關於輻射的那點事

2021-01-09 鹹魚飛翔的夢

曾幾何時,不少人談核色變,甚至有人反對在居所附近修建信號基站,理由即輻射有害人體健康,擔心自己患癌症。事實真的如此嗎?

按照嚴格的定義,輻射是在空間或材料介質中以波或者粒子的形式發射或傳輸能量的過程。它的分類也有很多種,如電磁輻射、熱輻射、粒子輻射、引力輻射等,可以說自然界一切物體每時每刻都處於輻射之中;另一種分類是分為電離輻射和非電離輻射,凡是與物質直接或者間接作用時能使物質電離的一切輻射稱為電離輻射,其他則稱為非電離輻射。

01非電離輻射

生活中常見的太陽光、紫外線、家裡使用的電子設備(手機、平板、電視、冰箱、微波爐)、信號基站輻射等均屬於非電離輻射。到目前為止還沒有明顯的證據證明,非電離輻射會對人體造成明顯的傷害,基本可以忽略不計。

02電離輻射

我們知道一切物質都是由原子和分子組成,諸如我們人體各個組織、吃的食物、用的物品等等均不例外。而原子由原子核和電子組成,原子核帶正電,電子帶負電,原子則呈現電中性。所謂的電離,說通俗點即外來粒子與原子發生相互作用,剝奪電子或者讓電子逃脫原子核的束縛成為自由電子,留下的剩餘核則呈現正電性。如常見的X射線、伽馬射線、質子束等均屬於電離輻射。

03電離輻射的來源

簡單來講,電離輻射的來源一般分為兩種,天然照射和人工照射。天然照射約佔人類總照射的80%以上。

天然照射主要來源於宇宙射線和地球原生的放射性核素。一般,天然照射不可避免,並且基本保持穩定的輻射水平,但是人類的某些生產活動卻可以造成天然放射性的略微升高,如採礦、冶煉等。

人工照射最大的來源則是醫療照射,約佔人類人工照射的90%以上,此外人類核能利用和核武器試驗也有一定的貢獻。

電離輻射來源佔比

04電離輻射生物效應

從輻射防護的角度,電離輻射的生物效應可分為兩類隨機性效應和非隨機性效應。一方面細胞具有一定的複製和自我修復能力,另一方面粒子恰好打中細胞是一個隨機性事件,具有一定的概率。當人體吸收劑量較小時,射線或粒子可能造成一部分細胞的死亡,但是此時細胞的複製能力和自我修復能力完全可以替代這部分被殺死的細胞,所以不會造成明顯的生物體病變;但是射線和粒子還有可能造成細胞的變化(並沒有殺死),即遺傳物質DNA的改變。如果此時是體細胞的變化,可能誘發產生癌症;如果是生殖細胞,可能引起後代的遺傳效應。

當人體吸收劑量較大,超過對應生物組織的閾值,此時大量的細胞被殺死,細胞的複製和修復能力已經不足以補償殺死的細胞,這種生物效應稱之為確定性效應。一般表現為放射病和某些組織器官的功能性受損。生物體當中對射線比較敏感的組織一般主要是皮膚、性腺、晶狀體、造血器官等。

身體主要器官的確定性效應閾值

此外,不同年齡段的人對射線的敏感程度不同,造成的生物效應也不盡相同,一般來講胚胎發育期、嬰幼兒、兒童、老年人、成年人,對射線的耐受程度按順序逐漸增強。以胚胎發育期為例,一般分為三個階段植入前期(受精後8天左右)、主要器官形成期(3—7周)、胎兒期。在植入前期,大約0.1Gy的低輻射即可造成胚胎死亡;在主要器官形成期,低劑量的輻射可造成胎兒畸形或某些器官發育缺陷;在胎兒期,大約0.1Gy的低劑量輻射可能造成胎兒智力明顯遲鈍、發育緩慢等。

事實上,為了降低隨機性效應發生的概率,降低確定性效應造成的嚴重程度,國際上早已經制定的相應的防護標準,並經過了多次的修改。1990年,ICRP60號報告中,對公眾要求的限值為1mSv/年,對放射工作人員要求為20mSv/年。而我國也在2002年頒布了《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871-2002)。為了有一個大致的參考水平,下面列出了成人典型醫療X射線攝影指導水平。但是特別注意的是,醫療照射並不適用於標準中規定的年劑量限值。此外,我國還對民航的機組人員所受宇宙射線的照射進行調查和分析,估計每年1000小時的飛行的總劑量約為11-12mSv。

成人醫療X射線照射指導水平

總之,輻射對於人類的生存和社會生產有利有弊。國家標準的制定和醫療照射的規範已經最大程度上減小了有害電離輻射對人體的傷害。社會要發展,人類要生存,核技術以及核能的利用極大地推動了社會進步。樹立必要的警醒意識、不因噎廢食、不過分擔憂,合理的利用核技術,這才是我們每一個人應該具備的思想和態度。

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