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主题:起个头:核电站事故与我们的对策 -- 王二狗

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家园 二 辐射损伤

衡量一种高能辐射对人的危害,基本上有以下几个方面需要考虑:

1, 剂量,这是最重要的一个指标。核辐射的粒子,能量有高有低,数目有多有少,怎么知道你受到了多少辐射呢?剂量就是一个代表不同的辐射所产生的效应的量。

在国际单位制里,辐射剂量的单位是库仑每千克,意思就是说,在一千克的物质里,电离出1库仑的正电荷加上1库仑的负电荷所需的辐射量。为什么这么算呢?因为高能辐射对物质的直接作用,尤其是对生物体的直接作用,最主要的是电离效应,也就是说高能粒子把分子撞开,生成一对离子。

在电离辐射里,因为辐射的粒子能量都非常高,一个粒子在冲进物质,比如人体之后,往往是不能立刻停住的,就像子弹打进了米仓,

它要撞来撞去,走一个长长的轨迹(希望大家还能记得高中物理书说的云室之类),在轨迹上碰撞的分子,很多就吸收了它的动能,被它电离了。能量高的辐射,粒子可以跑很远,撞到的分子多,少数的粒子就能生成大量的正负离子,反之,能量低的辐射,要大量的辐射粒子才能在轨迹上电离同样多的分子。因此用生成的总离子数来计算某个物体收到的辐射量,是个很合理的办法。剂量的意思大概就是这样。

辐射剂量本身,其实只是描述了环境对人体的施予量,就像说你晒了一天太阳,太阳晒了你一天,那么人吸收了多少呢?这引出一个吸收剂量的概念。吸收剂量的单位是格雷Gy,1格雷=1焦耳/kg,也就是说1千克体重吸收了1焦耳的辐射能。

吸收是吸收了,作用的方式又有不同,就像说,拿个小刀捅你十下,和拿个胡萝卜捅你十下,这二者对你造成的伤害是不同的。于是又来一个新概念,叫做等效剂量。下面提到的各种不同的辐射,在对人造成一样的吸收剂量时,造成的伤害其实是大有不同的,这个伤害就得用等效剂量来估计。

等效剂量的单位就是这几天常见的sv,sievert。1个sv就等于gamma射线或者x-光,在1格雷的吸收剂量时产生的伤害。如果是alpha射线,它在1格雷的吸收剂量下,产生的人体伤害大概可以达到20个sv。

实际上到了这一步,因为涉及到人体,效应已经相当复杂,不是完全用能量能衡量的了,这个等效剂量就只能说大概做个参考吧。

2, 能量,一般来说,同一种性质的辐射,比如同为beta射线的辐射,单个粒子的能量越高对物质的穿透力和损害就大,这很容易理解。前面说了,子弹穿米仓。子弹的动能就是它的能量,速度高能量就高,跑得就远,破坏就大。

对于beta射线,一般来说,0.1兆电子伏特的beta粒子,也就是电子,可以在空气里跑大概10-20厘米远,在水里大概0.1-0.2毫米深。人皮,可以算死皮层有大概0.1mm厚。所以如果beta射线的能量低于0.1兆电子伏,照射人的体表的话,危害是不大的,如果辐射源足够弱(总量在毫居里以下),是不需要特殊防护的。

但是同样的辐射源吃进肚子就不一样了,这个下面说。

3, 穿透力,不同的辐射,对物质的穿透力是不同的。

在核素的衰变中,会产生三种辐射:

alpha辐射的粒子是氦核,穿透物质的能力最差,核电池里用的钚-238,在衰变时放出来的主要就是alpha射线,虽然能量高达几个兆电子伏特,但是却穿透不了一张纸。

beta射线是高速的电子,穿透物质的能力居中,能在物质里跑多远跟它的能量有关,碘I131衰变时产生的主要射线就是beta射线和gamma射线,其中β射线能量最高可达0.6兆电子伏特,可以穿透皮肤,但是钻得不深。

gamma射线,本质是电磁波,它穿透物质的能力最强,一般的放射性衰变过程里,都会产生少量的gamma射线。

穿透力和破坏性在某种程度上是个互为矛盾的关系。穿透力强,本质是跟物质的作用弱。穿透力强的辐射,比如gamma射线,跟物质的相互作用也弱,在穿透物质的过程中,释放的能量也少。这就像高度稳定的小口径子弹穿透物体,它打得固然深,一穿俩洞,可是释放的破坏能量也少些。假如它停在身体里,反而能造成更大的伤害。

最极端的粒子莫过于中微子,这种粒子跟物质几乎不发生相互作用。我们每个人,乃至整个地球,每时每刻都在被太阳发出的中微子轻松穿透,但是这并不对我们造成影响。

当然只要辐射足够强,就算对物质的作用比较弱,只要不是弱到中微子那个水平,也终归会对物质产生足够的伤害,这又回归到吸收剂量以及等效剂量的问题上来。

除了上面说的这三种常见辐射,剧烈核反应(比如核反应堆里的链式反应)里产生的辐射还经常包括中子辐射等等其它的粒子,那些我懂的不多,就不讨论了。

4,作用位置。不用说,要伤害人,自然是从里到外要比从外到内有效得多——外用药内服是个大家最好不要试验的事情——所以辐射有个内辐射和外辐射的区分。内辐射,就是说放射性物质已经经由某种渠道,进入了人的体内,而且一般指辐射物已经到达了脏器的附近或者内部。

前面说过,即便是高能辐射,依照射线的分别,其穿透物质的能力是不同的。假如射线只能深入皮肤,到达比较浅表的组织,那么对人的高级生理机能,影响是不大的(提醒一下,睾丸是个埋藏比较浅,功能比较重要的器官)。假如辐射物进入了身体,那么它们就近照射脏器,危害显然是巨大的。而且很多器官,比如肝脏,淋巴,肾之类,对某些特定的元素还有富集作用,那就更加危险了。

比如说最近经常被提到的碘131。由于碘在人体里是主要被甲状腺利用来制造甲状腺素的,所以摄入的碘会富集在颈部的甲状腺。碘131作为一种碘的放射性同位素,我们中学都学过,和普通的碘是有相同的化学性质的,所以也会被富集在甲状腺里。这样甲状腺被近距离高强度辐射,结果就是提高了甲状腺癌的发病率。

对抗的办法就是服用碘片。因为体内吸收碘的总量是有个限度的,多的就会被随尿液排出体外。这个办法的本质,在化学动力学上应该就是竞争性抑制剂,用非放射性的碘来跟碘131竞争甲状腺里的结合位点。

在发生大规模核污染的情况下,大气和土壤,都是我们个人的力量所无法控制的。那么唯一可以做的就是尽量减少皮肤沾染,并防止污染物进入身体。有以下几点可供考虑:

1,如果有可能,尽量减少暴露在被污染的空气里。比如紧闭门窗。

2,对食物进行选择,不去吃容易被污染的食物。能去皮的食物尽量去皮。容易富集重金属的食物,比如海鱼,暂时不吃。

3,在污染区,认真及时处理身体表面的创口。

4,注意补充碘。

5,多清洗皮肤和衣物。有传说有种肥皂是特别用来防核的。对此我 一无所知。我认为任何肥皂都是可以用来清洗皮肤的。在军队里,所谓防化部队,实际就是用普通去污剂的。

6,吃饱饭。强壮的身体才能抵抗辐射损伤。

7,孕妇要注意检查胎儿的发育情况。怀孕早期也许应该试试核型检查。

8,不要惊慌。几千公里之外的核污染,自从1945年以来,已经发生了很多次,而且很多次规模都相当大。只是当时没有internet罢了。

先到这里,才疏学浅,错误难免,请各位多指教。

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