随着退休人数激增,行业劳动力短缺问题可能令癌症治疗和诊断工作受阻,我们对辐射生理影响的认知也可能因此停滞。

韦恩· 纽豪瑟(Wayne Newhauser)是美国路易斯安那州立大学的医学物理学教授,曾主导了对美国辐射从业人员情况的调查分析工作,并于《应用临床医学物理学杂志》(JACMP2022年12月特刊发表综述文章介绍其分析结果。“我们不曾有过婴儿潮,也从未经历过在这么短时间内失去这么大比例的劳动力。”

新近接受培训的科学家选择离开自己的专业领域另觅机会,这加剧了劳动力短缺。美国国家科学院、工程院和医学院的核与辐射研究委员会主任查尔斯· 弗格森(Charles Ferguson)了解到,在华盛顿州的汉福德核电站 (归美国能源部管理)接受培训的辐射专业人员最后改行去了亚马逊和微软,从事与本专业无关的工作。他表示:“这些人都很聪明,也具备学习能力,可以很快适应技术行业的工作。”

纽豪瑟等人表示,由于新生缺乏兴趣,大多数辐射专业的许多学术项目被关停,这也导致培训新人的力量不足。

维尔纳· 吕姆(Werner Rühm)是德国亥姆霍兹慕尼黑辐射防护研究所的主任,该研究所去年关闭。吕姆表示德国对辐射科学的兴趣也下降了。德国放弃核电使许多人得出结论:辐射防护也没什么必要。吕姆指出,德国的环境、自然保护、核安全和消费者保护部正努力增强科学能力,其中一个增强方式是宣传科学的重要性。“放射疗法是迄今为止最成功的癌症疗法,而它的进一步发展离不开辐射科学的支持。”

辐射专业的人员规模如何?我们难以给出确切数字,一部分原因在于从业者分散在不同领域,而且有时很难定义他们的专业。纽豪瑟等人发在JACMP上的文章是他们付出七年时间自费完成的,文中一些估计因专业领域不同而存在差异,要知道一些放射专业根本不留存数据。

健康物理学

健康物理学家的目标不仅是保护工人、普通民众和环境免受辐射不良影响,还要确保辐射的有益用途,包括实验室研究、采矿、石油和天然气勘探、无损检测和酿造。纽豪瑟的论文估计,健康物理学(或者说辐射防护科学)的劳动力数量为3200~7000人,具体数值取决于对这个专业领域的定义。健康物理学会报告称,2020年学会会员人数为3081人,低于2013年的4277人。而在纽豪瑟等人看来,这些数字似乎低估了美国健康物理学家的真实数量。

此外,美国大约一半的健康物理学家在核电站工作,其余的分布在与电离辐射打交道的行业中。

健康物理学家的认定条件存在很大差异。例如,要获取健康物理学会的正式会员资格,需拥有博士学位和至少五年工作经验,有没有健康物理学专业学位倒无所谓。

美国核能研究所(美国核技术行业的贸易协会)方面告诉纽豪瑟等人,核电站的3700~3800名辐射防护人员中,只有400人需要拥有健康物理学或相关专业的四年制学士学位。

亚拉巴马大学伯明翰分校健康物理学项目主任艾米丽· 卡弗里(Emily Caffrey)表示,近几十年来,健康物理学家的数量持续下降,而且遍及他们所从事的每个行业。“说这个领域人才短缺,那都是客气的说法了。”

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在位于路易斯安那州巴吞鲁日的玛丽?·?伯德?·?帕金斯癌症中心,医学物理学家贝基?·?吉德里(Becky Guidry,左)正向实习生维杰亚南达?·?阿迪卡里(Bijoyananda Adhikary,右)展示如何使用CT扫描仪上的质量保证设备。该CT扫描仪拍摄的图像将有助于优化放射治疗

卡弗里等人将1979年三哩岛核电站的部分熔毁归咎于越来越多人失去对辐射相关职业的兴趣。那次事故导致新核电站建设速度急剧减缓。卡弗里表示,当时许多学生都觉得“核技术那套东西即将消失”。1986年的切尔诺贝利灾难进一步强化了这种认知。

另一方面,市场对健康物理学家的需求很强劲。科罗拉多州立大学的健康物理学教授托马斯· 约翰逊(Thomas Johnson)运营着一个招聘委员会,每月列出约80个职位空缺,其中大约3/4的职位需要学士或研究生学位,最常见的是硕士学位。约翰逊表示,许多职位数月以来一直空缺。

根据纽豪瑟综述文章的说法,现在美国约有18家学术机构提供经官方认可的健康物理学学士课程,这个数量是过去的一半。此外,现有23个单位授予硕士学位,17个授予博士学位。

约翰逊说道:“所有项目都在招生方面遇到了麻烦。他们非常担心因缺少学生或资金而被关停。”科罗拉多州立大学的健康物理学专业目前有15名硕士和博士生,并将很快启动本科课程,希望吸引更多学生攻读研究生,但由于资金不足,该项目2023年不得不拒收两三名学生。

约翰逊解释称:“我们的大部分学生都被能源部吸引或为能源部工作,但能源部没有资金用于培训健康物理学家。”纽豪瑟在论文中指出,美国能源部的国家实验室雇用了大约400名全职健康物理学家,他们的职位通常需要相关学科的学士或更高学位。美国健康物理学教育的一部分资金由核管理委员会提供。

卡弗里表示:“最大的挑战是让大家知道这是一份有趣、紧缺且高薪的工作。如果你询问健康物理学家,会有很大一部分受访者说他们的职业选择源于偶然,或者是在攻读物理学位途中发生的。大众不了解这些情况。”

约翰逊还介绍道,健康物理学家的起薪差别很大。一名拥有硕士学位的从业者如果进入美国联邦机构,其年收入可能超过10万美元,如果进入州机构,收入则可能低于5万美元。“高水平的学生一般不愿去州里的机构领低薪。因此,有些州一直在雇用持生物学或其他专业学位的人,并将他们送去培训班以确保其成为合格雇员。”

放射生物学

纽豪瑟表示,放射生物学是放射专业中规模最小、最濒临消亡的边缘学科,至少在美国是这样。罗切斯特大学放射生物学家、与纽豪瑟合著论文的杰奎琳· 威廉姆斯(Jacqueline Williams)称该学科旨在确定辐射对组织的确切影响:“细胞内的分子如何反应、细胞如何反应、组织如何反应,以及有机体如何反应。”放射生物学不同于医学物理学,后者旨在将物理学应用于人类疾病诊断和治疗。

威廉姆斯表示,过去40年间放射生物学一直在衰落,放射肿瘤科找不到足够的放射生物学家来培训住院实习医生。因此,认证委员会不再要求这些部门的工作人员中必须有放射生物学家。而用威廉姆斯的话说:“这个改变让情况变得更糟。一个本就没落的职业很快变得行将就木。住院医师培训中的放射生物学部分也被弱化了。”

2016年,美国能源部终止了一项关于低剂量电离辐射对健康影响的长期研究计划,这进一步导致放射生物学衰落。美国国会已命令能源部恢复该计划,众议院和参议院的拨款者已为此在待定的2024财年支出法案中加入2000万美元资金。美国国家科学院2022年的一份报告建议,每年应为该研究项目提供1亿美元资金支持。

美国目前仅剩大约500名放射生物学家,老人们的退休还将继续减少这一数字。美国最后两个正式的放射生物学培训项目于十年前关闭。威廉姆斯表示,任何有志于放射生物学的人,都需要进入符合条件、与医学物理学家合作的生物学家的实验室。

威廉姆斯认为放射生物学的衰落不会使患者面临风险,但可能阻碍放射肿瘤学的进一步发展。“肿瘤学家已经变成了纯粹的施药者,他们使用功能强大的机器,可未必了解其背后的生物学原理。”

放射生物学家安德烈· 沃伊西克(Andrzej Wojcik)任职于瑞典唯一放射生物学项目所在地斯德哥尔摩大学。在他看来,放射生物学在欧洲的处境没那么严峻。沃伊西克得到了瑞典辐射安全局和欧洲原子能共同体(Euratom,欧盟成员国组成的国际性核组织)资助。此外,欧盟还有一项低剂量辐射研究计划。

法国和德国为放射生物学提供专门的研究支持,非营利机构英国癌症研究中心亦然。不过沃伊西克表示,比利时的放射生物学计划正在重新关注核废料、环境和放射性核素恐怖主义。

威廉姆斯和沃伊西克都表示,放射生物学家在应对诸如核弹或脏弹爆炸这类放射性灾难方面有至关重要的作用。威廉姆斯指出:“如果发生某种大规模灾难,几乎不会有什么医疗。物理学家可以带着他们的仪器四处查看;放射肿瘤学家则在暗处。面对这种情况,生物学家和物理学家的通力合作才能真正指导公众健康。”

医学物理学和放射学

国际医学物理学组织在全球范围内有近30 000名医学物理学家。美国医学物理学家协会约有8000名会员持物理学、医学物理学、生物物理学、放射物理学、医疗健康物理学(或其他同等学科)的硕士或博士学位,会员还必须在其特定分支领域(包括治疗、诊断和核医学物理等)获得认证。

医学物理学家能维护和校准用于放射诊断与治疗的设备,也可帮助改善对患者的放射定位及输送,还能为放射科医生提供建议,从而确保患者在进行多次X射线或CT扫描时不受过量辐射。来自费城悉尼 · 金梅尔医学院和癌症中心放射肿瘤科的医学物理学家莉迪亚 · 威尔逊(Lydia Wilson)表示:“物理学家需要确保放射量达到肿瘤学家想要的水平,同时顾及特定患者的解剖结构和肿瘤周围的健康结构。”

纽豪瑟指出,目前医学物理学领域的从业者数量足够,但有迹象表明,包括诊断成像和核医学在内的一些分支方向出现了短缺。尽管现有教育培训资源能满足整体上的人才培养需求,可住院医师培训方面人手不足会带来一些问题。

纽豪瑟担心,如果出现需求,医学物理学界难以迅速做出反应。“培养一名普通博士可能需要5年时间,培养一名完全合格的医学物理学家可能需要10到12年。”

15.2

爱德华 · 布鲁斯(Edward Bluth)是新奥尔良奥克斯纳健康医疗系统的放射科名誉主席。在他看来,职业倦怠、兼职工作普遍化以及医学影像领域需求猛增等多种因素导致全美范围内放射科医生人手不足。“美国每年培养约1200名放射诊断医师,但越来越多的人正在离开。”

人工智能可以一定程度上缓解这种短缺状况。“如果人工智能使放射科医生更加高效,同时削减掉现在要做的一些工作,那么供需可能就平衡了。”

核工程师

核工程师主要从事核反应堆和核燃料循环的设计和支持。从短期来看,正在发生以及即将到来的核电站人员退休潮减少了劳动力,但核电站的关停又减少了对劳动力的需求,供与需两方面的变化相互抵消。聘用年轻工程师加入现有劳动力队伍似乎足以满足当前需求。然而,由于大量高级人才预计要在未来十年内退休,中层管理人员的缺口可能很快出现。

沙欣· 杜吉(Shaheen Dewji)是佐治亚理工学院核与放射工程和医学物理学项目的助理教授。她认为美国国家安全领域对工程师的需求正在增长,美国国家核安全管理部门组建了四个大型高校联盟,旨在创建一套网络,能让训练有素的核工程师以及其他核专业人员拥有匹配国家安全需求的专业能力——包括基础研究、使能技术以及军备控制监测和验证。

放射化学

克莱姆森大学核环境工程与科学教授布莱恩· 鲍威尔(Brian Powell)表示,放射化学的起源可追溯到第二次世界大战时的曼哈顿计划,当时化学家设计了将钚与乏燃料的其他成分分离的方法。十多年前,美国国家研究委员会警告了即将到来的退休潮以及选择核化学和放射化学职业的学生人数急剧减少。美国国家科学院的弗格森表示,也许是时候重新审视劳动力问题了。

纽豪瑟与其合著者无法估计有多少科学家正从事放射化学和核化学工作。过去几十年间,这个领域的培训项目数量下降了,如今美国只有佛罗里达国际大学和内华达大学拉斯维加斯分校提供放射化学博士学位,很多放射化学家拿到的正式学位是化学专业的。因此很难追踪他们的人数。

如今,放射化学家需从事核废料环境清理和国家安全方面的工作,也要研究先进反应堆所用的材料。从鲍威尔项目毕业的博士生和硕士生会被立即聘用,其中大部分进入美国能源部的国家实验室。

解决短缺问题

纽豪瑟表示,劳动力问题必须“系统地”解决。他建议设立一个国家级别的咨询委员会,用以提供短期、中期和长期建议:“应将其留给专业人士,能源部和政界人士可能起不了多大作用。”联邦资助机构要做协调工作,应每年收集和评估有关劳动力、教育培训网络和预计需求的数据,从而确定重点关注领域。

2022年11月举行的一个研讨会上,制定标准的国际辐射防护委员会(ICRP)呼吁采取行动,加强全球辐射防护人员的专业知识,包括增加政府对大学和国家实验室研究的资助。ICRP还敦促大学发展本科生和研究生课程,提高学生对辐射相关领域及其就业机会的认识。

现任ICRP主席吕姆指出,ICRP的360名成员中有50人是学员,这些学生为ICRP委员会和任务组带来了新想法,他们的参与有助于增强这个行业对年轻人的吸引力。他还建议其他的辐射专业组织不妨效仿ICRP。

资料来源Physics Today