة السياسية في التخلص من المصادر المشعة عالية الخطورة في جداول زمنية أقصر بكثير.

وتوجد فترة حاسمة بين الاكتشاف والعرض التجاري، حيث قد لا يتوفر التمويل الضروري للحفاظ على عملية الابتكار. وتُعرف هذه الفترة، الموضحة في الشكل 3-2، باسم "وادي الموت" (إسلام (Islam) 2017؛ كليتسي وآخرون (Klitsie et al.)، 2019؛ نيميت وآخرون (Nemet et al.)، 2018).وبينما قد يدعم التمويل العام أو الخاص المراحل الأولى من التطوير، يُفترض عادة أن-

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Image
الشكل 3-2 وادي الموت.
ملاحظة: NPD = تطوير منتج جديد.
المصدر: كليتسي وآخرون (Klitsie et al.)، 2019.

يكون العرض التجاري مسؤولية القطاع الخاص. ومع ذلك، فقد تردع العديد من أوجه عدم اليقين المستثمرين من القطاع الخاص: يتقدم التطوير من خلال التجربة والخطأ وقد لا يؤدي إلى منتج تجاري ذي جدوى؛ وقد يمتد التطوير على مدى سنوات أو حتى عقود، مما يؤخر تحقيق عوائد الاستثمار؛ وقد تجعل فترة التطوير الممتدة من الصعب التنبؤ بما إذا كان هناك سوق مربح للمنتج. وبشكل عام، ستكون مصادر عدم اليقين هذه أكبر بالنسبة للمنتجات التي تتضمن تقنيات أكثر حداثة وتعقيدًا. علاوة على ذلك، مثلما لا يأخذ المتبنون من القطاع الخاص في الاعتبار العوامل الخارجية في اختياراتهم بين التقنيات المتاحة تجاريًا، فإنه لا يمكن توقع أن يأخذ المستثمرون العوامل الخارجية في الاعتبار في قراراتهم بشأن الاستثمار في تطوير تقنيات بديلة. وقد تكون المنظمات الوسيطة، مثل شبكات المستخدمين المحتملين أو الرعاة الحكوميين، ضرورية لمساعدة التقنيات المرغوبة اجتماعيًا على البقاء في وادي الموت (إسلام (Islam)، 2017).

7-3 الفصل الثالث: النتائج والتوصيات

النتائج 7: ساهمت العديد من المنظمات الحكومية وغير الحكومية الوطنية والدولية في تزايد بروز التقنيات البديلة كطريقة لتقليل المخاطر الأمنية الناجمة عن المصادر المشعة. ومع ذلك، لا توجد منظمة مجهزة حاليًا للترويج لمجموعة واسعة من التقنيات البديلة ومعالجة قضايا اعتمادها في سياق عالمي. وتستطيع هذه المنظمة أو شبكة المنظمات توحيد معلومات الموارد التقنية والتنظيمية والمالية والسياسية والخاصة بالبلد للتأثير على القرارات المتعلقة باعتماد تقنيات بديلة وتسهيل الانتقال إلى التقنيات البديلة للاستعمالات الطبية والبحثية والتجارية، عند الاقتضاء.

يسرت العديد من المؤسسات بما في ذلك الإدارة الوطنية للأمن النووي و الرابطة الدولية للإشعاع والمعهد العالمي للأمن النووي والمبادرة المتعلقة بالتهديد النووي والوكالة الدولية للطاقة الذرية اعتماد التقنيات البديلة، وحدث ذلك في المقام الأول من خلال إنشاء شبكات من أصحاب المصلحة لزيادة الوعي بالمخاطر والمسؤوليات المتعلقة بالمصادر المشعة؛ ومن خلال تسهيل الحوارات حول بيانات الأداء والتكاليف وتحديات اعتماد البدائل؛ ومن خلال توفير أدوات دعم اتخاذ القرار. وبالإضافة إلى ذلك، تمول الإدارة الوطنية للأمن النووي أيضًا دراسات البحث والتطوير والمقارنة. ونتيجة لهذه الجهود، تزايد إدراك المستشفيات ومراكز الأبحاث والحكومات للمخاطر المرتبطة بالمصادر المشعة وتزيلها وتستبدلها طواعية إذا توفرت خيارات ذات جدوى.

توجد حاجة لمنظمة أو شبكة من المنظمات لأداء دور قيادي في تحفيز ترويج وتطوير تقنيات بديلة للمصادر المشعة. ومن الممكن أن تساعد هذه المؤسسة أو الشبكة الكيانات في تعزيز الوصول إلى المعلومات من خلال إنشاء مراكز معلومات وطنية ودولية (أماكن-

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×

شاملة)، وإتاحة الوصول إلى هذه المعلومات ونشرها على نطاق واسع، وتوفير وصول سهل إلى المعلومات الكاملة. ويمكن إحراز تقدم كبير في اعتماد تقنيات بديلة في حالة وجود مثل هذه المؤسسة أو الشبكة.

النتائج 8: وكان التقدم في تطوير تقنيات بديلة متفاوتًا عبر مختلف الاستعمالات والنويدات المشعة المختلفة (راجع الجدول 3-1). وباستثناء تشعيع الدم، حيث تُعتبر تقنية الأشعة السينية معادلة لإشعاع السيزيوم 137 والعلاج الإشعاعي الخارجي، حيث تُعتبر تقنية المسرع الخطي أفضل من العلاج عن بُعد باستخدام الكوبالت 60، لا توجد تقنيات بديلة مقبولة على نطاق واسع للاستعمالات الأخرى. وفي بعض الاستعمالات، لم يتم تطوير تقنية بديلة مناسبة.

وكما أوضحنا في الاستنتاج 12، على الرغم من التقدم التقني للاستعمالات الطبية، إلا أنه توجد تحديات في اعتماد تقنيات بديلة في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل.

يلخص الجدول 3-1 الوضع الحالي لتطوير التكنولوجيا البديلة للتطبيقات الطبية والبحثية والتجارية. ويتراوح التقدم في اعتماد التقنيات البديلة من الاعتماد الواسع كما هو الحال مع تقنية الأشعة السينية لتشعيع الدم والمسرع الخطي للعلاج الإشعاعي الخارجي، إلى زيادة الاعتماد كما هو الحال مع تقنية الحزمة الإلكترونية لتعقيم الأجهزة الطبية، إلى عدم اعتمادها كما هو الحال مع تطوير التقنية البديلة لمصادر معايرة السيزيوم 137.

النتائج 9: تستثمر العديد من الشركات الكبيرة في البحث والتطوير لتقديم حلول لتحديات محددة مرتبطة باعتماد التقنيات البديلة. وقد يستغرق انتقال فكرة إبداعية إلى منتج تجاري، إذا نجح الأمر، سنوات (غالبًا أكثر من عقد) ويتطلب ذلك استثمارات كبيرة.

على سبيل المثال، من الممكن أن تمتلك الشركات الكبيرة، التي تصنع الأجهزة الطبية، ميزانيات كبيرة للبحث والتطوير، وغالبًا ما تضم أقسام بحث وتطوير داخلية تنفذ مشاريع مستمرة لتعزيز أهداف أعمالها. ولا تكشف هذه الشركات الكبرى تفاصيل المشاريع قيد التطوير حتى تصبح منتجات في مراحل لاحقة من التطوير.

النتائج 10: لدى العديد من الشركات الأصغر مشاريع تطوير تقنية بديلة قيد التنفيذ بدعم مالي من برنامجي أبحاث ابتكار الأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة التي تديرها الإدارة الوطنية للأمن النووي.

يمول مكتب الأمن الإشعاعي، بالتعاون مع قسم البحث والتطوير لمنع انتشار الأسلحة النووية الدفاعية التابع للإدارة الوطنية للأمن النووي، ما يقرب من 10 من مشاريع للأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ومشاريع نقل تقنية الأعمال الصغيرة لتطوير تقنيات بديلة للمصادر المشعة. وتحدد مكاتب الإدارة الوطنية للأمن النووي موضوعات البحث والتطوير في طلباتها، وتُقدم المنح على أساس تنافسي بعد مراجعة الاقتراح وتقييمه. وتم توجيه جزء من تمويل برنامج الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة إلى المشاريع التي توفر تحسينات محتملة للحلول الحالية، على سبيل المثال، تطوير مصادر الأشعة السينية ذات اللوحات المسطحة لاستخدامها في استعمالات تشعيع الدم والأبحاث. ويتم توجيه التمويل الآخر إلى المشاريع التي تهدف إلى سد الفجوات وتطوير حلول مبتكرة جديدة للمشاكل التي ليس لها حلول حاليًا، على سبيل المثال، لبناء مسرعات خطية غير مكلفة وصغيرة الحجم لتعقيم الحشرات والاستعمالات الأخرى.

التوصية هـ: ينبغي أن تعطي الإدارة الوطنية للأمن النووي الأولوية لتمويل المشاريع التي تهدف إلى تطوير بدائل لاستخدام المصادر المشعة في الاستعمالات التي لا توجد فيها حاليًا تقنيات بديلة مقبولة غير مشعة.

في الوقت الحاضر، لا يمكن استبدال جميع المصادر المشعة بتقنية بديلة لأن مثل هذه التقنية البديلة إما غير موجودة أو لم تُثبت أنها توفر أداءً مكافئًا أو مُحسنًا مقارنة بمصدر مشع. ولدى الإدارة الوطنية للأمن النووي فرصة لتعزيز التقدم في تحديد البدائل الواعدة لهذه الاستعمالات من خلال الأبحاث الابتكارية للأعمال الصغيرة ونقل تقنية الأعمال الصغيرة. وحددت اللجنة ثلاثة استعمالات من هذا القبيل - التشعيع البحثي وتسجيل قياسات الآبار والمعايرة - وتقدم توصيات محددة إلى الإدارة الوطنية للأمن النووي والشركاء الفيدراليين الآخرين لتخصيص البحث والتطوير ودعم دراسات التكافؤ للبدائل (راجع التوصية (و) في الفصل 4 والتوصيتين (ح) و(ط) في الفصل 6).

Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 55
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 56
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 57
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 58
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 59
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 60
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 61
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 62
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 63
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 64
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 65
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 66
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 67
Suggested Citation:"3اعتماد التقنية البديلة وتطويرها." National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2022. Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version. Washington, DC: The National Academies Press. doi: 10.17226/26453.
×
Page 68
Next: 4مصادر الإشعاع والتقنيات البديلة في الطب والبحوث »
Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version Get This Book
×
 Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Arabic Version
MyNAP members save 10% online.
Login or Register to save!
Download Free PDF

Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies assesses the status of medical, research, sterilization, and other commercial applications of radioactive sources and alternative (nonradioisotopic) technologies in the United States and internationally. Focusing on Category 1, 2, and 3 sources, this report reviews the current state of these sources by application and reviews the current state of existing technologies on the market or under development that are or could be used to replace radioisotopic technologies in those applications. Radioactive Sources will support existing and future activities under the National Nuclear Security Administration Office of Radiological Security program to reduce the use of high-risk radiological materials in commercial applications.

READ FREE ONLINE

  1. ×

    Welcome to OpenBook!

    You're looking at OpenBook, NAP.edu's online reading room since 1999. Based on feedback from you, our users, we've made some improvements that make it easier than ever to read thousands of publications on our website.

    Do you want to take a quick tour of the OpenBook's features?

    No Thanks Take a Tour »
  2. ×

    Show this book's table of contents, where you can jump to any chapter by name.

    « Back Next »
  3. ×

    ...or use these buttons to go back to the previous chapter or skip to the next one.

    « Back Next »
  4. ×

    Jump up to the previous page or down to the next one. Also, you can type in a page number and press Enter to go directly to that page in the book.

    « Back Next »
  5. ×

    Switch between the Original Pages, where you can read the report as it appeared in print, and Text Pages for the web version, where you can highlight and search the text.

    « Back Next »
  6. ×

    To search the entire text of this book, type in your search term here and press Enter.

    « Back Next »
  7. ×

    Share a link to this book page on your preferred social network or via email.

    « Back Next »
  8. ×

    View our suggested citation for this chapter.

    « Back Next »
  9. ×

    Ready to take your reading offline? Click here to buy this book in print or download it as a free PDF, if available.

    « Back Next »
Stay Connected!