中华放射医学与防护杂志  2026, Vol. 46 Issue (2): 149-156   PDF    
航空机组人员职业照射管理现状
孙刚涛1 , 邓君2 , 李红雨1 , 张景国2 , 梅良英1 , 周文珊1 , 孙全富2     
1. 湖北省疾病预防控制中心放射卫生监测与评价部,武汉 430079;
2. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 中国疾病预防控制中心辐射防护与核应急重点实验室,北京 100088
[摘要] 随着全球航空运输需求的迅速增长和航线网络的日益复杂, 航空机组人员的职业照射管理已成为国际放射防护领域的重要研究课题。本文系统梳理了国际放射防护委员会(ICRP)、国际原子能机构(IAEA)、国际民航组织(ICAO)等国际组织发布的报告、标准及指导原则, 分析欧盟、北美、亚太等主要区域的航空机组人员职业照射管理政策与实践模式, 通过典型案例探讨其共性与差异; 共性是大多数国家均设置专门的管理机构, 采纳ICRP的推荐值, 强调孕妇特殊保护, 重视辐射风险教育培训等; 差异则体现在剂量监测方式、政策执行力度、估算模型及孕妇保护政策等方面。在职业照射管理实践过程中, 不同国家政策执行力度参差不齐和技术成本投入不足等问题日益凸显; 出现的典型争议案例也揭示了行业发展与职业照射管理的复杂性。技术进步、政策统一和辐射流行病学研究可能是解决问题的对策, 也是促进全球航空机组人员职业照射管理良性发展的重要趋势。
[关键词] 航空机组人员    宇宙辐射    职业照射    
Current status of occupational exposure management for aircrew
Sun Gangtao1 , Deng Jun2 , Li Hongyu1 , Zhang Jingguo2 , Mei Liangying1 , Zhou Wenshan1 , Sun Quanfu2     
1. Department of Radiological Health Monitoring and Evaluation, Hubei Provincial Center for Disease Control and Prevention, Wuhan 430079, China;
2. China CDC Key Laboratory of Radiological Protection and Nuclear Emergency, National Institute of Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China
[Abstract] With the growing demand for global air transport and the increasing complexity of route networks, the occupational radiation exposure management for aircrew (OREMA for short) has become internationally an important research topic that needs to be addressed in the field of radiation protection. This paper systematically reviews the reports, standards and guidelines issued by the related international organizations International Commission on Radiological Protection(ICRP), International Atomic Energy Agency (IAEA) and International Civil Aviation Organization (ICAO), analyzes the policies and practices on OREMA in major regions worldwide such as the European Union, North America, and Asia-Pacific, and explores their commonalities and differences through typical cases that haved appeared. The commonality is that most countries have set up special management agencies, adopted the ICRP-recommended values, emphasized special protection of pregnant women, and paid importance to education and training on radiation risk. The differences are manifested in the aspects of dose monitoring methodology, policy implementation intensity, estimation models, and policies on protecting pregnant women. In the process of OREMA the challenges of uneven policy implementation intensity and insufficient technical cost investment in different countries have become increasingly prominent. The existing typically controversial cases have also revealed the complexity of industry development and occupational exposure management. Technological progress, uniformly implemented policy intensity, and carrying out of radiation epidemiological research may be the countermeasures required to solve these problems and also an important trend towards promoting the healthy development of OREAM worldwide.
[Key words] Aircrew    Cosmic radiation    Occupational exposure    

近年来,随着全球经济一体化的加速发展,航空业在国际交流与运输中的纽带作用愈发凸显。根据国际航空运输协会(IATA)的数据,2024年航空客运量超94亿人次,总需求较2023年增长了10.4%,超过疫情前的水平,较2019年增长幅度为3.8%。与此同时,总运力同比增长了8.7%,全年载客率达到了83.5%,创下历史新高[1]。然而,随着航空需求与航线里程的持续攀升,航空机组人员因长期暴露于宇宙辐射而导致的潜在健康风险问题,已成为国内外辐射健康与防护领域的关注热点。

航空机组人员由于长期在高空工作,暴露于宇宙辐射的风险远高于地面非放射从业工作者。宇宙辐射的主要来源是太阳粒子事件和银河宇宙射线的质子、氦离子、重离子等高能粒子[2]。当飞行处于巡航高度(8~12 km)时,地球大气层和磁场的屏蔽作用显著减弱,从而导致机组人员受到的辐射剂量随之增加[3]。国际原子能机构(IAEA)研究数据[4]显示,航空机组人员的年有效剂量通常在1~5 mSv之间,极地航线或太阳活动高峰期甚至超过10 mSv。鉴于辐射暴露剂量存在累积效应,可能造成肿瘤、心血管等疾病的风险增加,国际放射防护委员会(ICRP)已将该类暴露明确定义为职业照射[5]

在航空业飞速发展的背景下,合理实施职业照射管理是保障机组人员健康的关键所在。然而,全球各国或地区在法规政策、监测方法、剂量估算模型及孕妇特殊保护等方面却存在显著差异。本文结合国内外文献研究和典型案例分析进行综述,通过系统梳理国际组织现行标准和法规框架,综合比较各区域的实践模式,探讨航空机组人员职业照射管理实践过程中的共性、差异和挑战,并针对未来的技术革新、政策协同与健康管理等方面提出建议,以期为国内航空机组人员的职业照射管理的实践优化提供借鉴和参考。

一、国际组织对航空机组人员的放射防护要求

1. ICRP:ICRP是一个非盈利、非官方且独立的放射防护领域权威组织。基于对电离辐射照射及其生物学效应的科学理解与价值考量,ICRP发布的出版物构建了系统的放射防护框架,不仅为全球辐射防护与安全提供了指导原则和技术基础,且已被世界各国广泛参照或采纳。其中ICRP第60号(1990)和第103号(2007)出版物是职业照射领域辐射防护的理论基石和基础框架,提出了辐射防护的剂量限值体系与风险评估方法。ICRP第60号出版物首次建议将商用喷气式客机机组人员在飞行期间暴露于宇宙射线的照射定义为职业照射,并将职业照射群体的年有效剂量限值控制在20 mSv(5年均值)以内,且任一年份的剂量不得超过50 mSv[5]。ICRP第103号出版物则重申上述限值,强调应保护特殊人群,建议将孕妇妊娠期间剂量限值控制在1 mSv以内,并强烈建议孕妇避免参加如高纬度或太阳活动期间等高辐射暴露的航线任务[6]。ICRP第132号出版物则建议在限值基础上,航空管理机构设定剂量参考水平(一般5~10 mSv为宜),并切实践行防护最优化。同时指出目前降低宇宙辐射剂量的措施有限,最有效的方法是当机组人员剂量接近参考水平时调整飞行排班[7]

ICRP推荐的剂量限值主要基于辐射生物学效应的相关研究,尤其是采用线性无阈模型(LNT)来评估辐射引发癌症的风险。该模型显示,即使是低剂量的辐射暴露,也可能增加患癌的风险,且风险与辐射剂量存在着线性关系。尽管LNT模型在学术界存有争议[8-12],但考虑到辐射生物效应的不确定性、社会经济因素等,防护标准应具有一定的保守性和安全性,辐射暴露应遵循“尽可能低的合理水平(ALARA)”原则。基于上述综合考量,ICRP建立的剂量限值体系,为全球各国制定职业照射包括宇宙辐射防护的相关法规与标准提供了科学依据。

2. 国际民航组织(ICAO):ICAO在国际航空机组人员职业照射管理中扮演着核心角色。自1949年以来,ICAO发布的《航空器运行》附件6[13]已历经49次修订,成为航空业安全运行的重要指导文件,提供了针对航空安全运行的通用标准和建议措施。其中明确要求航空公司必须对机组人员可能受到的辐射暴露进行全面评估,提供系统的辐射风险教育培训,确保机组人员充分了解航行过程中可能面临的辐射危害。此外,规定当计划航行高度超过15 km时,机舱内需配置可读取即时和累积剂量的监测设备,航空公司应妥善保存机组人员飞行记录和个人剂量记录,以便进行长期辐射危害监测和健康风险评估。ICAO技术委员会第40届会议提出,ICAO应推动联合ICRP与成员国合作制定更明确的推荐做法或国际标准,以完善机组人员的辐射防护机制[14]

ICAO推荐使用CARI软件来评估航线辐射剂量。该软件集成了飞行高度、飞行时间、航线里程等多项参数,并结合太阳活动数据,动态估算机组人员在各种飞行条件下的辐射剂量;CARI软件估算的剂量数据结果可为航空公司优化航线选择与机组排班提供科学决策。例如,当处于太阳活动高峰期内,CARI实时预测辐射剂量变化,航空公司根据辐射剂量适时优化航线,调整排班或缩短飞行时长,达到降低辐射暴露风险的目的。

3. IAEA:IAEA是联合国系统内的一个独立政府间国际组织,致力于核科学技术的安全、可靠及和平利用。2014年,IAEA发布的《国际辐射防护和辐射源安全基本安全标准》[15]成为国际上通用的辐射安全管理核心文件之一。该标准明确将航空机组人员划定为职业照射群体,要求监管部门制定适用于从事空基活动人员的辐射防护框架,并强调保护该群体权益的必要性。标准还指出,必须通过限制机组人员的辐射剂量,并在不对其活动范围施加不适当限制的前提下,尽最大努力优化辐射防护措施。其中要求,机组人员接受剂量可能超过参考水平情况下,雇主必须进行剂量评价并保存剂量记录,同时必须向机组成员人员提供剂量记录;雇主必须明确告知女性机组人员宇宙辐射照射引起的对胚胎或胎儿的潜在风险,确保其知晓及早报告妊娠情况的重要性;一旦确认怀孕,雇主必须改善孕产妇的航空工作条件,确保胚胎、胎儿或母乳喂养婴儿获得与公众同等水平的辐射防护。

二、区域实践与分析

1.区域实践

(1) 欧盟:欧盟在宇宙暴露与辐射防护领域制定了较为完善且严格的法规,欧盟理事会指令2013/59/Euratom-电离辐射防护[16]要求,成员国必须将所有航空机组人员纳入职业照射进行管理,必须提供辐射防护培训和强制性的剂量监测记录。

在剂量限值方面,欧盟与ICRP的建议保持一致。并规定,当机组人员所受宇宙辐射剂量可能超过6 mSv/年时,成员国应根据暴露情况的特点进行风险评估与管理。若所受的剂量超过1 mSv/年时,主管部门至少需采取以下措施:对机组人员辐射剂量开展个性化暴露评估;优化排班,降低高暴露人员的剂量;明确告知机组人员可能遭受的健康风险及其个人剂量。

在重点人群保护方面,指令强调必须对孕妇和育龄女性机组人员等重点人群采取特殊措施,确保其未出生婴儿的辐射剂量不得超过公众的允许水平,孕妇所处的工作环境应确保其未出生婴儿的辐射剂量尽可能低,且剩余孕期内不得超过1 mSv。哺乳期女性也不应从事具有重大辐射风险的工作,以保障母婴的健康安全。行业立场层面,欧洲航空安全局(EASA)和欧洲飞行协会(ECA)提出:一旦得知机组人员怀孕,航空公司应立即重新排班,优先给孕妇安排纬度低、里程短以及巡航层级低的航班,同时必须提供剂量估算记录[17]

在剂量评估方面,欧盟推荐使用专为欧洲航线设计的剂量计算软件EPCARD[18]。该软件特别针对欧洲复杂的航线网络和多变的气象条件进行了系统优化,尤其在极地航线的剂量估算方面具有更高的精度。通过剂量估算结果,EPCARD为制定科学合理的辐射防护策略提供了可靠的数据支持[19-20]。另外,在太阳活动高峰期,该剂量估算软件能够及时预警,航空公司借助预警信息来调整航行计划,尽可能避开高辐射区域及时间周期。EPCARD软件还可生成详实的辐射剂量数据报告,为监管部门的监督和风险评估提供技术支持[21]

(2) 美国:美国联邦航空管理局(FAA)对机组人员职业照射管理主要采取行业自律的模式。主流观点认为宇宙辐射属于“不可控因素”,因此更倾向于依赖航空公司自身的约束,而非实施严格的监管。这种模式虽然能够降低监管和合规成本,但也可能削弱对机组人员辐射防护的有效性和力度。FAA发布的《飞行中的电离辐射暴露》(AC 120-61B)文件[22],要求航空公司应及时告知机组人员辐射风险,并根据飞行的时间、高度和航程等参数,可利用CARI软件为机组人员估算年有效剂量;对于年剂量限值,FAA接受了美国工业卫生协会(ACGIH)的建议,推荐以20 mSv/年控制,但非强制性的。此外,机组人员的个人剂量监测也未做硬性要求,致使部分航空公司在辐射防护管理上投入不足。

在孕妇保护方面,FAA建议应将胚胎的辐射剂量控制在每月不超过0.5 mSv,以确保胚胎正常生长发育。同时建议妊娠期机组人员应适当减少飞行任务,避免极地航线,但由于缺乏明确的联邦法律约束和具体的执行机制,实际执行效果在很大程度上依赖于航空公司的自愿行为。另外,美国职业安全与健康管理局(OSHA)在航空领域的监管力度也相对较弱,对航空公司的辐射防护措施难以进行有效的监督和管理。因此,美国监管现状导致航空机组人员的辐射防护管理水平较低,与欧盟各国存在一定的差距[23]

(3) 中国:按照ICRP的相关建议,我国制定了国家标准GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》[24]和GBZ 140-2002《空勤人员宇宙辐射控制标准》[25],明确将航空空勤人员在执行飞行任务期间受到的宇宙辐射照射归为职业照射。职业年有效剂量限值与ICRP保持一致。GBZ 140规定,对于女性空勤人员,一旦确认妊娠,应在孕期剩余时间内采取额外的控制措施,确保其腹部表面(下躯干)累积接受的辐射剂量不超过1 mSv。按照以上标准要求,中国民航总局(CAAC)虽已将宇宙辐射暴露纳入职业照射范畴,但制定明确的实施细则与执行力度尚有待完善和强化。同时GBZ 140规定,应对机组人员提供辐射安全教育与培训,提高其辐射防护意识和自我保护能力,女性应知晓妊娠期间需接受特殊的控制措施。然而,现行的《职业病分类和目录》中尚未将航空宇宙辐射纳入职业性放射性疾病的范畴,这可能导致在机组人员罹患辐射相关疾病时可能面临职业病诊断缺乏依据的困境,其他相关法规也尚未明确将航空机组人员作为放射工作人员,以及纳入辐射防护和职业健康管理的要求[24]

相较于发达国家,我国航空机组人员的个人剂量监测和剂量估算模型的应用方面,还存在一定差距。例如,目前未强制要求开展机组人员的个人剂量监测;虽已研发了宇宙射线剂量估算软件(CARD)[26],但实际应用案例不多,仍需扩大推广应用,来验证其适用性与精确度[27]。GBZ 140对在飞行高度低于15 km的航线,建议使用软件模型估算机组人员剂量;对飞行高度大于15 km的航线,除用软件模型估算外,机舱内应配备能预警辐射剂量率突然升高的主动式监测设备,以及采取根据辐射水平与个人剂量调整机组人员的排班等措施。但实际执行情况不佳,仍有待建立法规、标准进一步细化和明确。

(4) 德国:德国制定了《原子辐射防护法》及配套的《辐射防护条例》,既落实欧盟理事指令2013/59/Euratom中关于航空机组人员职业照射管理要求,又有其个性化的措施。如机组人员年度累积有效剂量超过1 mSv时,航司需对该人员开展平均半年一次的个体化剂量评估,并纳入“物理防护监控”范围,剂量评估数据需保存10年以上[28]。条例中还规定职业生涯的剂量限值不得大于400 mSv。根据年度预测剂量水平,将机组人员分为2类,其中B类(1 mSv<年剂量≤ 6 mSv)进行剂量评估、排班优化及健康风险告知,A类(年剂量> 6 mSv),除上述要求外,必须接受“放射医学监护”(每年由放射防护医师或飞行医师确认健康状况后方可继续飞行)[29-30]

德国联邦辐射防护局(BfS)建立了国家剂量登记系统(SSR),并要求航空公司定期上报航空机组人员的辐射暴露数据,涵盖飞行时间、航线以及剂量估算结果等。BfS通过SSR对这些数据进行年度审查,一旦发现异常情况,要求航空公司立即采取纠正措施,确保机组人员的有效剂量始终控制在限值以下[30]。此外,2022年,德国飞行员协会力推将辐射风险因素纳入职业健康保险范围内,该保险覆盖了航空机组人员因辐射暴露所致的疾病诊疗费用[31]

对于孕产妇人员,德国相较于欧盟更为保守,如主流航空公司(途易、神鹰、汉莎等)执行停飞制度,即申报怀孕后立即转为地面岗位直至产后,哺乳期原则上不安排飞行,若确需飞行,则需征得本人同意并通过剂量与疲劳风险评估,优先安排短程和低纬度航班[32]

(5) 其他国家与地区:加拿大交通部与核安全委员会制定的《商业和公务航空咨询通报》,建议将年剂量>1 mSv的航空机组人员视为职业照射,建立累计剂量档案,剂量数据定期上报至国家剂量登记库;同时将年剂量干预水平设置为6 mSv,当年剂量接近6 mSv时,航空公司应采取干预措施,调整排班来降低后续的剂量[33-34]。此外,该通报还要求航空公司保存机组人员的辐射暴露剂量记录至少30年[35]。澳大利亚辐射防护与核安全局(ARPANSA)发布的《辐射防护系列》(RPS F-16)[36],要求航空公司必须提供风险告知、年剂量估算及相关职业健康管理措施。同时,要求对所有机组人员开展年度剂量预期评估,以5~10 mSv/年作为参考水平(建议6 mSv/年),当评估年剂量预期超过6 mSv/年,且无法进一步降低时,应根据法条中“计划暴露情形”的条款,执行优化排班和剂量记录等措施。日本原子力规制委员会(NRA)依据《放射线危害预防规则》[37]要求,制定了《航空机组人员宇宙辐射暴露管理指南》,建议航空公司“自愿”将机组人员年剂量控制在5 mSv/年以内,在发生太阳耀斑等极端条件下,应立即采取限流或航线调整等措施;日本信息通讯研究机构(NICT)研制的实时监测预警系统WASAVIES,可在太阳耀斑发生后数分钟内,实时计算机组人员的航线瞬时剂量率分布,为航空运营决策(如改航、降高)提供技术依据[38-39]

俄罗斯联邦消费者权益及人类福祉监督局(Rospotrebnadzor)制定的《辐射安全标准》(NRB-99/2009)[40],要求航空机组人员剂量限值为20 mSv/年,强调对孕妇严格保护,年剂量控制在1 mSv以内,同时对极地航线机组实施严格的额外防护,如缩短连续飞行周期等措施[41]。中东地区如阿联酋民航局(GCAA)虽参考了ICAO/ICRP相关建议,要求航空公司开展辐射风险培训,但没有要求强制监测或者记录和估算机组人员的剂量[42]

由此可见,尽管各国的辐射剂量限值趋于一致,但在监测方式、政策执行效果与力度以及孕妇特殊保护等方面,依然存在显著差异。表 1列出了当前全球主要国家和地区航空机组人员职业照射管理实践的比较情况。

表 1 全球主要区域航空机组人员职业照射管理实践情况 Table 1 Overview of occupational radiation exposure management practices for aircrew across global major regions

2.共性特征:基于上述区域法规与实践模式的梳理,全球航空机组人员的职业照射管理,主要呈现以下共性特征:大多数国家均设置了专门的管理机构,均采纳了ICRP的推荐值,通过制定相关政策或标准,明确将剂量限值设为20 mSv/年,均强调了针对孕妇应有特殊保护。欧美国家多普遍采用CARI、EPCARD等软件对航空机组人员辐射暴露剂量进行估算,并向航空公司反馈剂量结果。各国均较为重视风险教育与培训,要求航空公司为机组人员提供系统化的辐射防护培训。

3.区域差异:尽管存在共性,但不同区域在监测方法与方式、政策执行效果及力度、估算模型及孕妇保护政策等方面仍存在一些差异。如监测方式上,欧盟、加拿大和俄罗斯等强制要求开展个人剂量监测,而美国则监管不严格,主要依赖于行业自律,年剂量限值也是推荐性的,剂量仅建议进行模型估算,未强制实施个人剂量监测,剂量估算的准确性依赖航空公司的投入力度。中国目前虽有相关标准要求和剂量估算模型,但由于缺乏明确法规支持,实际应用还不广泛,推行效果不佳。

孕妇保护政策在不同区域也存在差异。例如,欧盟和德国实施了严格的调岗或停飞政策,一旦确认怀孕,女性机组人员必须立即调离高辐射岗位,以最大限度减少辐射对胎儿的潜在危害。但美国、加拿大、澳大利亚等其他国家仅为建议减少飞行、极地飞行、高辐射飞行等措施,缺乏强制执行机制,实际落实情况可能因航空公司政策不同而存在差异。中东地区(如阿联酋)的政策相对宽松,无强制剂量监测,对孕妇机组人员的特殊保护措施较少;其职业照射管理方式可能与所处的社会经济文化及监管环境有关,监管强度低于欧美等发达国家。

三、典型案例与举措

1.冰岛航空诉讼:2021年,冰岛航空工会组织向冰岛航空公司提起诉讼,起诉航空公司未充分告知机组人员极地航线的辐射风险,未能充分履行其在机组人员健康与安全方面的义务,尤其是在涉及极地航线上高辐射的潜在风险。极地航线由于其特殊的地理位置和大气环境,机组人员面临更高的辐射暴露。法院最终裁定冰岛航空公司必须向机组人员提供实时剂量数据,以保障他们的知情权和安全权。这一判决结果不仅促使冰岛航空公司加强辐射防护信息的透明度,还推动了北欧其他航空公司重新评估其极地航线防护措施[43]。此外,该案件为航司在完善极地航线辐射风险告知制度,提供了实践参考和法律先例[29]

2.机载式剂量监测技术创新:2008年,西班牙能源环境与技术研究中心(CIEMAT)联合伊比利亚航空(IBERIA)实验性地在8架A340-300飞机安装机载式Liulin硅半导体探测器,用来监测太阳粒子事件中能量分布及实时记录机舱辐射剂量率[44]。2011年,捷克航空在其A320机组上分别设置Hawk TEPC组织等效正比计数器、Liulin半导体和Timepix像素等不同类型探测器,来比较其性能差异,发现TEPC在中子剂量测量上具有优势,Liulin半导体优势在于成本低、便携且混合场精度高,Timepix像素是分辨率最高且可记录粒子轨迹[45]。2016年,空间环境技术公司(SET)与美国国家航空航天局(NASA)合作,协同开展航空航天安全自动辐射测量(ARMAS)项目:在多个航班部署了微型剂量监测模块[46],来测量复杂多变的宇宙辐射环境。这些探测器一般是通过沉积能量谱转换为剂量当量率,实现实时监测机组人员的受照水平。结合飞行时长获得累积剂量,并与模型软件计算结果比对,修正预估剂量,特别是太阳活动或高纬度航行时,实测剂量率明显大于模型估算。当超过预设阈值时,实时监测系统会发出预警,航空机组评估是否调整飞行高度、改变航线或缩短飞行时长,从而降低辐射暴露剂量[47]。该技术不仅提升了机组人员对辐射风险的即时感知与应对能力,而且为航空业探索智能化的辐射防护方案提供了实践范本。

3.北欧航空保险创新:2020年,北欧航空(SAS)设立了“辐射暴露补充医疗保险”,是全球范围内首次为航空机组人员因宇宙照射导致的健康损害提供专门的经济赔偿与医疗支持的保险项目。保险范围覆盖辐射暴露所致的相关疾病,并提供住院费用、康复治疗以及长期护理补助等多项保障措施[48]。该创新举措体现了SAS对机组人员职业健康的重视,强化企业社会责任意识。项目推出后,已吸引其他航空公司的关注,促使业内考量如何将商业保险与职业照射防护有效结合,有望推动和提升航空业辐射防护力度与员工福利。

4.加拿大航空数据公开争议:2023年,加拿大航空因拒绝公开历史辐射数据而引发了争议。航空公司以“商业机密”为由,拒绝向公众和监管机构披露机组人员的既往辐射剂量数据,引发了公众对企业社会责任和义务的广泛讨论。主流舆论认为,历史辐射数据是评估机组人员的健康风险并制定相应防护政策的重要依据,拒绝公开将因缺乏辐射剂量基础数据而影响公共卫生决策。面对舆论压力,2023年底,加拿大多省的监管机构约谈了航空公司,敦促其在法律框架内向相关公共卫生部门提供辐射剂量数据,以支持职业健康风险研究与监管审查[33]。该事件充分反映了商业利益与职业照射健康权益间的博弈,同时促使其他航司监管机构重新考虑修订辐射数据披露的相关政策,为国际航空业在职业照射透明度层面提供了重要借鉴。

5.韩国首例职业性放射病:2023年,韩国大韩航空1名乘务员罹患胃癌去世,韩国劳动福祉公团经综合考量,裁定患癌与职业暴露中的宇宙辐射存在因果关联,从而判定乘务员患癌为宇宙辐射工伤,这是全球范围内航空机组中首个认定放射性职业病的案例[49]。该事件引发了韩国政府与社会公众对航空机组人员辐射暴露的高度关注,促使政府启动了职业健康相关法规修订程序,新法规将宇宙辐射暴露正式纳入职业病防治的范畴,并提出应加强航司合规性监督与提高处罚力度。韩国原子力安全委员会联合劳动部,正在制定相关法规政策,要求航司为机组人员配备高精度个人剂量计,严格执行剂量监测和报告制度,监测数据必须纳入指定数据库进行动态监管。目前,韩国主要航司(如大韩航空和韩亚航空)已开始调整职业照射防护管理体系,增加健康检查项目和周期,如增加了辐射损伤生物标志物筛查和耳蜗功能检测等新的检查项目[50]

四、实施挑战与未来展望

1.实施挑战:航空机组人员职业照射管理面临两大主要挑战:一是剂量监测设备运维复杂性与估算模型精度偏差,尤其是实时监测设备因价格昂贵、不易拆卸送检与维护等原因而不易普及,现有的剂量估算模型主要基于静态数据库而研发,难以精准反映机组人员的实际暴露剂量;二是政策执行的难题,特别是在发展中国家,由于监管指南缺乏和政策资源有限,导致航司在放射防护管理和执行力度存在较大差异。这些问题不仅影响了防护措施的有效性,也给全球航空职业人群的健康保障带来了挑战。

(1) 剂量监测设备运维复杂性与估算模型精度偏差:相较于佩戴直读式个人剂量计,机载固定式实时监测设备的优势在于避免遗忘佩戴、通用性强、便捷且能及时反映剂量水平等,但在测量复杂多变的混合辐射场仍受限,经常需要不同种类的探测器复合应用。加之高空极端环境影响,设备可能需频繁校准与调试,以及剂量与个人飞行时间数据跨系统匹配与融合,设备采购、检定及更新等高昂的维护成本,显著增加了航司的运维和管理难度[19],目前配置机载式监测设备的实例多为科研性质或临时部署的研究估算模型。另外,绝大多数现行法规标准是允许采用模型估算,而并非强制实测。基于成本和合规性综合考量,多数国家倾向于利用软件模型来估算剂量,但模型多基于静态数据库而研发设计,国际上并没有统一的算法、参数等变量的估算依据,在应对爆发太阳粒子事件或高纬度特殊航线的复杂辐射场时,模型算法的响应能力存在一定的滞后与数据偏差,可能难以反映机组人员的真实受照剂量水平[51]

(2) 区域政策执行力度差异:发展中国家(如非洲、东南亚和拉丁美洲部分地区)普遍面临缺乏辐射防护领域相关专业人员、设备和资金的困境,致使政策执行力度弱,难以建立和维持有效的监管体系。另外,航司出于控制成本、管理困难等原因的考虑,配合意愿不高,难以严格执行监管部门要求的辐射监测、剂量估算、辐射防护培训等措施。因此,监管资源不足和航司执行不力影响防护的有效性,增加了机组人员的职业健康隐患[52]

2.未来趋势与对策建议

(1) 技术创新方向:未来的技术创新方向应聚焦于研发与普及推广智能化的机载式监测设备,如研发体积更小、灵敏度高、能耗低、系统集成高且模块化的半导体探测器,不仅可以降低运维成本与管理难度,而且进一步优化算法,实现剂量监测数据与飞行日志的自动化匹配,生成不同机组人员的实测累计剂量。智能化监测设备(如Thermo Scientific EPD N2、Mirion Prime EPD等)也有望成为航空机组人员个人剂量监测的重点发展方向之一,便携式或穿戴电子剂量计配置多模块适配混合辐射场,兼具体积小、重量轻和精度高等优势,实时采集不同岗位、纬度、航段等个体化的受照剂量,并通过物联互通或星链技术等方式快速传输至地面监控中心。随着人工智能的快速发展,结合航线轨迹、实时天气、太阳活动指数等变量,多维度分析实时采集的数据,生成更为优化的动态风险预测模型,根据预警信息采取更合理和精细化的防护措施。

(2) 政策协同与标准统一:推动全球职业照射防护标准的协调与统一是未来航空业重点方向之一。ICAO可牵头制定强制性的国际规范和标准,明确各国在风险告知、信息披露、剂量监测与记录、孕妇特殊保护等方面的最低标准要求与操作指南,以减少国家和地区间的监管差异。为推进政策协同和标准统一,ICAO与ICRP、IAEA、国际劳工组织(ILO)等国际组织需加强协作和沟通,厘清和整合已有各类标准规范,遴选最佳的航空职业照射实践模式,编制技术指导手册和法规模板供各成员国使用。同时,国家或地区间应在ICAO框架下,打破信息壁垒,开展数据资源交换与共享,积极开展科研合作,为机组人员职业照射风险评估与优化防护策略提供科学依据。

(3) 辐射流行病学研究:由于宇宙环境中粒子复杂多样性,航空机组人员的暴露类型与一般意义上的放射工作人员存在较大差异,考虑到航空从业人员多为青壮年,潜在的辐射生物效应可能被“健康工作人员效应”掩盖,因此,开展长期的流行病学研究显得尤为必要。构建多国协同参与的机组队列,建立国际信息共享平台。通过开展多样本队列的健康调查与医学随访,尤其是对发生肿瘤、心血管疾病等健康结局的人员进行追踪,结合剂量监测数据,可深入研究宇宙暴露与健康风险之间的剂量-效应关系。另外,基于基因组学、蛋白组学等生物信息学技术,探索航空机组人员辐射暴露相关生物标志物(如DNA损伤修复、RNA修饰、辐射敏感基因多态性等),以期建立高效、敏感的早期筛查方法,为个性化防护策略提供参考。

利益冲突  无

作者贡献声明  孙刚涛负责文献检索、资料整理和论文撰写;邓君、孙全富指导论文撰写;李红雨负责资料收集;张景国、梅良英、周文珊协助论文修改

参考文献
[1]
International Air Transport Association. Air passenger market analysis-December 2024[EB/OL]. 2025[2025-09-09]. https://www.iata.org/en/iata-repository/publications/economic-reports/air-passenger-market-analysis-december-2024/.
[2]
Reitz G. Radiation environment in the stratosphere[J]. Radiat Prot Dosim, 1993, 48(1): 5-20. DOI:10.1093/oxfordjournals.rpd.a081837
[3]
Desmaris G. Cosmic radiation in aviation: Radiological protection of air France aircraft crew[J]. Annals ICRP, 2016, 45(1_suppl): 64-74. DOI:10.1177/0146645316636009
[4]
International Atomic Energy Agency. Cosmic radiation: Why we should not be worried[EB/OL]. 2024[2025-12-11]. https://www.iaea.org/newscenter/news/cosmic-radiation-why-we-should-not-be-worried.
[5]
International Commission on Radiological Protection. ICRP publication 60. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection[R]. Oxford: Pergamon Press, 1991.
[6]
International Commission on Radiological Protection. ICRP publication 103. The 2007 recommendations of the International Commission on Radiological Protection[R]. Oxford: Pergamon Press, 2007.
[7]
International Commission on Radiological Protection. ICRP publication 132. Radiological protection from cosmic radiation in aviation[R]. Oxford: Pergamon Press, 2016.
[8]
Tubiana M, Feinendegen LE, Yang C, et al. The linear no-threshold relationship is inconsistent with radiation biologic and experimental data[J]. Radiology, 2009, 251(1): 13-22. DOI:10.1148/radiol.2511080671
[9]
Rühm W, Azizova TV, Bouffler SD, et al. Dose-rate effects in radiation biology and radiation protection[J]. Ann ICRP, 2016, 45(1_suppl): 262-279. DOI:10.1177/0146645316629336
[10]
Pennington CW, Siegel JA, Sacks B, et al. The linear no-threshold model of low-dose radiogenic cancer: A failed fiction[J]. Dose Response, 2019, 17(1): 1559325818824200. DOI:10.1177/1559325818824200
[11]
Laurier D, Billarand Y, Klokov D, et al. The scientific basis for the use of the linear no-threshold(LNT)model at low doses and dose rates in radiological protection[J]. J Radiol Prot, 2023, 43(2): 024003. DOI:10.1088/1361-6498/acdfd7
[12]
Cosset JM. Is the linear no-threshold (LNT)model relevant for radiotherapy[J]. Radioprotection, 2022, 57(3): 189-199. DOI:10.1051/radiopro/2022023
[13]
International Civil Aviation Organization. Annex 6-Operation of aircraft[S]. Montreal: ICAO, 2024.
[14]
International Civil Aviation Organization. Exposure to ionising radiation by flight crew and cabin crew members: Need for development of standards or guidelines for monitoring inflight cosmic radiation exposuret[R]. Montreal: ICAO, 2019.
[15]
International Atomic Energy Agency. IAEA safety standards series No. GSR part 3. Radiation protection and safety of radiation sources[S]. Vienna: IAEA, 2014.
[16]
Commission of the European Communities. Council directive 2013/59/Euratom. Laying down basic safety standards for the protection against the dangers arising from exposure to ionising radiation, and repealing directives 89/618/Euratom, 90/641/Euratom, 96/29/Euratom, 97/43/Euratom and 2003/122/Euratom[Z]. 2013-12-05.
[17]
European Cockpit Association. Protection from ionizing radiation: position paper[R]. Brussels: European Cockpit Association, 2018.
[18]
Gudmundsdottir EM, Hrafnkelsson J, Rafnsson V. Incidence of cancer among licenced commercial pilots flying North Atlantic routes[J]. Environ Health, 2017, 16(1): 86. DOI:10.1186/s12940-017-0295-4
[19]
Clairand I, Fuller N, Bottollier-Depois JF, et al. The SIEVERT system for aircrew dosimetry[J]. Radiat Prot Dosim, 2009, 136(4): 282-285. DOI:10.1093/rpd/ncp123
[20]
Lindborg L, Bartlett D, Beck P, et al. Cosmic radiation exposure of aircraft crew: compilation of measured and calculated data[J]. Radiat Prot Dosim, 2004, 110(1-4): 417-422. DOI:10.1093/rpd/nch232
[21]
European Commission. Radiation protection No. 173. Comparison of codes assessing radiation exposure of aircraft crew due to galactic cosmic radiation[R]. Luxembourg: European Union, 2012.
[22]
Federal Aviation Administration. Advisory circular No. 120-61B. In-flight radiation exposure[Z]. 2014-11-21.
[23]
United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2008 report. Sources and effects of ionizing radiation, volume Ⅰ, annex B: exposures of the public and workers from various sources of radiation[R]. New York: UNSCEAR, 2008.
[24]
国家质量监督检验检疫总局. GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.
General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China. GB 18871-2002 Basic standards for protection against ionizing radiation and for the safety of radiation sources[S]. Beijing: Standards Press of China, 2003.
[25]
中华人民共和国卫生部. GBZ 140-2002空勤人员宇宙辐射控制标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2002.
The Ministry of Health of the People's Republic of China. GBZ 140-2002 Standard for controlling exposure to cosmic radiation of air crew[S]. Beijing: Standards Press of China, 2002.
[26]
李梦雪, 邓君, 范胜男, 等. 航空机组人员的宇宙射线职业照射水平研究进展[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2021, 41(10): 752-757.
Li MX, Deng J, Fan SN, et al. Review of study on occupational exposure level to air crew induced by cosmic radiation[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2021, 41(10): 752-757. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.10.006
[27]
顾振华, 吴正茂, 吴勇, 等. 基于蒙特卡洛方法对民航飞行人员宇宙辐射受照剂量的研究[J]. 黑龙江科技信息, 2016(15): 156-158.
Gu ZH, Wu ZM, Wu Y, et al. Study on cosmic radiation dose of civil aviation pilots based on Monte Carlo method[J]. Heilongjiang Sci Tech Infor, 2016(15): 156-158. DOI:10.3969/j.issn.1673-1328.2016.15.146
[28]
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit. Verordnung zum schutz vor der schädlichen wirkung ionisierender strahlung (strahlenschutzverordnung-strlSchV)[EB/OL]. 2018[2025-12-24]. https://www.buzer.de/gesetz/13179/b30038.htm.
[29]
Scheibler C, Toprani SM, Mordukhovich I, et al. Cancer risks from cosmic radiation exposure in flight: A review[J]. Front Public Health, 2022, 10: 947068. DOI:10.3389/fpubh.2022.947068
[30]
Sobetzko T, Maushart R. Strahlenschutz am arbeitsplatz I: grundlegende voraussetzungen … / 5 grenzwerte für beruflich strahlenexponierte personen[EB/OL]. Freiburg: Haufe-Lexware GmbH & Co. KG, 2025[2025-09-22]. https://www.haufe.de/id/beitrag/strahlenschutz-am-arbeitsplatz-i-grundlegende-vorausset-5-grenzwerte-fuer-beruflich-strahlenexponierte-personen-HI3677691.
[31]
Lestaevel P, Huet C, Lejeune V, et al. Cosmic radiation exposure of airline crews in France over the period 2015-2019[J]. Radioprotection, 2023, 58(3): 317-325. DOI:10.1051/radiopro/2023027
[32]
Curdt-Christiansen C, Draeger J, Kriebel J. Principles and practice of aviation medicine[M]. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2009.
[33]
Transport Canada. Commercial and Business Aviation Advisory Circular No. 0183R. Measures for managing exposure to cosmic radiation of employees working on board aircraft[R]. Ottawa: Transport Canada, 2006.
[34]
Canadian Nuclear Safety Commission. REGDOC-2.7.1 Radiation protection[R]. Ottawa: CNSC, 2024.
[35]
Canadian Nuclear Safety Commission. REGDOC-2.7.2 Dosimetry, volume Ⅰ. ascertaining occupational dose[R]. Ottawa: CNSC, 2025.
[36]
Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency. Radiation protection series F-16. Radiation protection of aircrew in aviation[R]. Canberra: ARPANSA, 2019.
[37]
Yasuda H, Sato T, Yonehara H, et al. Management of cosmic radiation exposure for aircraft crew in Japan[J]. Radiat Prot Dosim, 2011, 146(1-3): 123-125. DOI:10.1093/rpd/ncr133
[38]
National Institute of Polar Research. Warning system for aviation exposure to solar energetic particles (WASAVIES)[EB/OL]. 2019[2025-12-24]. https://www.nipr.ac.jp/english/info/notice/20191128-2.html?utm.
[39]
Ministry of Health, Labour and Welfare. Ministry of Health and Welfare Ordinance No. 41. Regulation for prevention of ionizing radiation hazards[S]. Tokyo: Ministry of Health, Labour and Welfare, 2020.
[40]
Russian Federation. Sanitary rules and regulations SP 2.6.1.2523-09. Radiation safety standards (NRB-99/2009)[EB/OL]. 2009[2025-12-24]. https://meganorm.ru/Data1/56/56325/index.htm?utm.
[41]
Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing. Basic sanitary rules for ensuring radiation safety[EB/OL]. 2010[2025-12-24]. https://docs.cntd.ru/document/902214068?marker=6540IN.
[42]
[43]
Eckhardt LD. Cosmic radiation exposure: a review of recent research on the incidence and prevention of cancer in aircrews[J]. Health Phys, 2025, 128(4): 291-297. DOI:10.1097/HP.0000000000001894
[44]
Vergara JCS, Roman RDM. The implementation of cosmic radiation monitoring in routine flight ope-ration of IBERIA airline of Spain: 1 y of experience of in-flight permanent monitoring[J]. Radiat Prot Dosim, 2009, 136(4): 291-296. DOI:10.1093/rpd/ncp131
[45]
Kubancak J, Ambrozova I, Brabcova KP, et al. Comparison of cosmic rays radiation detectors on-board commercial jet aircraft[J]. Radiat Prot Dosim, 2015, 164(4): 484-488. DOI:10.1093/rpd/ncv331
[46]
Tobiska WK, Bouwer D, Smart D, et al. Global real-time dose measurements using the Automated Radiation Measurements for Aerospace Safety (ARMAS)system[J]. Space Weather, 2016, 14(11): 1053-1080. DOI:10.1002/2016SW001419
[47]
Ambrožová I, Beck P, Benton ER, et al. REFLECT-Research flight of EURADOS and CRREAT: Int-ercomparison of various radiation dosimeters onboard aircraft[J]. Radiat Meas, 2020, 137: 106433. DOI:10.1016/j.radmeas.2020.106433
[48]
Scandinavian Airlines. SAS receives court approval for collective bargaining agreements with SAS scandinavia pilots' unions[EB/OL]. 2022[2025-12-24]. https://www.sasgroup.net/newsroom/press-releases/2022/sas-receives-court-approval-for-collective-bargaining-agreements-with-sas-scandinavia-pilots-unions/.
[49]
The Straits Times. Korean air says "strictly manages" radiation exposure after crew death ruling[EB/OL]. 2023[2025-12-24]. https://www.straitstimes.com/asia/east-asia/korean-air-says-strictly-manages-radiation-exposure-after-crew-death-ruling.
[50]
Park S, Lee GB, Lee D, et al. Cancer risk among air transportation industry workers in Korea: A national health registry-based study[J]. BMC Public Health, 2024, 24(1): 2435. DOI:10.1186/s12889-024-19904-w
[51]
张雨, 范胜男, 赵宇, 等. 航空机组人员职业受照剂量估算程序的分析与应用[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2024, 44(6): 504-510.
Zhang Y, Fan SN, Zhao Y, et al. Analysis and application of occupationally exposed dose estimation programs for aircrews[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2024, 44(6): 504-510. DOI:10.3760/cma.j.cn112271-20231009-00110
[52]
Lewis B, Bennett L, Green A, et al. Aircrew dosimetry using the predictive code for aircrew radiation exposure(PCAIRE)[J]. Radiat Prot Dosim, 2005, 116. DOI:10.1093/rpd/nci024