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電離輻射知識普及

发表于1364 天前 | 作者: 雪域尖刀 | 分类: 歷史記憶 | 破蛋日:2013年11月21日 | 流行热度: 236 views°

日本大地震引發的核電站爆炸吸引了全世界的的目光。有兩顆原子彈以及切爾諾貝利核電站事故的陰影在前,人們對核輻射通常談之色變,對遭受輻射的後果憂心忡忡,甚至產生恐慌。由於此次災害性事故發生在我們的鄰國日本,故此更是格外引起大家的關注。不過,有關電離輻射的危害細節,公眾可能了解得併不多。故此本文試圖就相關內容做一些簡單說明。

所謂電離輻射,顧名思義是指能夠使物質發生電離的輻射。電離輻射通常可分為兩類,一類為高頻率的電磁波,如X射線、γ射線;另一類為高能粒子束,如α、β粒子或中子束等。引發電離輻射的放射性物質是人類居住環境的組成部分,日常生活中的電離輻射41%來自石頭、泥土及建築材料中的放射性氣體;28%來自岩石、土壤中的放射性物質;15%來自X射線等醫療輻射;9%來自食物和飲料中的天然放射性核素;6%來自宇宙射線;1%來自高空飛行等。天然輻射源所致平均輻射劑量​​就世界範圍來看,每人每年大約為2.4mSv。而我們所關心的“電離輻射危害”指的是人們在利用射線和核能時受到超過一定劑量的電離輻射而造成的健康影響。

【注:上文中所提到的mSv(毫希沃特)是一個當量劑量或有效劑量單位。當量劑量是電離輻射的吸收劑量(單位是Gy)與不同射線生物效應係數的乘積;對於人體​​來說,有效劑量是人體各種組織或器官的當量劑量乘以相應組織權重因子的和】

電離輻射對生物體的效應是通過電離輻射的能量作用於生物大分子和水,使得後者發生分子不穩定、分子重排、產生自由基並造成損傷。在這其中受影響最大的就是DNA分子。受損的DNA可以經體內酶系統修復,但也可能發生錯誤修復,這是電離輻射可能誘發癌症的原因之一。分子電離、自由基產生、化學鍵斷裂使得亞細胞結構破壞,表現為細胞代謝、結構、功能的改變。相同輻射劑量作用下,不同細胞出現的損傷程度不同。一般來說,淋巴組織、骨髓、小腸上皮和性腺對輻射最為敏感;其次是角膜、晶狀體、內皮細胞等;肌肉、骨骼、軟骨和結締組織對輻射最不敏感。

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 從時限上來說,大量電離輻射造成的危害可分為早期效應和延遲效應。早期效應發生在暴露後幾星期內,如急性放射綜合徵( acute radiation syndrome,ARS),表現為反復發生並逐漸加重的噁心、嘔吐、腹瀉,同時伴隨疲乏、發熱、食慾下降、抽搐甚至昏迷,嚴重者在幾個月內死亡。多數ARS患者會有骨髓損傷,由於免疫和造血功能下降,發生嚴重的致病菌感染和內出血。 ARS還包括嚴重的皮膚灼傷,表現為皮膚發癢,刺痛,紅斑或水腫。皮膚損害可遷延數週或數月,有時會危及生命。延遲效應則包括輻射白血病,輻射致癌,放射性白內障,遺傳損傷等。其中輻射致癌與輻射致遺傳病又稱為電離輻射的隨機性效應。隨機性效應的發生機率與輻射劑量成正比,但嚴重程度與輻射劑量無關。根據受輻射細胞的種類,又可將電離輻射的效應​​分為軀體效應和遺傳效應,前者作用於體細胞,後者作用於生殖細胞。輻射造成的皮膚損傷、骨髓損傷、乳腺疾患和甲狀腺疾患,以及輻射致癌均可歸於軀體效應;而輻射造成不育、胚胎死亡或胎兒畸形、遺傳病等則歸於遺傳效應。

目前,電離輻射的危害資料絕大部分是來自高劑量輻射下的調查數據,尤其是廣島、長崎兩次核爆炸、若干核事故以及放射治療的資料。而人們更關心的低輻射劑量對健康的影響,很難通過流行病學調查給出確切的答案,只能通過大劑量調查的數據外推得到一個相對的結果。經ICRP(國際輻射防護委員會)對廣島和長崎兩次原子彈爆炸後8萬名倖存者50年的調查研究發現,核輻射引起的超額死亡低於700例,倖存者中出現的癌症約6%與輻射有關。大劑量輻射對人類健康的影響認識已較為清楚,但對低劑量輻射效應,還有一些爭論。儘管一些流行病學調查和生物學實驗表明小劑量的電離輻射可能對生物體起到“刺激和興奮”作用,甚至可能調節免疫功能,降低腫瘤發生率;但從安全角度出發,全世界對電離輻射仍採取保守態度:假設小劑量輻射仍有潛在風險,應予以防護。資料顯示,如果每年接受電離輻射當量劑量超過1000mSv,癌症的發病率則會升高。故此我國《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》對職業工作者和公眾每年所接受的輻射劑量予以了嚴格限定,見下表。

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2007年David J. Brenner在新英格蘭醫學雜誌發表綜述稱,每單次CT掃描將使成人受到15mSv,新生兒受到30mSv的輻射,而一次CT檢查常需進行2-3次掃描,這個劑量大約相當於一組25000名日本核彈爆炸後倖存者所受到的照射量(小於50mSv)。而這組平均接受了40mSv的核彈爆炸倖存者的研究中,癌症的總體發生率明顯提高了;另外,他援引了一項對象為400000名核工業​​放射工作者的醫學研究,這些工作者暴露於平均20mSv的電離輻射中(相當於一次CT掃描所接受的輻射劑量),結果發現隨著暴露劑量的提高,死於腫瘤的風險也提高了。故此David J. Brenner認為CT掃描(輻射劑量大約在30-90mSv)會增加腫瘤風險的流行病學證據是“直接”的,隨著CT掃描在臨床使用越來越廣泛(美國每年有6200萬人次進行CT檢查),它所帶來的輻射傷害不可忽視——美國每年1.5-2%的腫瘤可能由於CT檢查所致。

這篇文章發布後引起了廣泛注意,許多媒體採用了文中說法,更以“做一次CT所接受的輻射量相當於在核彈爆炸中倖存”吸引眼球。不過在專業領域,對此文的質疑之聲並不少。質疑意見大概有以下幾點:首先,目前並無CT檢查會增加腫瘤發病風險的直接報告,一切結論均是從其他類型輻射推斷而來,說服力不足;其次,低劑量電離輻射致癌的“線性無閾值模型”在使用上還有爭議;根據動物實驗、放療經驗及其他流行病學調查,輻射劑量低於100mSv時並未觀察到腫瘤發生率增高的跡象;更有人指出,美國自1980年以來估計共有5.5億人次接受了CT檢查,1990年前這個數字是7500萬,那麼有如此多在1990年後接受了CT檢查的人,該有更多人罹患腫瘤才是,可是事實上這些數字驚人的“癌症患者”並沒出現。低劑量電離輻射究竟對人體健康有多大影響現在仍處於激烈爭吵中。

對於公眾而言,正確的做法是在專業人士們吵出個一致意見之前保持冷靜,不要無端恐慌,也不要掉以輕心。對大到核燃料洩漏級別的電離輻射做好防護,嚴密關注事態動向;對小到日常醫療照射劑量的電離輻射提高警惕,避免無意義的暴露。了解相關知識、相信科學會使我們的生活更加安全。

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