文/陳志

核—輻射勿需害怕，但須小心

Nuclear radiation: m ore carefu l, less fearful

文/陳志

2011年3月11 日下午，日本東部海域發(fā)生里氏9.0級(jí)大地震，并引發(fā)了海嘯。位于日本本州島東部沿海的福島第一核電站停堆，幾個(gè)機(jī)組發(fā)生了失去冷卻劑事故。3月12日下午，一號(hào)機(jī)組發(fā)生了爆炸。3月14日，三號(hào)機(jī)組發(fā)生了兩次爆炸。這幾次爆炸的發(fā)生，改寫了世界核安全歷史，從而又一次觸動(dòng)了老百姓恐“核”的神經(jīng)。核輻射究竟是什么？核輻射真的很可怕嗎？

一、人類所受核輻射的來源

本文所說的輻射指核電離輻射。人類所受照射的來源主要有兩個(gè)方面：一個(gè)是天然輻射，另一個(gè)是人工輻射，其中天然輻射又是主要的來源。天然輻射主要來自：宇宙射線、宇生放射性核素、原生放射性核素以及人類活動(dòng)引起天然輻射的增加等。當(dāng)前使人類受到照射的人工輻射源主要包括醫(yī)療照射和核動(dòng)力生產(chǎn)等。還有一些用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)調(diào)查、科研和教學(xué)等領(lǐng)域的放射性裝置也對(duì)公眾造成一定劑量的照射。

其實(shí)，人類一直生活在一個(gè)有電離輻射的環(huán)境中，在人體內(nèi)每秒鐘都會(huì)有幾千個(gè)原子發(fā)生衰變，有幾十個(gè)宇宙射線粒子和幾十萬個(gè)γ光子射向人體表面。據(jù)聯(lián)合國(guó)原子科學(xué)委員會(huì)（UNSCEAR）的統(tǒng)計(jì)報(bào)告：一個(gè)人每年所接受天然輻射平均有效劑量約為2.4m Sv。日常生活中天然輻射占我們所接受劑量的85%，人工輻射約占15%，由于人們居住環(huán)境不同，室內(nèi)環(huán)境中氡及其子體的濃度差別很大, 對(duì)于生活在氡濃度較高的居室中的居民來說,氡所產(chǎn)生的劑量顯著增大。這方面的情況已引起輻射防護(hù)界的廣泛關(guān)注。

二、核輻射對(duì)人體的影響

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人類相繼發(fā)現(xiàn)了鐳、X射線等放射性物質(zhì)和射線，并很快將放射性用于醫(yī)療等各個(gè)行業(yè), 給人類帶來巨大利益。但伴隨著這些輻射實(shí)踐,人們不禁要問：核輻射到底對(duì)人體有多大影響？這是我們關(guān)心的。有兩個(gè)問題要引起注意：一是吸收的劑量比較小，但是效應(yīng)可能會(huì)較大；二是受照時(shí)間可能很短，但輻射對(duì)人體的效應(yīng)可能是長(zhǎng)期的，可能要潛伏好幾十年，有的癌癥可能要潛伏終身。所以說，輻射在給人類帶來巨大利益的同時(shí)也會(huì)對(duì)人體健康造成一定程度的影響和危害。輻射與人體相互作用會(huì)導(dǎo)致某些特有的生物效應(yīng)，效應(yīng)的性質(zhì)和程度主要決定于人體組織吸收的輻射能量。從生物體吸收輻射能量到生物效應(yīng)的發(fā)生，乃至機(jī)體損傷或死亡，要經(jīng)歷許多性質(zhì)不同的變化，以及機(jī)體組織、器官、系統(tǒng)及其相互關(guān)系的變化，過程十分復(fù)雜。

輻射對(duì)人體產(chǎn)生的生物效應(yīng)可分為確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)。確定性效應(yīng)指人體所受劑量超過某一水平后,由于大量細(xì)胞死亡或人體器官功能受到損害, 注定要發(fā)生某種疾病, 其嚴(yán)重程度與劑量大小成正比關(guān)系，一般發(fā)生在大的核事故而受到大劑量照射的情況。隨機(jī)性效應(yīng)是指效應(yīng)隨機(jī)出現(xiàn), 效應(yīng)出現(xiàn)的概率與劑量大小成正比, 而效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量大小無關(guān)。目前還沒有隨機(jī)性效應(yīng)有閾值的確切證據(jù)。隨機(jī)性效應(yīng)可能發(fā)生在受照者本人，也可能發(fā)生在受照者的后代, 即遺傳效應(yīng)。確定性效應(yīng)可以通過限制受照者接受的劑量不要超過閾值來避免。對(duì)于隨機(jī)性效應(yīng), 由于目前還沒有特別的醫(yī)學(xué)手段加以防治, 只能盡量降低效應(yīng)發(fā)生的概率,但可以通過各種努力, 如定期體檢使在疾病發(fā)生的早期得到及時(shí)治療。

三、核輻射防護(hù)的基本方法

在不發(fā)生確定性效應(yīng)的劑量范圍內(nèi),每一種照射所致的危害不因其它照射的存在或其劑量大小而改變，這些照射可以線性疊加。為了有效保護(hù)自己, 我們總是先減少那些容易減少的劑量，以用最小的努力換取最大的劑量減少。例如人體中所含的微量元素鉀（K）的萬分之1.18為放射性核素40K, 如果企圖用同位素分離技術(shù)將放射性40K分離掉，以減少體內(nèi)所受到的內(nèi)照射，是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)楦冻龅拇鷥r(jià)和獲得的劑量減少相差懸殊。同樣，人們也沒有必要為了減少天然本底而鉆到很深的洞中去生活。對(duì)許多輻射源來說, 我們只要在附近采取些簡(jiǎn)單的措施便可大大降低所受劑量。

受到照射方式不同，其防護(hù)方法也會(huì)不同。比如：α、β、γ射線和中子由于其特征不同，其穿透物質(zhì)的能力也不同，它們對(duì)人體造成危害的方式也會(huì)不一樣。α粒子只有進(jìn)入人體內(nèi)部才會(huì)造成損傷，這就是內(nèi)照射；γ射線和中子主要從人體外對(duì)人體造成損傷，這就是外照射；β射線既造成內(nèi)照射，又造成外照射。對(duì)于外照射，減少受到核輻射的方法有三個(gè)要點(diǎn)：距離、時(shí)間和屏蔽，即：（1）遠(yuǎn)離輻射源。對(duì)于點(diǎn)源來講，人體所受的輻射劑量與他和輻射源距離的平方成反比，所以增大人體與輻射源間的距離是降低人體受照劑量簡(jiǎn)單有效的方法；（2）減少受照時(shí)間。輻射劑量是有累加效果的，暴露在輻射中的時(shí)間越長(zhǎng)，所受的劑量也越大。人體受到的劑量等于劑量率與時(shí)間的乘積，因此在相同的核輻射場(chǎng)中，人體受照時(shí)間越長(zhǎng)，接受的劑量也越大。所以，在一切接觸到核輻射的環(huán)境中，都應(yīng)以盡量縮短受照時(shí)間為原則；（3）對(duì)輻射進(jìn)行屏蔽。有效的屏蔽能夠極大的減少人體所受的輻射，核輻射通過物質(zhì)層時(shí)由于電離碰撞或其他作用過程而被吸收，從而射線強(qiáng)度被減弱。

對(duì)于輻射的屏蔽，不同的輻射采用不同的方法。對(duì)于α粒子，由于其穿透力很弱，只需要一張紙就可以起到很好的屏蔽效果；對(duì)于β粒子，其穿透力也不強(qiáng)，只需要一張鋁箔就可以屏蔽；γ射線是一種高能量短波長(zhǎng)的電磁波。屏蔽γ射線最佳的方法是使用高密度高原子序數(shù)的材料，常用的有鐵、鉛及混凝土材料等。同時(shí)，能量越高的γ射線需要越厚的屏蔽；屏蔽中子主要有兩種辦法：一是采用所謂的中子慢化劑，即讓中子在與慢化劑物質(zhì)的原子核發(fā)生碰撞過程中損失能量，從而降低中子的能量，低能的中子會(huì)與原子核反應(yīng)，從而被吸收。質(zhì)量較輕的原子核與中子碰撞時(shí)，中子損失能量較多，因此屏蔽中子多使用富含氫元素的物質(zhì)，如水、石蠟、聚乙烯、混凝土等材料。二是采用易與中子發(fā)生核反應(yīng)的元素，如硼、鎘等，這些元素通過核反應(yīng)會(huì)吸收中子，但這些元素通常對(duì)低能中子吸收的效果較好。

如果由于直接吸入承載放射性物質(zhì)以及通過口腔咽下或通過皮膚、傷口使放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)，則會(huì)造成內(nèi)照射的危害。因此，內(nèi)照射可通過減少放射源數(shù)量，包括大氣、人體或物體表面的輻射量；穿戴防護(hù)衣，防止皮膚直接接觸輻射源；戴正壓呼吸面具或氣衣，防止吸入放射性微塵；禁止在控制區(qū)吃、喝、吸煙，限制食入放射性物質(zhì)的途徑；避免帶有裸外傷進(jìn)入輻射控制區(qū)等方式進(jìn)行防護(hù)。

19 0 3年皮埃爾?居里在領(lǐng)取諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)說：“人們可以設(shè)想，鐳在罪惡的人手里會(huì)變得十分危險(xiǎn)。這里，我們要問：人類認(rèn)識(shí)自然界的秘密究竟有什么好處？即使這種認(rèn)識(shí)對(duì)人類無害，那么人類是否已經(jīng)成熟到能夠利用它的地步？”

四、核輻射利大于弊

1903年皮埃爾?居里在領(lǐng)取諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)說：“人們可以設(shè)想，鐳在罪惡的人手里會(huì)變得十分危險(xiǎn)。這里，我們要問：人類認(rèn)識(shí)自然界的秘密究竟有什么好處？即使這種認(rèn)識(shí)對(duì)人類無害，那么人類是否已經(jīng)成熟到能夠利用它的地步？”他在列舉了諾貝爾發(fā)明炸藥的用途之后，樂觀地指出:“我屬于與諾貝爾有相同觀點(diǎn)的人之一，人類從新的發(fā)現(xiàn)中獲得的好處將比壞處多得多。”原子核在為人們提供巨大能量的同時(shí)，也會(huì)提供強(qiáng)有力的射線。人們可以掌握它，但是對(duì)于物質(zhì)中蘊(yùn)藏著的無限能量，有人做玫瑰色的夢(mèng)，夢(mèng)想利用它融化極地的冰川，消除沙漠，建成地球上的天堂；有人做黑色的夢(mèng)，夢(mèng)想用大量的放射性炸彈毀滅城市和文明。有時(shí)夢(mèng)夢(mèng)相隨，幸福大同世界與世界的廢墟交映出現(xiàn)。

核輻射猶如籠中虎，當(dāng)它被關(guān)在籠中的時(shí)候，我們可以觀賞它，當(dāng)籠子被打開的時(shí)候，它也會(huì)對(duì)我們帶來危害。總體來說，我們“勿需害怕輻射，但也必須小心”。

作者單位：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院