福島核危機觀察（1）
日本福島核電站事故是人類核能歷史上繼1979年美國三哩島、1986年烏克蘭車諾比之後的第三次核危機。此次危機是全球性的、長期性的，必將對國際政治、經濟、能源、環境、社會以及文化等方面產生深遠的影響。危機發生之後，隨著受損機組情況的反覆，公眾的焦慮也是有增無減。其中最受到關注的莫過於放射性物質對環境和人類的影響問題。因為這個影響並不局限於一兩個個體，而是涉及到了整個社會和公眾的健康，我們必須從嚴謹的科學角度探討求證，以期得到最準確的判斷。
問題1 核汙染究竟有多大的量？
若要對此次核危機對環境的影響有一個準確的把握，首先要解決的就是一個量的問題。最近國內的新聞常常出現「爆炸性」的標題比如「黑龍江大氣檢測出放射性元素」。同樣，在美國新聞中也出現了類似的報導，比如「日本核洩漏到達華盛頓州」。在我看來，這些新聞標題多少有些「譁眾」的意思。我並不反對新聞運作的基本規則，但對於這一類事件的報導媒體應儘可能地採取理性的科學的角度。
舉例來說，3月18日，美國環境保護署和能源部發表聲明說在加州Sacramento的監測站發現了氙-133（此同位素自然界中不存在，因此可認為是從日本擴散而來），濃度為0.1Bq每立方米。一個對核物理沒有什麼了解的普通讀者，看到這樣一條小心，心裡自然會咯噔一下，即便媒體在隨後的報導中給出了「專家解讀」，聲明這種濃度的輻射不會對人體造成影響，由此造成的不安全感恐怕也很難清除。所以，我們有必要弄清楚，這個汙染量究竟意味著什麼。
我們知道放射現象無處不在，無論是在空氣，水，土壤中都含有放射性元素。地球內部就含有大量的鈾，正是這些元素衰變產生的熱量讓我們生活的地球保持了「熱度」。人體內也含有很多放射性元素，有鈾，釷，鐳，鉀-40，碳-13和氚等。其中主要是鉀-40，共有17mg左右。換算成放射強度有4.4x10^3貝克（Becquerel或Bq，物理意義為每秒衰變的次數）。
假設人呼吸的速率為每分鐘20升（美國核管會設立的中等勞動強度下呼吸的速率標準），通過簡單計算可知，一個人需要在前述空氣條件中呼吸4.2年才能積累到和人體內鉀-40同樣的放射強度水平。
實際上計算中並沒有考慮到強度的衰減，放射性元素在體內的有效存積，人在不活動時呼吸速率的減緩等因素，因而4.2年的結果是一個非常保守的估計。這也是為什麼美國環境保護署和能源部聲明的標題是這樣說的：「Radiation Monitors Confirm No Radiation Levels of Concern have reached the United States」（輻射監測站確定沒有可擔心的輻射到達美國，www.epa.gov/radiation）。
有朋友可能會問，鉀和氙是兩種完全不同的放射性元素，怎麼能放在一起比較呢？讓我們先看一下它們的衰變。核物理的數據表明它們都是β衰變，每次衰變鉀-40放出一個能量為0.585百萬電子伏特的β粒子（實際是90%的機會，剩下10%放出1.49百萬電子伏特的γ射線）。而氙-133每次放出的β粒子能量僅為0.1百萬電子伏特。從能量上看，氙-133對人體的影響就更小了。
其實，這個問題是一個非常好的問題，因為它引入了一個非常重要的概念，也是Health Physics的核心問題——劑量。劑量是人們為解決此類問題建立的一個標準平臺，在這個平臺內不同的放射性元素可以做相同的比較。另外一個主要的因素，就是大量科學研究顯示劑量和生物體受到的影響可以用線性關係描述。
順便說一句，為什麼核安全行業在美國會有Health Physics 這麼一個名字呢？這還得從美國二戰時發展原子彈的曼哈頓計劃說起。當時隨著曼哈頓計劃的進展，大量的放射性物質被生產出來，隨之而來的安全與健康方面的研究也受到高度重視並迅速發展起來。在給這個行業起名的時候，為了戰時的保密需要就起了這麼一個聽起來好像有點沾邊，但仔細一琢磨又不知道到底是幹什麼的名字。戰後，這個名字就和其他一些當時的保密代號象什麼Y-12、K-2 5（它們都是鈾235的分離設施）的一起被沿用下來。
本文作者只介紹了「量」的重要性，接下來作者還將陸續介紹其他的一些與核輻射密切相關的問題。核輻射會造成多大的健康危害？
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作者介紹：董海濤，現在美國的一所大學司職核安全官（Radiation Safety Officer）。我所從事的行業叫做Health Physics，是一門結合了物理、化學、生物、工程、管理等多種學科知識，致力於人類能夠安全地了解與利用核能的學科。在美國，核能利用的監管部門是美國核管理委員會（Nuclear Regulatory Commission, www.nrc.gov），行業協會是 Health Physics Society, www.hps.org，有興趣的朋友可以上網了解。