1

Предпосылки и задача исследования

Радиоактивные источники используются в различных важных и полезных медицинских, исследовательских, стерилизационных и других коммерческих целях. Сферы применения включают лечение рака, облучение крови для пациентов с трансплантатами и лабораторных животных в исследовательских целях, стерилизацию медицинских изделий, облучение с целью снижения передачи заболеваний с продуктами питания и защиту растений от насекомых-вредителей, неразрушающий контроль конструкций и промышленного оборудования, исследование геологических образований для разведки месторождений нефти и газа и промышленную калибровку. Радиоактивные источники, которые используются в этих целях, хранятся в университетских, медицинских, исследовательских, правительственных, коммерческих и других структурах, в которые имеет доступ квалифицированный персонал. В случае неправильного обращения с этими источниками, особенно использования радиологического рассеивающего устройства (RDD) со злым умыслом, они могут стать причиной значительного ущерба и вреда здоровью. Хотя немедленные жертвы и детерминистские последствия радиации от RDD маловероятны, последствия для общества могут быть серьезными из-за необходимости очистки и невозможности доступа в пораженные зоны. Экономический ущерб, вызванный зоной отчуждения и повторной застройкой также может быть существенным и достигать миллиардов долларов.

RDD не был развернут ни в США, ни где-либо еще.¹ Однако внутренние и международные террористические нападения и несколько попыток перевозки радиоактивных материалов или использования радиоактивных источников в злонамеренных целях подчеркивают необходимость подготовки к RDD. Во всем мире с 1992 по 2019 год зарегистрировано около 3 700 несанкционированных действий и событий с использованием ядерных и радиоактивных материалов,² включая случаи незаконной перевозки и злонамеренного использования (например, Elfrink, 2017; Malone and Smith, 2016; Schreuer and Rubin, 2016).

Ответственность за сохранность ядерных и радиоактивных материалов несут лицензиаты, владеющие этими материалами. Хотя адекватные меры безопасности могут снизить риски, связанные с радиоактивными источниками, наиболее прямым подходом к снижению риска является отказ от использования радиоизотопов и их замена технологиями, которые не создают таких рисков, но могут адекватно выполнять предполагаемую функцию радиоактивных источников. Больницы, исследовательские центры и правительства все чаще признают риски для безопасности и ответственность, связанную с владением радиоактивными источниками, и в некоторых случаях намеренно прекращают их использование и заменяют их альтернативными технологиями.

В этой главе излагаются предпосылки задачи исследования и текущая система классификации источников радиации, а также рассматривается реализация рекомендаций, содержащихся в отчете Национальных академий наук, инженерии и медицины (Национальных академий) 2008 г. (NRC, 2008) на ту же тему.

___________________

¹ Стивен Мусолино, Брукхейвенская национальная лаборатория, презентация для комитета 20 ноября 2020 года.

² Хосе Гарсия Сайнс, Международное агентство по атомной энергии, выступление перед комитетом 10 июня 2020 г.

1.1 ЗАПРОС ИССЛЕДОВАНИЯ

Офис радиологической безопасности (ORS) департамента ведомства национальной ядерной безопасности (NNSA) расширил сферу своих усилий с продвижения добровольных мер физической защиты радиационных источников до включения продвижения альтернативных технологий. ORS поручено «работать с правительством, правоохранительными органами и бизнесом во всем мире для защиты радиоактивных источников, используемых в медицинских, исследовательских и коммерческих целях; осуществлять удаление и захоронение более не используемых радиоактивных источников и уменьшать глобальную зависимость от высокоактивных радиоактивных источников посредством продвижения жизнеспособных нерадиоизотопных альтернативных технологий.»³

ORS обратился к Национальным академиям с просьбой рассмотреть и оценить разработки в области применения радиоактивных источников и возможные альтернативные технологии для замены радиоактивных источников, которые в настоящее время используются в этих областях применения. Целью этого исследования является предоставление технической информации и независимых оценок, чтобы помочь субъектам, которые осуществляют или будут осуществлять деятельность ORS, направленную на снижение использования опасных радиологических материалов в этих областях применения и стимулирование способствовать развития альтернативных технологий. ORS делегировал управление исследованием Национальным лабораториям Сандии (в этом отчете — «Sandia»). Sandia поддерживает миссию ORS, устанавливая системы безопасности на объектах, использующих высокоактивные радиологические источники в Соединенных Штатах и за рубежом, и поощряя пользователей заменять высокоактивные радиоактивные источники альтернативными (нерадиоизотопными) технологиями.

Источники, о которых идет речь в этом отчете, представляют собой в основном запечатанные радиоактивные источники, как правило, радиоактивные материалы, заключенные в двойные контейнеры из нержавеющей стали до использования в устройствах. Капсула предотвращает выброс радиоактивного материала при нормальной работе и в самых аварийных условиях. Закрытые радиоактивные источники обычно имеют вид небольшого обычного куска металла (см. рисунок 1.1). В большинстве случаев герметичный радиоактивный источник устанавливается в устройстве, которое спроектировано так, чтобы позволить источнику безопасно входить и выходить из радиационной защиты, где он хранится, или позволять лучу излучения выходить из экранированного источника. В некоторых радиологических устройствах используется несколько источников. Неповрежденные закрытые источники обычно представляют только угрозу внешнего воздействия радиации. Однако, если источники нарушены или имеют утечку, они также могут вызывать внутренней воздействие посредством вдыхания или проглатывания.

___________________

³ Офис радиологической безопасности, Национальная администрация ядерной безопасности, https://www.energy.gov/nnsa/office-radiological-security-ors.

В этом исследовании используется предыдущий отчет национальных академий (NRC, 2008; см. раздел 1.4, где приводится краткое изложение основных рекомендаций этого отчета) в качестве основы для оценки развития использования радиоактивных источников и альтернативных технологий. Однако это исследование имеет расширенный охват, который включает как отечественные, так и международные разработки в области применения радиоактивных источников. Кроме того, в то время как предыдущее исследование национальных академий ограничивалось обзором источников с высокой активностью (категория 1 и категория 2), в этом исследовании также рассматриваются источники со средней активностью (категория 3). Полная формулировка задачи для исследования приведена на боковой панели 1.1. По последним оценкам, примерно 80 000 источников категории 1 и 2 находятся в Соединенных Штатах. Текущая оценка количества источников категории 3 отсутствует. Примерно в 2008 году Комиссия по ядерному регулированию США (КЯР США) провела разовый сбор данных и оценила количество источников категории 3 в Соединенных Штатах примерно в 5200.⁴

Это исследование было проведено Комитетом по радиоактивным источникам, областям применения и альтернативным технологиям (в данном отчете именуемый «комитетом»), который был назначен президентом National Academy of Sciences. Краткие биографии членов комитета и сотрудников, задействованных в этом исследовании, приводится в приложении А. Комитет состоит из специалистов в областях, имеющих значение для задачи исследования, и включает пользователей, разработчиков и реализаторов радиоактивных источников и альтернативных технологий в медицине, исследованиях, стерилизации и других промышленных областях применения. Комитет также включает специалистов по безопасности радиоактивных источником и экономическому анализу. Два члена комитета также входили в состав комитета, который проводил исследование Национальных академий 2008 года по той же теме.

Комитет собирал информацию, необходимую для составления данного отчета, с января 2020 по март 2021 года. В течение этого периода перед комитетом выступали национальные и международные эксперты в данной области, включая представителей федерального правительства и штатов, экспертов национальных лабораторий, представителей промышленности и малого бизнеса, а также представителей торговых ассоциаций. Презентации, представленные комитету, размещены на сайте национальных академий.⁵ Сотрудники нескольких секций Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) коллективно провели несколько часов брифингов о деятельности агентства, связанной с радиоактивными источниками и альтернативными технологиями для всех применений, рассмотренных в этом отчете.

___________________

⁴ Письмо от Джорджа Смита, Комиссия по ядерному регулированию США, Урании Кости, Национальные академии, 5 февраля 2021 г.

⁵ См. https://www.nationalacademies.org/our-work/radioactive-sources-applications-and-alternative-technologies.

В приложении B приводится список презентаций, представленных комитету во время информационных совещаний. Комитет также получил письменные комментарии от правительственных агентств, отраслевых ассоциаций и технических экспертов как в ответ на свои запросы, так и по их инициативе. Эти комментарии были полезны для информирования комитета о перспективах, связанных с исследованием, и для обнаружения полезных источников данных и документов.

Из-за пандемии COVID-19 и связанных с ней ограничений на поездки и отмены крупных мероприятий все заседания комитета, кроме первого в январе 2020 года, проходили удаленно. Комитет при поддержке сотрудников национальных академий быстро адаптировался к виртуальному взаимодействию, чтобы выполнить поставленные задачи и подготовить этот отчет. Хотя у комитета не было преимуществ межличностного общения среди членов или с внешними экспертами, положительным результатом виртуального взаимодействия была доступность для ряда национальных и международных экспертов, которые могли быть недоступны для личных встреч.

Комитет подчеркивает следующие моменты, связанные с его подходом к решению поставленной задачи:

1. Он согласен с рекомендацией отчета Национальных академий за 2008 г. об удалении цезия-137 в форме хлорида цезия из коммерческих областей применения (см. раздел 1.4.2 этого отчета). Дисперсность хлорида цезия и его присутствие в медицинских и исследовательских центрах по всей территории Соединенных Штатов и в других странах вызывает особую озабоченность.
2. Несмотря на пункт (1), он не дает технических оценочных суждений, связанных с величиной рисков, связанных с различными радиоактивными источниками или радиоизотопами, и не пытается отдать приоритет замене определенных источников или радиоизотопов над другими. Это связано с тем, что комитет не получал доступ к информации о дисперсности и других свойствах радиоизотопов, рассматриваемых в данном отчете, или информации о безопасности объектов, на которых хранятся эти источники.
3. Он не считает, что любое владение радиоактивными источниками категорий 1, 2 и 3 представляет неприемлемый риск для общества или что использование источников категории 1, 2 или 3 должно быть полностью прекращено. Комитет понимает, что любое решение по замене этих источников альтернативами включает соотношение рисков и преимуществ для владеющих ими организаций.
4. Ссылки на конкретные технологии и в некоторых случаях на конкретные коммерческие продукты и производителей не обязательно означают или подразумевают их одобрение комитетом.

1.2 СИСТЕМА КЛАССИФИКАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ

МАГАТЭ — ведущая международная организация межправительственного научно-технического сотрудничества в ядерной и радиологической области. В 2004 году МАГАТЭ опубликовало Кодекс поведения по обеспечению безопасности и сохранности радиоактивных источников (IAEA, 2004). Этот документ ознаменовал начало глобальной тенденции к усилению контроля, отчетности и сохранности радиоактивных источников. С тех пор МАГАТЭ издавало документы с указаниями и стандартами по безопасности и надежности радиоактивных источников и их применения. Хотя МАГАТЭ стремится к консенсусу при разработке стандартов, эти стандарты не являются юридически обязательными для стран-членов, а скорее служат руководствами для наилучшей практики, которая может быть взята на вооружение правительствами и регулирующими органами.

В 2005 году МАГАТЭ опубликовало справочник по безопасности для классификации радиоактивных источников (IAEA, 2005) Руководство, которое направлено на ранжирование радиоактивных источников на основе риска с точки зрения их способности причинять вред здоровью человека, основано на системе категоризации, представленной в IAEA-TECDOC-1344 (IAEA, 2003a), на которую имеется ссылка в Постановке задачи. Потенциал источника причинить вред здоровью человека количественно оценивается с помощью значения D, определяемого как удельная активность радионуклида, выше которой радиоактивный источник с активностью A считается опасным, поскольку он имеет значительный потенциал вызывать серьезные детерминированные эффекты, если не обеспечить безопасное и надежное с ним обращение.

Система категоризации, изложенная в руководстве по безопасности, имеет пять категорий, где источники категории 1 являются наиболее опасными, а источники категории 5 — наименее опасными. В таблице 1.1 приводятся отношения активности (A/D) и примеры частиц для каждой из пяти категорий в системе категоризации. Опасный источник — это источник, который может оказывать воздействие, вызывающие тяжелые детерминистические последствия в отсутствие безопасного и надежного обращения. Количество данного радионуклида категории 1, наиболее опасного, определяется как количество, превышающее в 1000 раз или более (т. е., A/D > 1,000) количество, необходимое для того, чтобы причинить непоправимый вред здоровью человеку. Для сравнения, количество данного радионуклида

категории 3 определяется как количество, меньшее в 10 раз или менее (т. е., 10 > A/D > 1) количества, необходимого для того, чтобы причинить непоправимый вред здоровью человеку. В руководстве по безопасности МАГАТЭ также описывается совокупность источников и предлагается подход «суммы фракций», если несколько источников или разные радионуклиды находятся в одном месте. КЯР США и другие регулирующие органы во всем мире приняли систему категоризации МАГАТЭ в своих системах регулирования радиоактивных источников. КЯР США использует коэффициент активности, чтобы определить, к какой категории относится дискретный источник, и сумму долей, чтобы определить категорию, в которую попадают совокупные количества радиоактивных материалов. КЯР США не описывает категории источников на основе типа устройства или практики.

Система категоризации МАГАТЭ не учитывает два важных фактора, которые имеют существенное значение для работы комитета: (а) стохастические эффекты, такие как развитие рака в будущем, которое может быть вызвано близостью к радиоактивным источникам при отсутствии безопасного и надежного управления; и (b) социально-экономические последствия радиологических инцидентов, связанных с этими радиоактивными источниками.

В отношении фактора (а) МАГАТЭ считает, что, поскольку риск стохастических эффектов увеличивается по мере увеличения воздействия, источники более высокой категории, как правило, представляют более высокий риск стохасти-

ческих эффектов. То есть система МАГАТЭ косвенно учитывает стохастические эффекты только для вероятно малого количества людей, которые при воздействии источников радиации также пострадали бы от детерминистских эффектов. Однако при этом не усчитывается стохастическое воздействие на людей, для которых не проявились детерминистские эффекты, поскольку они не находились в непосредственной близости от источника, но могли подвергаться уровням радиации ниже порога для детерминистских эффектов.

Для фактора (b) МАГАТЭ в своей системе категоризации в целом не учитывает социо-экономические последствия, поскольку во время создания системы не было методики для количественного выражения и сравнения этих последствий. Со времени выхода отчета МАГАТЭ правительство США предприняло шаги для лучшего понимания социо-экономического ущерба, связанного с RDD, который выражается в миллиардах долларов при моделировании последствий RDD для источника категории 1 или 3 (см. раздел 2.7). Кроме того, реальный опыт аварии на атомной электростанции Фукусима-дайити и другие радиологические аварии продемонстрировали, что выброс и воздействие на население уровней радиации намного ниже тех, что могут вызвать детерминистские эффекты, могут иметь серьезные и долгосрочные социо-экономические последствия (см. разделы 2.3.2 и 2.3.4).

Представители МАГАТЭ, которые информировали комитет, заявили, что в настоящее время нет плана агентства по переоценке системы классификации радиоактивных источников.⁶

1.3 РАСПРОСТРАНЕННЫЕ РАДИОИЗОТОПЫ В РАДИОАКТИВНЫХ ИСТОЧНИКАХ

Правительство США разработало список из 16 радионуклидов⁷, вызывающих наибольшую озабоченность в связи с использованием в RDD. Из этих 16 радиоизотопов на 5 наиболее распространенных приходится 99 процентов всех закрытых источников категорий 1 и 2 в Соединенных Штатах. Это кобальт-60, цезий-137, иридий-192, америций-241 и селен-75. Основные характеристики этих радиоизотопов приведены в следующих разделах и в таблице 1.2.

Кобальт-60 используется в основном при стерилизации медицинских изделий (99 процентов применений)⁸, но также в исследованиях, лечении рака и промышленной радиографии. В Соединенных Штатах есть примерно 72 000 источников кобальта-60 категорий 1 и 2, которые составляют примерно 90 процентов всех источников категорий 1 и 2 в Соединенных Штатах. В этих источниках кобальт-60 используется в форме твердого, нерастворимого, недиспергируемого металла или сплава металлов с периодом полураспада 5,27 года. При распаде кобальта-60 образуются два гамма-кванта с энергией 1,17 и 1,33 мега-электрон вольт (МэВ). Кобальт-60 производится как побочный продукт в ядерных реактора посредством активации нейтрона кобальта-59. Кобальт-60 в настоящее время производится в 21 реакторе в Аргентине, Канаде, Китае, Индии и России. Обеспокоенность по поводу поставок кобальта-60 усилилась в 2014 году после объявления о прекращении деятельности совместного предприятия REVISS между российским государственным предприятием и британской компанией, что привело к почти немедленному сокращению мировых поставок кобальта-60. Примерно в то же время (в 2016 году) аргентинский реактор Embalse был остановлен для капитального ремонта, что еще больше снизило предложение кобальта-60 на мировом рынке. Согласно последним оценкам поставки кобальта-60 ниже количества, которое требуется для удовлетворения нужд стерилизации, примерно на 5 процентов (Nordion, 2021 г.).

Цезий-137 используется в основном в самоэкранированных облучателях (цезиевых облучателях) для облучения крови и исследовательских целей, а также при каротажных работах. В Соединенных Штатах есть примерно 3 200 источников цезия-137 категорий 1 и 2, которые составляют примерно 4 процента всех источников категорий 1 и 2. Цезий-137 в облучателях и калибровочных устройствах находится в форме прессованного порошка хлорида цезия, который растворим в воде и относительно легко диспергируется. В каротажных устройствах и датчиках цезий-137 находится в керамической или стеклянной форме и, следовательно, не является легко диспергируемым или растворимым. Период полураспада цезия-137 составляет 30,17 года, а его первичное гамма-излучение составляет 0,662 МэВ (или 662 килоэлектронвольт [кэВ]). Цезий-137 производится ядерным делением урана с выходом около 6 процентов от всех продуктов деления. До недавнего времени выделенный радиоактивный цезий, продаваемый на международном уровне, производился только на Производственном объединении «Маяк» (ПО «Маяк») в Челябинской области России. В 2015 году Индийский центр атомных исследований (BARC) объявил о начале производства цезия-137 для использования в облучателях крови и рассмотрел использование этого радионуклида в других областях, таких как брахитерапия, облучение продуктов питания и стерилизация медицинских устройств. Индия была первой страной, заявившей об использовании

___________________

⁶ Рональд Пачеко, МАГАТЭ, выступление перед комитетом 10 июня 2020 г.

⁷ См. https://www.nrc.gov/docs/ML0531/ML053130250.pdf.

⁸ Ян Дауни, Nordion, выступление перед комитетом 13 октября 2020 г.

ТАБЛИЦА 1.2 Наиболее распространенные радионуклиды, содержащиеся в радиоактивных источниках категорий 1, 2 и 3 в Соединенных Штатах

^a По количеству устройств.

^b Элементарная форма селена-75 поставляется только из России, коммерчески недоступна и не одобрена для транспортировки в США.

ИСТОЧНИК: принято и изменено на основе данных КЯР 2008 г.

остекленного цезиям в форме карандаша (BARC, 2017 г.). Доступность цезия-137 в форме хлорида цезия в будущем является неопределенной, поскольку несколько стран стремятся устранить риски, связанные с этой формой.

Иридий-192 используется в промышленном неразрушающем контроле (NDT) для визуализации внутренней структуры металлических отливок, сварных швов и изготовленных компонентов. Он также используется в терапии рака для лечения локализованных опухолей. Медицинский иридий-192 применяется в виде дисков или капсул. В Соединенных Штатах есть примерно 4 000 источников иридия-192 категорий 1 и 2, используемых в NDT, которые составляют примерно 5 процента всех источников категорий 1 и 2. Источники иридия-192, которые используются в медицине, относятся к источникам категории 3. Период полураспада иридия составляет 73,83 дня, а гамма-излучение находится в диапазоне от 0,110 до 1,378 МэВ со средним уровнем гамма-излучения иридия-192 0,375 МэВ (или 375 кэВ). Иридий-192 производится в ядерном реакторе посредством нейтронного облучения стабильного иридия-191. Иридий-192 для промышленной радиографии производится в реакторах в Европе, России и Южной Африке.

Америций-241 смешивают с бериллием для создания источника нейтронов для каротажа скважин, чтобы сделать вывод о пористости, плотности и составе подземных пород. В Соединенных Штатах есть примерно 200 лицензированных источников америция-241 категории 2, которые составляют менее 1 процента всех лицензионных источников категорий 1 и 2 в Соединенных Штатах. Америций, используемый в этих источниках, находится в форме сильно сжатых гранул смеси оксида америция и металлического порошка бериллия. Америций-241 является в основном альфа-излучателем, и преобладающий пиковый выброс альфа-частиц происходит при 5,486 МэВ (около 85 процентов распада). Взаимодействия альфа-частиц с ядрами бериллия в источниках америций-бериллий приводят к получению энергетического спектра нейтронов от тепловых энергий до примерно 10 МэВ с пиками примерно при 3 МэВ и 5 МэВ. Первичное гамма-излучение америция-241 (около 36 процентов распада) происходит при 59,5 кэВ. Америций имеет период полураспада 432,2 года. Америций-241 производится в ядерном реакторе посредством последовательного захватай нейтронов из урания-238 и распада плутония-241, содержащегося в выведенном из эксплуатации ядерном оружии,⁹ который распадается под действием бета-излучения с периодом полураспада 14,35 года до америция-241. Поставки америция-241 по всему миру осуществляет ПО «Маяк». В марте 2020 года, после 16-летнего перерыва, Программа изотопов Министерства энергетики объявила о возобновлении рутинного производства и доступности америция-241 в Соединенных Штатах.

Селен-75, как и иридий-192, используется для проведения неразрушающего контроля. В США он встречается гораздо реже, чем иридий-192, но широко используется в других странах (CISA, 2019). Селений-75, используемый в этих источниках, находится в форме цилиндрических или почти сферических гранул. Источники селена-75 излучают гамма-лучи со средней энергией от 215 до 230 кэВ. (Точная энергия излучения зависит от размера фокусного пятна.) Существует два вида первичных гамма-лучей, при 136 и 265 кэВ (каждый около 60 процентов распада), а полезная энергия находится в диапазоне от 97 до 401 кэВ. Селен-75 имеет период полураспада 119,8 дня. Он производится в ядерном реакторе посредством нейтронного облучения стабильного, изотопно обогащенного селена-74 в российских, американских и европейских реакторах. В источниках селена-75, произведенных в Соединенных Штатах, обычно используется сплав селена и ванадия.

Подробности применения этих радионуклидов и доступных альтернативных технологий приводятся в главах 4–6.

1.4 ВЛИЯНИЕ ОТЧЕТА НАЦИОНАЛЬНЫХ АКАДЕМИЙ ЗА 2008 ГОД

Исследование, результатом которого стал отчет национальных академий за 2008 год (NRC, 2008 г.), было проведено по запросу Конгресса в соответствии с разделом 651 Закона об энергетической политике 2005 года (часто называемого EPAct). В рамках закона Конгресс США поручил NRC предпринять ряд действий, включая финансирование исследования Национальных академий для оценки использования источников высокого риска (категорий 1 и 2), которые могут быть заменены эквивалентным процессом или процессом меньшего риска в случае аварии или атаке. Закон также учредил Целевую группу по защите и безопасности источников излучения (Целевая группа), роль которой заключается в предоставлении рекомендаций президенту и Конгрессу США в отношении безопасности радиоактивных источников. В соответствии с EPAct назначается председатель NRC США в качестве председателя Целевой группы, которая состоит из членов 14 федеральных агентств, Конференции руководителей программы по контролю радиации (CRCPD) и Организации стран, присоединившихся к соглашению. На сегодняшний день Целевая группа выпустила четыре отчета, последний — в 2018 году (U.S. NRC, 2018 г.). Существенное значение для работы этого комитета является то, что Целевая группа рекомендует правительству США усилить поддержку исследований и разработок альтернативных технологий вместо использования радиоактивных источников высокого риска и учредить программу правительства для поощрения замены устройств высокого риска эффективными альтернативами (U.S. NRC, 2018 г.).¹⁰

Когда вышел отчет Национальных академий за 2008 год, NRC США оценил количество гражданских источников категорий 1 и 2 в Соединенных Штатах в 54 000 единиц (NRC, 2008 г.). Данные об источниках категории 1 и категории 2 регистрировались во временной базе данных с 2004 по 2008 годы, предшествующей Национальной системе отслеживания источников (см. раздел 2.4). Временная база данных была предназначена для сбора данных разовой инвентаризации устройств и источников, содержащих рассматриваемые материалы. Предоставление отчетов во временную базу данных было добровольным. Как отмечалось в предыдущем разделе, сегодня существует около 80 000 источников категории 1 и категории 2.¹¹

___________________

⁹ Списание оружия было частью Договора о сокращении стратегических наступательных вооружений (СНВ-2) 1993 года между США и Россией.

¹⁰ В отчете Целевой группы за 2018 году указывается, что один член из Организации стран, присоединившихся к соглашению, был представлен членом, не принимающим участие в голосовании; представители CRCPD отсутствовали.

¹¹ Письмо от Джорджа Смита, КЯР США, Урании Кости, Национальные академии, от 5 февраля 2021 г.

Сообщество радиологической безопасности считает отчет Национальных академий за 2008 год основополагающим отчетом¹² для определения необходимости

• пересмотреть ранжирование источников радиации на основе их опасности, чтобы включить их потенциальную способность причинять экономический и социальный ущерб;
• заменить цезий-137, используемый в форме хлорида цезия.

Эти рекомендации и ход их выполнения рассматриваются в следующих разделах.

1.4.1 Предложенное изменение ранжирования опасностей, связанных с источниками

В отчете Национальных академий 2008 года было подчеркнуто, что КЯР США ранжирует опасности от радиоактивных источников прежде всего на основе потенциальной способности вызывать детерминистские последствия для здоровья (летальный исход или серьезные телесные повреждения из-за радиации) и не учитывает потенциальную способность источника загрязнять большие территории, приводя к отчуждению земель, в случае небезопасного и ненадежного использования этих источников. Комитет, составлявший отчет 2008 года, сделал следующие рекомендации для решения этой проблемы:

КЯР США исторически переоценивала рассмотрение ущерба имуществу за пределами места нахождения в результате радиологических выбросов в рамках своей нормативной базы, включая рассмотрение социально-экономических последствий непреднамеренного выброса радиации в окружающую среду (U.S. NRC, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001 гг.). В целом эти переоценки не привели к изменениям в нормативно-правовой базе КЯР США. Агентство продолжает использовать немедленные смертельные случаи и детерминированные последствия для здоровья в качестве основных критериев для измерения последствий радиологического выброса.

После аварии на АЭС «Фукусима-дайити» в 2011 году КЯР США проанализировала свои процессы, чтобы рассмотреть экономические последствия, возникающие в результате повреждения имущества за пределами объекта в результате радиологического загрязнения. В анализе специально не рассматривались радиологические инциденты, такие как RDD. Сотрудники КЯР США заключили, что существующая нормативно-правовая база приводит к минимизации экономических последствий посредством предотвращения или смягчений событий, которые могут приводить к утечке радиации. Сотрудники КЯР США также рекомендовали улучшить руководство по оценке экономического ущерба за пределами объекта на основе обновленных данных (U.S. NRC, 2012a). Комиссия одобрила рекомендацию сотрудников предоставить улучшенное руководстве, но нашла, что социально-экономические последствия не должны рассматриваться в нормативно-правовой базе как эквивалент надлежащей защите здоровья и безопасности населения (U.S. NRC, 2013 г.)

Примерно в то же время (в 2010 году) Целевая группа по обеспечению охраны и безопасности радиационных источников определила необходимость пересмотра федеральным правительством стратегий защиты и смягчения последствий в соответствии с определениями устройства значительного радиологического воздействия (RED) и RDD и рассмотрения последствий, выходящих за рамки немедленных жертв радиации и детерминистических эффектов для здоровья (U.S. NRC, 2012a,b). В 2012 году персонал КЯР США сообщил, что учет социально-экономических последствий и загрязнения являлся бы существенным изменением базовых предпосылок, которые использовались для определения последствия RDD (U.S. NRC, 2012b), и что требуются дополнительные указания со стороны Комиссии для рассмотрения альтернативных последствий. Сотрудники КЯР США также заключили, что действующая нормативно-правовая база безопасности обеспечивает надлежащую защиту от загрязнения и его экономических последствий. Интересно, что руководство КЯР США признает, что «мало смертей произойдет из-за радиоактивного характера события [RDD]; однако значительные социальные и социально-экономические последствия могут возникнуть в результате общественной паники, затрат на дезактивацию и отказа в доступе к инфраструктуре и собственности в течение длительных периодов времени» (U.S. NRC, 2014a).

Эксперты на совещании Отдела правительственной отчетности (GAO), проведенном при поддержке Национальных Академий, в целом согласились, что использование немедленных жертв и детерминистических последствий для

___________________

¹² Отчет получил широкую известность. На февраль 2021 года он был загружен с сайта National Academies Press более 5 600 раз в 126 странах.

здоровья вследствие воздействия радиации имеет ограниченную ценность для КЯР США в качестве критериев для определения последствий RDD. Вместо этого эти эксперты рассматривали социально-экономические последствия и гибель людей в результате эвакуации как более подходящие критерии для определения целостных последствий РДР (GAO, 2019).

1.4.2 Предложение о прекращении использования цезия-137 в коммерческих целях

В отчете Национальных академий 2008 г. цезий-137 в форме хлорида цезия был определен как радиоизотоп, вызывающий наибольшее беспокойство, поскольку RDD с преднамеренным распространением цезия-137 в этой форме имело бы наиболее пагубные последствия. Другие потенциально опасные изотопы — это твердые металлы, рассредоточенные в виде фрагментов, которые могут быть подняты с земли или извлечены из зданий после взрыва. Однако цезий-137 при химическом соединении с хлором с образованием хлорида цезия представляет собой хорошо диспергируемый порошок. Здания, подверженные воздействию хлорида цезия, возможно, придется снести, а обломки вывезти и захоронить, если эти конструкции не могут быть должным образом обеззаражены на месте. RDD с хлоридом цезия, вероятно, будет препятствовать доступу в зараженную зону в течение многих лет.

Когда был выпущен отчет 2008 года, примерно 550 лицензиатов в Соединенных Штатах владели примерно 1 100 закрытыми облучателями с хлоридом цезия, которые поддерживают на минимальном уровне категории 2 количества радиоактивности. В отчете заключалось, что для большинства областей применения радиоактивный хлорид цезия может быть заменен менее опасными формами радиоактивного цезия, радиоактивным кобальтом или нерадиоактивными альтернативами. В то же время рентгеновские излучатели были доступны на рынке в качестве замены для областей применения, в которых не требуются гамма-лучи с определенной энергией, излучаемые цезием-137 и кобальтом-60, но они были менее надежными и более дорогими. Кроме того, под вопросом была возможность использования рентгеновских систем на объектах, требующих высокой производительности.

Комитет по отчету за 2008 год дал следующую рекомендацию относительно хлорида цезия:

Лицензирование радиоактивных источников является обязанностью КЯР США и государств-участников Соглашения (см. раздел 2.4.1). Примерно во время выхода отчета Национальных академий и отчасти в ответ на рекомендации, содержащиеся в этом отчете, КЯР США принял некоторые меры для определения наилучшего способа контроля радиоактивных источников, особенно источников цезия-137. Эти меры включали поиск потенциальных альтернативных форм цезия с точки зрения производства, а также оценку снижения потенциального риска, которое могут обеспечить эти альтернативные формы. Результатом этих усилий стало Политическое заявление КЯР США о защите источников хлорида цезия-137 (U.S. NRC, 2011 г.). В заявлении о политике подчеркивается, что «лицензиаты несут основную ответственность за безопасное управление и защиту находящихся в их распоряжении источников от ненадлежащего использования, кражи и радиологического саботажа» и что источники должны быть надлежащим образом защищены лицензиатами в соответствии с требованиями КЯР США и государств-участников соглашения. Тем не менее, в заявлении о политике отмечалось, что «могут быть внесены улучшения в конструкцию, которые еще больше снизят или минимизируют радиологические последствия» (U.S. NRC, 2011 г.). Ни КЯР США, ни государства-участники Соглашения не прекратили лицензирование источников хлорида цезия-137. С 2015 года 16 лицензий были предоставлены или изменены для добавления дискретных источников цезия-137 на уровне категории 2 или выше для облучения крови, исследовательских целей и калибровки доз.¹³

В 2014 году в соответствии с рекомендацией отчета Национальных академий 2008 г. о предоставлении бонусов за вывод из эксплуатации существующих источников цезия-137 правительство США запустило Проект замены цезиевых облучателей (CIRP). Этот проект, которым управляет NNSA, нацелен на работу с местными пользователями для облегчения добровольной замены облучателей для крови и исследований с хлоридом цезия рентгеновскими устройствами на основе разделения затрат (как правило, 50 процентов) (см. описание CIRP в рамке 1.2 и изображение операции уда-

___________________

¹³ Маргарет Червера, КЯР США, выступление перед комитетом 11 июня 2020 г.

ления источника на рис. 1.2). Дополнительные финансовые стимулы в рамках CIRP включают утилизацию цезиевого облучателя силами NNSA. В дополнение к цезиевым облучателям, которые были в центре внимания рекомендаций отчета национальных академий за 2008 год, CIRP также включает удаление и утилизацию облучателей для крови и исследований с кобальтом-60. Источники кобальта-60 не вызывают такой же озабоченности, как источники цезия-137, поскольку в данном случае источник представляет собой твердое, следовательно, трудно диспергируемое тело.

ORS также поддерживает замену цезиевых облучателей на международном уровне. Представители Sandia отметили, что международный аспект программы является более сложным в том числе из-за различий в страновых правилах и нормативах, неоднозначной политики властей в отношении лицензирования и регулирования альтернативных технологий, инфраструктурных ограничений и сложностей, связанных с международными договорами.¹⁴

Что касается экспорта источников хлорида цезия, в отчете Целевой группы за 2010 год рекомендуется:

Заявление о политике КЯР США согласуется с этой рекомендацией (U.S. NRC, 2011 г.). С 2015 года имели место 23 случая экспорта хлорида цезия. Один из них был связан с экспортом облучателя с хлоридом цезия в 2015 г.; остальные касались возвратов облучателей с хлоридом цезия или других промышленных устройств, в которых используется хлорид цезия, производителя.¹⁵

___________________

¹⁴ Майкл Итамура и Джоди Либерман, Sandia, выступление перед комитетом 29 апреля 2020 г.

¹⁵ Маргарет Червера, КЯР США, выступление перед комитетом 9 сентября 2020 г.

1.5 ЗНАЧИМЫЕ РАБОТЫ ДРУГИХ АВТОРОВ

Комитет рассмотрел несколько отчетов и опирался на работу множества организаций, изучавших вопросы безопасности и сохранности, связанные с радиоактивными источниками, а также прогресс и проблемы внедрения альтернативных технологий для различных областей применения.

GAO сыграл свою роль в определении слабых сторон системы регулирования в Соединенных Штатах, связанной с радиоактивными источниками, например, в части использования радиоактивных материалов на медицинских (GAO, 2012 г.) и промышленных (GAO, 2014 г.) объектах, приобретения лицензий на категорию 3 (GAO, 2016 г.) и проверки лицензий (GAO, 2018 г.). GAO также провел совещание экспертов при поддержке Национальных академий, чтобы проанализировать, включает ли оценка рисков КЯР США все значимые критерии (GAO, 2019 г.). Во время написания того документа в соответствии с биллем регулирования развития энергетических и водных ресурсов Сената 2020 г. (Конгресс США, Сенат, 2020 г.) GAO провел еще один анализ, в центре которого находились федеральные мероприятия, относящиеся к альтернативным нерадиоизотопным технологиям. Обзор должен выйти осенью 2021 г.

В 2019 году рабочая группа по альтернативным технологиям Министерства внутренней безопасности (DHS) выпустила отчет, в котором описывается состояние разработки и внедрения технологий, альтернативных радиоактивным источникам высокого риска, используемым в промышленных, медицинских и исследовательских целях (CISA, 2019 г.). В этом отчете подробно рассказывается об эффективности, затратах на жизненный цикл и применении этих альтернативных технологий, а также о потенциальных препятствиях на пути их внедрения.

Межведомственная рабочая группа Национального совета по науке и технологиям по альтернативам высокоактивным радиоактивным источникам (известная как GARS) выпустила руководство по передовой практике для федеральных агентств. Руководство содержит меры, которые федеральные агентства могут использовать для облегчения перехода на альтернативные технологии в своем долгосрочном стратегическом планировании (NSTC, 2016 г.).

Центр Джеймса Мартина по исследованиям в области нераспространения (CNS) опубликовал в 2014 году доклад, в котором рекомендовал Соединенным Штатам возглавить глобальные усилия по поэтапному отказу от использования облучателей крови с хлоридом цезия (Pomper et al., 2014 г.), а затем предложил дорожную карту для замены радиоактивных источников высокого риска (Moore and Pomper, 2015 г.). CNS также сотрудничает с Международным корпусом экспертов по раку, чтобы продвигать идеи для удовлетворения растущих потребностей в лечении рака, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода, одновременно ускоряя внедрение альтернативных технологий, таких как линейные ускорители (Coleman et al., 2017 г.). Кроме того, с 2013 года CNS поддерживает единственную общедоступную базу данных (спонсируемую и обслуживаемую NTI) глобальных инцидентов с ядерными и радиологическими материалами, не подпадающими под контроль регулирующих органов (см. раздел 2.5.3).

МАГАТЭ выпустило десятки отчетов, напрямую касающихся этой работы комитета. В этих отчетах рассматриваются различные темы, связанные с радиоактивными источниками, включая безопасность и надежность (IAEA, 2004, 2005, 2008a, 2011, 2014a,b, 2016, 2019d), возможность использования альтернативных технологий (IAEA, 2012a, 2014a, 2019b,c; van Marcke, 2019), создание мощностей в медицинских учреждениях для радиотерапии и других видов лечения (IAEA, 2008c,d, 2014c, 2015a,b,d), транспортировку радиоактивных источников (IAEA, 2008b, 2018c), контроль импорта и экспорта (IAEA, 2012b), обращение с выведенными из эксплуатации источниками и их захоронение (IAEA, 2013b, 2018a,d; Yusuf, 2020). МАГАТЭ также ведет базы данных с информацией, относящейся к задаче комитета, включая базу данных об инцидентах и незаконном обороте (см. раздел 2.5.1), справочник центров лучевой терапии (см. раздел 4.3.1) и справочник учреждений, использующих метод стерильных насекомых (см. раздел 5.4). Наконец, МАГАТЭ поддерживает совместные исследовательские мероприятия и мероприятия по передаче технологий в развитых и развивающихся странах через Координированные исследовательские проекты и Программу технического сотрудничества. Программа технического сотрудничества помогает государствам-членам путем наращивания потенциала и партнерских отношений, обмена знаниями, поддержки сетей и облегчения закупок. МАГАТЭ также получает внебюджетное финансирование от стран, осуществляющих взносы, для предоставления прямой помощи, например, вывода из эксплуатации источников категорий 1 и 2.

NTI широко признан как источник и инструмент для отслеживания прогресса в глобальной ядерной безопасности посредством публикации индекса NTI, оценивающего условия ядерной безопасности в 175 странах и в Тайване. В контексте радиологической безопасности NTI играет роль в создании сетевых моделей для повышения осознанности в отношении рисков и ответственности, связанных с радиоактивными источниками, и облегчения диалога между руководством ORS, представителями государства и города, регулирующими органами, ответственными за операционные решения, производителями и пользователями (NTI, 2017, 2018a,b). Недавно NTI опубликовал первый радиологический индекс для оценки национальной политики и глобальных обязательств по предотвращению краж радиоактивных материалов (NTI, 2020).

Всемирный институт ядерной безопасности (WINS) выпустил несколько отчетов, касающихся безопасности радиоактивных источников и безопасного захоронения этих источников (WINS, 2019a, b, 2020a, b). Посредством круглых столов и других мероприятий WINS информирует заинтересованные стороны об альтернативах радиоактивным источникам, обеспечивает нормативную базу для помощи в принятии решений о целесообразности рассмотрения альтернатив и таким образом помогает организациям решить, внедрять ли альтернативную технологию (WINS, 2018a,b).

Международная ассоциация по облучению (IIA) и Международная ассоциация поставщиков и производителей источников повышают осведомленность о рисках радиологической безопасности, меняющихся нормативных условиях и полной стоимости срока службы использования радиоактивных источников. IIA опубликовала официальные документы, в которых сравниваются различные режимы облучения (IIA, 2017). Отчеты, выпущенные этими ассоциациями, обычно доступны только членам.

1.6 ДОРОЖНАЯ КАРТА ОТЧЕТА

Этот отчет состоит из шести глав, в которых полностью рассматривается постановленная задача (см. врезку 1.1):

• Глава 1 (эта глава) содержит предпосылки запроса исследования и описание задачи исследования.
• Глава 2 содержит подробный обзор текущего использования радиоактивных источников и изложение факторов, влияющих на риски для безопасности и надежности, связанные с этими источниками, ролей и ответственности правительства и других организаций в снижении этих рисков и усилий для отслеживания и захоронения радиоактивных источников в конце жизненного цикла.
• В главе 3 описываются основные альтернативные технологии, рассматриваемые в этом отчете, и институциональные соображения, влияющие на решения по внедрению этих альтернатив. Эта глава также содержит раздел, резюмирующий прогресс во внедрении альтернативных технологий для различных областей применения, рассмотренных в этом отчете.
• В главе 4 оцениваются варианты альтернатив радиоактивным источникам, используемым в медицине и исследовательской области.
• В главе 5 оцениваются варианты альтернатив радиоактивным источникам, используемым для стерилизации.
• В главе 6 оцениваются варианты альтернатив радиоактивным источникам, используемым в промышленности.

В приложениях представлены краткие биографии комитета и сотрудников (приложение A), описания собраний по сбору информации для исследования (приложение B), список наиболее распространенных сокращений и аббревиатур (приложение C), глоссарий (приложение D), который был заимствован из предыдущего отчета национальных академий по той же теме (NRC, 2008), справочная информация об экономической целесообразности внедрения альтернативных технологий (приложение E) и справочная информация о стерилизации с использованием излучения с различными модальностями (приложение F).

Комитет ожидает, что основной аудиторией этого технического отчета будут читатели с некоторым начальными знаниями по общим вопросам, связанным с радиоактивными источниками, которые таким образом имеют общие представления о принципах и мерах в отношении радиации. Читателям, которым не хватает определенных базовых знаний, рекомендуется ознакомиться с отчетами и другими материалами, которые предоставляют такой контекст. Например, комитет рекомендует приложение В отчета Национальных академий за 2008 год (NRC, 2008).