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拔开迷雾,正确认识生活中的各种放射性辐射及其危害

我们通常将放射性辐射称为电离辐射或直接叫核辐射,它是一种能对人体健康带来严重危害的危险物,一般来讲,我们常说的电离辐射主要就是种射线造成的辐射:α射线、β射线、X射线和γ射线、中子射线,它们的区别在于:

1)        α射线是一种带电粒子流,由于带电,它所到之处很容易引起电离。α射线有很强的电离本领,这种性质既可利用。也带来一定破坏处,对人体内组织破坏能力较大。由于其质量较大,穿透能力差,在空气中的射程只有几厘米,只要一张纸或健康的皮肤就能挡住。

2)        β射线也是一种高速带电粒子,其电离本领比α射线小得多,但穿透本领比α射线大,但与Xγ射线比β射线的射程短,很容易被铝箔、有机玻璃等材料吸收。

3)        X射线和γ射线的性质大致相同,是不带电波长短的电磁波,因此把他们统称为光子。两者的穿透力极强,要特别注意意外照射防护。

4)        中子射线是一种不带电的高速粒子流,高能中子具有极强的穿透力,能深入穿透物质。同时,中子也是唯一一种能使其他物质具有放射性之电离辐射的物质,中子使其它具备具有放射性的过程被称为“中子激发”。“中子激发”被医疗界,学术界及工业广泛应用于生产放射性物质。在各种放射性核素中,只有极少数放射性元素衰变时会放出中子,个别原子序数较大的天然放射性元素也会自发裂变释放出中子。为了得到大量的中子射线,往往要用一种粒子去轰击原子核。例如,用α射线轰击铍-9,会生成碳-12和中子。因此,日常生活中接触到中子射线的机会要比其他射线小得多。

不同射线的特征比较

我们能够接触到的电离辐射主要包括各种天然辐射和人工辐射。其中,人类接收的电离辐射主要是来自于自然界的天然辐射。

天然辐射来源于太阳,宇宙射线和在地壳中存在的放射性核素。从太空来的宇宙射线包括能量化的光量子,电子,γ射线和X射线。在地壳中发现的主要放射性核素有铀,钍和钋,及其他放射性物质。这是因为地球在诞生时便存在着天然放射性核素,如铀-235、铀-238、钍-232-237等。这些天然放射性核素因衰变而生成的子体核素亦属不稳定及具有放射性。这些子体放射性核素会继续衰变,直至到达稳定状态。它们在衰变期间会放出对人体有害的α粒子、β粒子或γ射线。铀-235、铀-238、钍-232-237的半衰期分别为7亿年、45亿年、140亿年及2.3百万年。由于-237及其子体核素的半衰期远低于地球的年龄,它们现已不存在于地球上。相反,铀-235、铀-238及钍-232衰变系列的放射性核素仍然存在于我们的生活环境中。地壳土壤及建筑材料内,都含有这些天然的放射性核素,因此我们吸收到的天然辐射剂量与所在地区的土质成份有关,亦与我们居所的建筑物料有关。

另外,从地下溢出的氡是自然界辐射的另一种重要来源。特别对于我们室内空气质量方面来说,氡气(特别是氡-222)是一个主要的室内天然辐射源。氡-222主要由泥土及岩石中的铀-238衰变生成,并从地面散发至大气中。如室内空气不流通,散发出来的氡气会积聚在室内。氡气在衰变过程中会放出α粒子,当我们吸入氡气时,我们的肺部便会受α粒子影响。为保持健康,我们应该保持室内空气流通,以免氡气积聚。

对于人类来说,我们生存的这个地球星体诞生的时候远比人类的产生要早。所以,正是伴随着地球上的各种天然辐射照射的同时,人类完成了从猿到人的进化,并在辐射照射下,繁衍生存至今。可以说在我们生活的自然环境中,电离辐射本来就是无处不在的。

人工辐射就是指各种人造的辐射源,虽然辐射的穿透性对人体健康有极大危害,但是其衰变时释放的强大能量和强穿透力在科研上却可以派对上大用场,目前,人工辐射已广泛应用于我们的医学、能源及工业领域,比如:医用设备(各种医疗诊断和影像设备)、工业无损检测、核能发电等。虽然所有人工辐射源都可能对人体产生危害,但是目前人们在辐射的应用上忆经作了很多研究,在它们的使用过程中也有详尽的防护规范,尽量在应用过程中保护使用者的安全。所以人们吸收的人工辐射,远比天然辐射小,而在所以人工辐射物当中以医疗诊断和治疗时所引致的辐射剂量又占绝大部份。

那么,电离辐射是怎样影响人体健康的呢?它对人体的影响与哪些因素有关?

我们知道,电离辐射不但有穿透力,而且它本身携带的高能量可以将周围的物质电离,因此,电离辐射对人体健康的影响主要是通过与细胞原子或分子的直接作用与间接作用来影响细胞的正常功能。其基本原理是:电离辐射的直接作用是射线直接作用于具有生物活性的大分子(如核酸、蛋白质等),使其发生电离、激发或化学键断裂,造成分子结构和性质的改变;间接作用是射线首先引起机体水分子的电离和激发,生成一系列性质活泼的产物,此类产物具有很强的氧化能力,可导致生物活性大分子的损伤。

电离辐射生物效应可分为随机性效应和确定性效应。随机性效应发生的可能性与剂量大小有关,辐射剂量越大,发生的可能性越大,但是严重程度与剂量大小无关;确定性效应超过一定的受照剂量才会发生,并且剂量越大,效应越严重。

电离辐射对人体的伤害示意图

上面说了这么多,其实在我们的生活中,辐射并没有这么可怕,因为我们生存的地球系统是由地球自然圈层构成的,地球上的任何物质都处于并参与到地球自然圈循环系统中,我们身边的很多物质都或多或少地会受到放射性物质的影响,从而也会带有一定的放射性。比如在我们生活的周围,许多常见的东西都有一定的微弱放射性:

1)        食物、饮用水:因为岩石会被风化、腐蚀成土壤,土壤中会存在放射性物质,随着植物的生长转移到植物体内,再经由食物链转移到动植物内。另外,随着雨水的冲刷,岩石和土壤中的放射性物质也会转移到江河湖海中去,所以天然放射性核素在整个地球的水循环中广泛存在。

2)        温泉:现在许多多地方都有温泉,传统的中医养生文化历史悠久,尤其是温泉养生,更是中国文化所特有在。但是,在某些特殊地质结构的地区,温泉水中矿物质和天然放射性核素的浓度较高,主要是含有放射性核素镭-226和氡-222,它们衰变时释放出电离能力较大的α粒子。但是在这种温泉环境中受到的辐射剂量很有限,即使经常洗浴,也不大可能对人体健康造成危害。

3)        建筑材料:由于岩石、土壤普遍存在天然放射性核素,所以以沙石或泥土为主要原料的建筑材料,也含有一定量的放射性物质,通常建筑物内的γ剂量率要高于室外。虽然通常合格的建材不会对人体造成影响,但选择放射性较小的建材及经常开窗通风是必要的。

4)        烟:这点很多人可能不知道,吸烟会产生辐射照射,主要是因为烟草叶中含有钋-210、铅-210、镭-226等放射性核素,这些放射性核会随着烟雾被吸入人体内,所以在这里,我们也强烈建议戒烟。

5)        乘坐飞机:当我们乘坐飞机时,会受到宇宙射线的照射。科学研究表明,高度每增加两千米,宇宙射线照射剂量会增加一倍。距离地表一万米的高空中,宇宙射线的强度大约有每小时0.006毫西弗。

当然,我们的生活中除了上面常见的几个放射性核素外还有很多其它天然放射性核素,但是可能许多人不知道,对于我们周围环境中的其它物质来讲,我们人体本身相对它们来讲也是了种放射源。这主要是因为,我们人类生活在错综复杂的生物圈中,通过饮食、饮水等途径,每天都在摄入一定数量的放射性物质。同时由于代谢平衡作用,每天也会排出一定量的放射性物质,使体内各种放射性核素的量保持相对稳定的状态,这也是我们上面所提到的,地球上的任何物质都处于并参与到地球自然圈循环系统中,所以从总体来讲,地球就是一个相互关联的生态整体,在这个生态圈内,任何物质之间都是相互影响的。

简单来讲,我们人体的放射性主要是包含以下两个方面。

1)        -40:钾作为人生命的必要元素,在体内受到代谢平衡的严格控制。钾的含量与人的年龄和性别密切相关,钾在每千克体重中的含量属青少年最高,中年以上妇女最低。成年男性体内钾-40的比活度平均约为每千克60贝可。假设某男性体重为70千克,则体内每秒钟有4200个钾-40原子核发生衰变。

2)        -14:碳是构成机体最重要的元素之一,碳元素家族有三个同位素,丰度最大的碳-12是稳定核素,而碳-14则是一种天然放射性核素。成人体内碳-14含量约为227贝可每千克体重,如果一个人体重为60千克,则每秒钟体内有13000多个碳-14原子核在衰变。

不过,需要注意的是,虽然许多天然放射性辐射并不会对我们造成影响,但是在我们的生活里,却有可能有许多有一定危害的放射性核素会被我们在无意识之间带到我们的生活中,带入的途径最主要就是房屋装修,比如家庭装修中最常见的污染源就是各种建材、石材等。

很多人知道室内的装修污染主要是化学性污染(比如装修后产生的各种刺激性味道),但很多人却不知道装修也可能有放射性污染。室内放射性主要是天然放射性(包括γ射线和放射性气体氡),多数建材天然放射性很低,对公众不会造成危害。但有的建材放射性含量较高,经放射性衰变产生放射性气体及其子体产物,悬浮于空气中,人若吸入即会照射肺组织。如长期受照射,容易得支气管炎和肺癌等疾病。

我国颁布了相关规定对天然建材进行了分类管理,据其放射性水平分为ABC三类。A类产品的生产、销售、使用范围不受限制;B类产品不可用于建筑物,可用于构筑物;C类产品只可用于居民点以外的路基、涵洞、桥墩、水坝等场所。据统计,市面上流通的室内装修材料所造成的放射性剂量非常低,通常都属于A类产品。对一些不常用建材的放射性水平及超标问题,如一些大理石,只能通过计量认证的检测部门用相应的仪器进行检测,不能仅据石材的颜色判断。此外,经常开窗透气是减少室内放射性污染的好措施。

资料整理:广州极端科技有限公司(部分内容来着于网络)

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