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1、辐射伤害有多少 作者： 日期：辐射伤害到底有多少?中心议题 *辐射伤害详解我们生活的世界里有着各种各样的辐射：从穿越星系而来的宇宙射线、核电站的核燃料到家里的大理石地板砖，从医院的X光机到阳光里的紫外线，从手机、微波 炉、高压线到电视台广播台的信号塔，辐射无所不在，到处都是可能成为人们畏惧辐射的对象。有些人对“辐射”非常恐惧，你甚至可以买到专门用来屏蔽无线电波 的“防辐射孕妇装”、“防辐射床单”。还有各种诸如“木耳防辐射”、“仙人掌防辐射”、“瓶装矿泉水防辐射”、“喝酸奶防辐射”等等流言。那么，我们到底 对辐射了解多少呢？这些防辐射的装备真的能防辐射吗？我们关心的辐射，可以粗略地分成两类，核辐
2、射和电磁辐射。这两种辐射并不是截然分开，核辐射里面的gamma射线也是光子能量比较高的电磁波见文末备注。核辐射就是放射性元素产生的辐射，是携带很高能量的质子、中子、氦原子核、电子、光子等等。放射性元素会不断地发生衰变反应，变成另外一种物质并放出辐 射，辐射的射线有三种：alpha射线（氦核）、beta射线（电子束）和gamma射线（高能光子）；原子质量比较大的放射性元素也会发生裂变反应（核 电站或原子弹）放出中子或其他射线；较轻的原子核在一定条件下会发生聚变反应放出中子或者质子射线；而高能宇宙辐射在大气里面也会产生大量的次级辐射。我 们日常生活中不会遇到聚变反应，裂变反应产生的射线一般也只有在
3、核电站里才有，所以比较常见的是放射性元素的衰变射线和宇宙辐射。核辐射=危险？1.jpg我们无时不刻不在受到各种核辐射。放射性元素衰变的三种射线里面，alpha和beta这两种射线在空气里面传播的距离都比较短，不近距离接触放射性元素 对人体是没有影响的，“防辐射服”和普通的衣物对于人体外部的这两类射线都有一定的防护效果。但是实际上我们喝的水，呼吸的空气，里面都含有少量的放射性 元素，比如空气里面有一定的碳14（beta衰变成氮14）、地下水和土壤里含有微量的氡，等等。所以实际上，我们体内就有相当量的放射性元素，给我们带 来从内到外的核辐射。更不用提提穿透性很强gamma射线，还有从天而降的高能宇
4、宙辐射在大气里产生的大量次级辐射。所谓的“防辐射服”并不能防范这些辐 射，完全隔绝这些辐射是不可能也是不必要的。人们受到的这部分核辐射一般称为天然辐射或自然辐射（natural background radiation）。某些情况下，在工作场所（核电站）或者生活中（发生过核爆或者核污染的城市）会在天然辐射之外接触到更多的辐射。只要人体受到的辐射量不超过一定的标准， 比如说和天然辐射比较小很多，就可以认为是安全的。比如说，核电站里面的核裂变反应是与外界隔绝开的，并没有太多的辐射泄漏出来，而在核电站内部的工作人 员一般会配备辐射剂量表，核电站周围的辐射也会受到监控，以此来保证工作人员和周围居民的安
5、全。核电站对周围核辐射的贡献比天然辐射小的多，对核电站的恐 惧是没有道理的（关于核电站的讨论：小蓟夏静好的核电站安全吗？）。核辐射对生物体的伤害是怎么造成的呢？生物体内有大量的各种分子，分子内部的化学键一般键能为二到十个电子伏。核辐射的各种微观粒子带有的能量都比化学键 的键能高，因此有一定的可能性破坏人体内分子的化学键，造成分子的性质改变。大部分情况下，细胞内的个别分子被破坏失去生理活性之后，或者整个细胞受损死 亡后，会很快被人体分解吸收、重新利用，不会造成重大的伤害。核辐射对生物体的伤害在食品生产中用来常温杀菌，食品经过高强度的射线照射之后可以保证大部 分的细菌被灭杀。治疗癌症的放射疗法（放
6、疗）是另外一种应用，通过对癌变的部位进行高强度的辐射处理，使得癌细胞（也包括正常细胞）大量死亡，达到抑制癌 症的目的。核辐射有一定的可能性对细胞里的DNA等分子造成伤害（原图来自windows2universe网站）2_radiation_dna_damage_big1.jpg在极少数情况下，这种伤害可能会造成细胞内染色体上基因的变化，如果恰巧是生殖细胞的基因被改变了，那么如果能够产生正常的后代，就有可能获得一些新的性 状。太空育种、辐射育种就是利用高强度的辐射处理种子，然后从这些受到高强度辐射之后还能够发芽的种子里面筛选培育，获得性能比较好的新品种。因为天然辐 射而产生的新基因、新品种在生物
7、进化过程中也起到了相当重要的作用，从这个角度来说，维持一个低水平的辐射对于生物种群的进化和发展是有好处的。当然，这种伤害也有一定可能会导致正常的体细胞基因发生变化，如果这种变化不能修复并且细胞仍然存活，就有可能出现细胞不受控制地复制的情况，就成了癌细 胞了。因此，长时间接受较高强度的核辐射是有导致癌症的可能性的。但是，如果受到的辐射强度不大的话，就不用去担心。像前边说过的，日常受到的核辐射是不 可能完全隔绝的，这样的危险总是难以避免，担心也没有用，没有必要过于恐惧。尽量避免接触强的核辐射就好了，比如说应该小心放射性超标的大理石地板、避免 直接接触核材料。居里夫人因白血病去世，邓稼先因直肠癌去世
8、，这可能和他们长时间接触放射性物质有关系。下面的表格列出了一些跟生活相关的辐射数据，除特殊说明外，数据均来自1，不同来源的数据可能在细节上略有差别，不过大体的数量级应该是一致的。数据 用来衡量辐射对生物体组织的伤害（剂量当量），单位是Sv（Sievert，译作西弗或者希沃特），一Sv等于一焦耳每千克，表格里面单位比较小，实际是 毫（千分之一）Sv。从表格里面可以看出，除航空、采矿行业之外，高辐射行业的职工在工作中受到的辐射都比天然辐射小。核电站的工作人员每年受到的辐射是 1.12mSv，核电站周围的居民受到的辐射一般认为比这小得多。了解这些数据，就很容易理解，对于核电站周围和乘飞机出行中的辐射
9、没有必要担心。每年受到的各种辐射：有效辐射强度(mSv)天然辐射/自然辐射（natural background radiation）:2.4医疗检查：0.4（随医疗保健水平不同在0.04-1.0之间，2008年数据为0.62）大气核试验：0.005 （高峰值0.15 出现在1963年）切尔诺贝利事件：0.002 （北半球平均值，1986年高达0.04，事故附近地区比较高）核能利用（核电站）：0.0002高辐射行业职工每人每年受到的辐射:核燃料处理：1.8应用核辐射的工业：0.5核能利用（核电站工作人员）：1.12 （随技术的进步减小4）国防：0.2医用辐射：0.3教育科研：0.1航空（飞行员
10、和空姐）：3.0 （另一个来源的数据:1.0-3.4 3）采矿（不包括煤矿）：2.7煤矿：0.7矿物处理加工：1.0其他：每次X光检查的辐射：1.2 （根据1计算，随诊断部位和方法的不同而不同）坐飞机一小时的辐射：0.00425（根据3计算）核电站周围：0.001-0.02 5说完了核辐射， 我们再来说说电磁辐射。顾名思义，电磁辐射就是电磁波的辐射，振荡的电场和磁场在空间中以波的形式传播就形成了电磁波，可见光就是一种电磁波，还有我们日 常提到的x光、紫外线、红外光、微波还有无线电波，这些都是电磁波。电磁波具有波粒二象性，可以看作波，也可以看成一个个的光子，波长越短，光子能量越高 见备注。在某些
11、情况下，电磁波可以对生物体造成伤害，人们也经常会对日常生活中的各种跟电有关的设备安全性产生怀疑。那么，电磁波究竟有可能对人有什么伤害呢？- s Z. Y2 k2 i. X) * i5 D3 H 3.jpg (14.3 KB)2010-11-27 16:39- a+ p: K0 ) q9 g* 9 S! z: , a$ m* 电磁波对人的伤害，简单来说有三种：（1）跟辐射伤害知多少？（上）里面介绍的核辐射一样，波长很短的gamma射线、X光、紫外线甚至短波的可见光这样光子的能量高于分子化学键键能（210电子伏）的电磁波，可以破坏蛋白质和DNA等分子，造成伤害并有一定的可能诱发癌症；（2）一些能被
12、分子吸收的光，比如可见光、红外光和微波（包括微波炉里面的辐射），如果高强度高的话，可以加热人体造成烧灼伤害；（3）高强度的无线电波可以在人体内形成感应电流，对神经系统和内脏的正常工作造成影响。! O4 _3 e2 K9 h O+ ; X3 N$ 7 MO, Y; ?电磁波波谱，从左到右，波长逐渐变长，光子的能量逐渐减小。$ w; Z% H: ?! 4.JPG (33.51 KB)2010-11-27 16:395 R I2 $ % A, d0 k% x h9 P) N4 k3 B7 （1）高能光子辐射+ 3 a, B6 6 z; q. R( J6 |( b( 4 l) Z! C在辐射伤害知多少
13、？（上） 里面提过，核辐射里的gamma射线是一种波长很短光子能量很高的电磁波。而包括中子射线、alpha射线、beta射线、gamma射线等核辐射，再加 上X光，这些可以统称为电离辐射。因为这些射线都有可能引起物质的电离。这些射线因为单个粒子的能量远高于分子的化学键能，可以破坏分子，造成伤害，引起 变异甚至诱发癌症。比如说，做过躯干的X光检查之后医生有时会告诫在下面几个月的时间内不要怀孕，就是为了避免因为x光的辐射导致婴儿的畸形。紫外线和波 长较短的可见光的光子能量也大于某些分子的键能，它们并不能透过人体，但是也可能对皮肤造成类似的伤害。最近一些年，美国人 颇为推崇晒成小麦色的皮肤，为了拥有
14、健康的肤色，很多人在强烈的阳光下暴晒、或者用紫外线灯照射自己。我所在的地区地处高原、日照强烈，好多美国人又喜欢 暴晒，所以是美国皮肤病、皮肤癌高发的地区。为了避免紫外线的伤害，在强烈阳光下活动的时候应该涂抹防晒霜（为数不多的一种靠谱的防辐射产品）。7 C% J: u, v- z. q* r I C6 G! u2 GP0 h（2）可见光、红外和微波辐射：从阳光到微波炉和手机( i! |6 ) u0 Z7 _ a8 c5 f2 t1 I. V# ; Z( z8 V2 ?对于大部分可见光甚至更低频的红 外、微波辐射波段，由于光子的能量比分子间化学键的能量小，是不可能破坏分子结构的。如果波长合适（主要
15、是红外光），能够被分子吸收（跟分子的振动或者转 动能级恰好匹配），那么分子会吸收这种电磁波而使得分子运动变得剧烈；而微波波段的电磁波能够驱动某些极性分子（分子内部有带正电和负电的部分）做振荡运 动，使得分子之间互相碰撞，也会加剧分子的运动。总之，就是在这一波段的电磁波的作用下将会使得人体温度升高，有可能造成烧灼的伤害。太阳光汇聚起来可以 引火做饭，就是因为可见光的波段能够被物质吸收产生热量；微波炉就是利用电磁波驱动水等极性分子振荡运动以加热食物（拓展阅读：云无心的微波炉的那些传 言）。 _2 y5 o. Y- h2 G1 h. G; _- x: B6 i+ q6 S室温下物体黑体辐射强度随着波长的变化。+ t9 U: f: d6 E 5.jpg (13.24 KB)2010-11-27 16:39# m# , 6 u# ( B8 Q6 j# L9 _, p/ f m另外，一切物体都在不断地
