輻射傷害知多少

2010/12/7 10:49:55

　　我們關(guān)心的輻射，可以粗略地分成兩類，核輻射和電磁輻射。這兩種輻射并不是截然分開，核輻射里面的gamma射線也是光子能量比較高的電磁波[見文末備注]。

　　核輻射就是放射性元素產(chǎn)生的輻射，是攜帶很高能量的質(zhì)子、中子、氦原子核、電子、光子等等。放射性元素會不斷地發(fā)生衰變反應(yīng)，變成另外一種物質(zhì)并放出輻射，輻射的射線有三種：alpha射線（氦核）、beta射線（電子束）和gamma射線（高能光子）；原子質(zhì)量比較大的放射性元素也會發(fā)生裂變反應(yīng)（核電站或原子彈）放出中子或其他射線；較輕的原子核在一定條件下會發(fā)生聚變反應(yīng)放出中子或者質(zhì)子射線；而高能宇宙輻射在大氣里面也會產(chǎn)生大量的次級輻射。我們?nèi)粘Ｉ�活中不會遇到聚變反�?yīng)，裂變反應(yīng)產(chǎn)生的射線一般也只有在核電站里才有，所以比較常見的是放射性元素的衰變射線和宇宙輻射。

　　我們無時不刻不在受到各種核輻射。放射性元素衰變的三種射線里面，alpha和beta這兩種射線在空氣里面?zhèn)鞑サ木嚯x都比較短，不近距離接觸放射性元素對人體是沒有影響的，“防輻射服”和普通的衣物對于人體外部的這兩類射線都有一定的防護效果。但是實際上我們喝的水，呼吸的空氣，里面都含有少量的放射性元素，比如空氣里面有一定的碳14（beta衰變成氮14）、地下水和土壤里含有微量的氡，等等。所以實際上，我們體內(nèi)就有相當量的放射性元素，給我們帶來從內(nèi)到外的核輻射。更不用提提穿透性很強gamma射線，還有從天而降的高能宇宙輻射在大氣里產(chǎn)生的大量次級輻射。所謂的“防輻射服”并不能防范這些輻射，完全隔絕這些輻射是不可能也是不必要的。人們受到的這部分核輻射一般稱為天然輻射或自然輻射（natural background radiation）。

　　某些情況下，在工作場所（核電站）或者生活中（發(fā)生過核爆或者核污染的城市）會在天然輻射之外接觸到更多的輻射。只要人體受到的輻射量不超過一定的標準，比如說和天然輻射比較小很多，就可以認為是安全的。比如說，核電站里面的核裂變反應(yīng)是與外界隔絕開的，并沒有太多的輻射泄漏出來，而在核電站內(nèi)部的工作人員一般會配備輻射劑量表，核電站周圍的輻射也會受到監(jiān)控，以此來保證工作人員和周圍居民的安全。核電站對周圍核輻射的貢獻比天然輻射小的多，對核電站的恐懼是沒有道理的。

　　核輻射對生物體的傷害是怎么造成的呢？生物體內(nèi)有大量的各種分子，分子內(nèi)部的化學(xué)鍵一般鍵能為二到十個電子伏。核輻射的各種微觀粒子帶有的能量都比化學(xué)鍵的鍵能高，因此有一定的可能性破壞人體內(nèi)分子的化學(xué)鍵，造成分子的性質(zhì)改變。大部分情況下，細胞內(nèi)的個別分子被破壞失去生理活性之后，或者整個細胞受損死亡后，會很快被人體分解吸收、重新利用，不會造成重大的傷害。核輻射對生物體的傷害在食品生產(chǎn)中用來常溫殺菌，食品經(jīng)過高強度的射線照射之后可以保證大部分的細菌被滅殺。治療癌癥的放射療法（放療）是另外一種應(yīng)用，通過對癌變的部位進行高強度的輻射處理，使得癌細胞（也包括正常細胞）大量死亡，達到抑制癌癥的目的。

　　在極少數(shù)情況下，這種傷害可能會造成細胞內(nèi)染色體上基因的變化，如果恰巧是生殖細胞的基因被改變了，那么如果能夠產(chǎn)生正常的后代，就有可能獲得一些新的性狀。太空育種、輻射育種就是利用高強度的輻射處理種子，然后從這些受到高強度輻射之后還能夠發(fā)芽的種子里面篩選培育，獲得性能比較好的新品種。因為天然輻射而產(chǎn)生的新基因、新品種在生物進化過程中也起到了相當重要的作用，從這個角度來說，維持一個低水平的輻射對于生物種群的進化和發(fā)展是有好處的。

　　當然，這種傷害也有一定可能會導(dǎo)致正常的體細胞基因發(fā)生變化，如果這種變化不能修復(fù)并且細胞仍然存活，就有可能出現(xiàn)細胞不受控制地復(fù)制的情況，就成了癌細胞了。因此，長時間接受較高強度的核輻射是有導(dǎo)致癌癥的可能性的。但是，如果受到的輻射強度不大的話，就不用去擔心。像前邊說過的，日常受到的核輻射是不可能完全隔絕的，這樣的危險總是難以避免，擔心也沒有用，沒有必要過于恐懼。盡量避免接觸強的核輻射就好了，比如說應(yīng)該小心放射性超標的大理石地板、避免直接接觸核材料。居里夫人因白血病去世，鄧稼先因直腸癌去世，這可能和他們長時間接觸放射性物質(zhì)有關(guān)系。

　　下面的表格列出了一些跟生活相關(guān)的輻射數(shù)據(jù)，除特殊說明外，數(shù)據(jù)均來自[1]，不同來源的數(shù)據(jù)可能在細節(jié)上略有差別，不過大體的數(shù)量級應(yīng)該是一致的。數(shù)據(jù)用來衡量輻射對生物體組織的傷害（劑量當量），單位是Sv（Sievert，譯作西弗或者希沃特），一Sv等于一焦耳每千克，表格里面單位比較小，實際是毫（千分之一）Sv。從表格里面可以看出，除航空、采礦行業(yè)之外，高輻射行業(yè)的職工在工作中受到的輻射都比天然輻射小。核電站的工作人員每年受到的輻射是1.12mSv，核電站周圍的居民受到的輻射一般認為比這小得多。了解這些數(shù)據(jù)，就很容易理解，對于核電站周圍和乘飛機出行中的輻射沒有必要擔心。

來源：科學(xué)松鼠會