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家园 辐射危害与防护的关键结论:给没有时间阅读的忙碌人士

辐射危害与防护的关键结论:给没有时间阅读的忙碌人士

1、 增加辐射总是有害的。电离辐射的线性无阈模型是辐射防护的基础。也就是说,理论上任何剂量的电离辐射均可导致一定的生物学效应,如致癌效应。我们无法说那个剂量水平就是绝对的零风险。在电离辐射防护中,应尽可能遵循可以合理做到的尽量低的辐射程度(ALARA原则)。

2、 辐射是无处不在的,低剂量辐射危害不明显。世界人均天然辐射本底剂量是2.4mSv/年,地区差异造成各地区的值会有所不同,例如在伊朗、印度一些地方高达200mSv(当地人适应了,不代表对其他人无害)。通过对原子弹爆炸幸存者、接受放射诊疗的病人、职业受照人群以及前苏联切尔诺贝利核事故受照人群的辐射流行病学研究表明,短时间内,在全身辐射剂量低于100mSv时,未发现明显的辐射致癌效应。也就是说,不要担心低剂量辐射。

3、 因为无知产生的恐惧心理危害大,了解辐射危害和防护知识非常重要。切尔诺贝利核事故的最大影响之一就是心理影响。这主要是缺乏风险沟通机制所导致的。因此,在核应急状态下,建立一个良好的公众交流机制非常重要。此外,辐射效应和危害是非常复杂的,切尔诺贝利核事故的经验教训表明,放射性碘是主要危害因素之一,该事故造成年龄在0-18周岁的儿童爆发甲状腺癌病例近5000例(来源于世界卫生组织报告,见附录,可以认定基本是辐射导致的)。采取正确措施,可以减少放射性碘的危害。也就是,大家了解辐射危害和防护的知识非常重要, 建议大家仔细读读下面的文章。

附录:参见

http://www.who.int/ionizing_radiation/chernobyl/WHO%20Report%20on%20Chernobyl%20Health%20Effects%20July%2006.pdf

附:核辐射之健康要诀(来源于科学网博克)

寻正

核威胁是现代社会现实

美国脱口秀节目主持人大卫*莱特曼针对伊拉克有这么一句名言:“专家说伊拉克可能有核武器,那是坏消息——他们可能有一枚核弹头;不过好消息是他们必须用骆驼驮着弹头来轰炸。”初听很搞笑,然而骆驼驮着核弹头却是核武器核能源中的常见现象,许多国家开发核技术的愿望超过他们维护核安全的能力,其中包括技术最先前的美国与前苏联。

很明显的是,逃离核辐射的威胁不是我等普通平民所具备的能力,我们既不能影响核设施建设在身边,也不可能在核泄漏之前得到充分可靠的警告,远离核辐射与核污染是可望而不可及的奢侈策略。因此,本文着重介绍普通百姓在核威胁面前对自己及亲人所能尽的健康义务。

从爱因斯坦说起

我没有越位侵入骄傲的物理学家们的荣誉菜园的兴趣,之所以要从爱因斯坦说起,因为他发明了一个美丽的理论公式,物质可以转化为原量,E=mc2,其中c代表光速,接近30万公里每秒,这么大的数字还要平方,结果超出人们的想像,1克物质包含有215亿千焦的能量(2500万千瓦时),超过燃烧200万公升的汽油。

自然界通过核聚变与核裂变的方式来转化物质为能量。核聚变每一个人都应当不陌生,因为我们每天所见的阳光,就是核聚变的产物,太阳是一个核聚变反应堆,核武器中的氢弹是聚变反应的代表。核武器中的原子弹与核电站的根本是核裂变,也是核辐射与核污染的基础。

核聚变是一个1+1<2的过程,损失的物质变成了能量。核裂变则是相反的过程,一个原子核分裂为多个,其总和小于原来的质量,转化过程中部分物质变成了能量。核裂变是一个自然过程,原子量大于100的原子大多会自然裂变,自然裂变多需要较长时间,科学家用中子撞击原子核,可以诱发裂变,这是核武器与核电站的工作原理。在核反应堆中,裂变产生的中子又撞击新待裂变原子,释放更多的能量与中子,从而形成核连锁反应,是核能与核武器的基础。

易于裂变衰减释放能量射线的称为放射性同位素(Radionuclide)。

辐射是生活的一部分

能量的传导就是辐射,广 义的辐射包括电磁波与光波,显然,那不是造成健康担忧的原因。对健康造成威胁的是狭义的辐射,称为电离辐射,电离辐射指辐射源产生射线有能力造成原子的电 离,从而产生带电荷的离子,在生物体内称为自由基,自由基可以对细胞的微细结构造成一系列的损害。电离过程也能直接损害到细胞的遗传物质。

能产生电离辐射的射线包括α、β、γ、X、 中子流、宇宙射线、以及高能量的光电波等,有兴趣的当进一步参考物理学资料。读者当意识到辐射是现实生活中的不可避免的一部分,因此,人体也就具有修复辐 射损伤的能力,只有当辐射超过我们天然的抗辐射能力时,才会造成健康风险。之所以称为健康风险,辐射即使超过了我们的承受能力,也只是几率性地造成伤害, 未必一定造成伤害。

衡量辐射的单位有多个。从放射分裂衰减角度以居里夫妇命名或者贝克勒命名,他们于1903年共享了诺贝尔物理学奖。一个贝克勒就是每秒钟有一个原子核裂变衰减释放能量,而一居里就有370亿贝克勒。不同的原子核衰减过程释放不同的能量,因此,把上述单位转换为能量会涉及转换系数。

从针对生物体释放能量的角度有国际单位戈瑞,源于英国物理学家露易斯*戈瑞,指一公斤的物质吸收到一焦耳的能量。戈瑞又与西弗(Sv)等同,后者纪念罗尔夫*西弗。以发现X线的伦琴命名的是人伦琴当量(Roentgen Equivalent in Man,rem),又按音译为雷姆,最早称为拉德(rad),特指X线的人伦琴当量,是能引起细胞被破坏的当量,按国际单位则指0.1戈瑞(Gy)。尽管戈瑞与西弗,拉德与雷姆相同,在历史上它们含义仍有细微区别,前者更趋向指物理特征,而后者指生物后果。

我们在生活中要承受什么样的“正常”辐射呢?下面是美国的资料:

表一、美国人年平均辐射剂量

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此外,我们在生活中可能接触到的常见辐射源见表二:

表二、生活中常见辐射源汇总

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急性辐射损伤

急性辐射损伤造成急性辐射综合征(ARS),实际上也就是全身性的烧伤,射线比常见烧伤所涉及的热辐射具有更强的穿透力,可以烧到人的胃 肠、内脏器官、与骨髓。骨髓被破伤就基本上终结了人的免疫能力,而同时胃肠道与皮肤的烧伤也就破坏了开然屏障,病原菌随即入侵,大剂量的辐射是致命性的。

幸运的是,造成急性辐射损伤的辐射剂量极为少见,目前只见于重大事故,比如核武器或者核反应堆的爆炸。在 短期内接受8西弗剂量的辐射可能是人能承受的极限,100%地引起死亡,而美国军队认定80西弗的辐射就会马上并永久地让人失去活动能力,可能50西弗的 辐射就可能开始损伤神经系统了。

造成急性辐射损伤的最低剂量估计在0.3-0.7西弗,最脆弱的是骨髓,迅速造成全部血细胞的合成障碍。人骨髓受损程度跟患者死亡率成正相关,是判断急性辐射损伤的重要指标。造成急性辐射损伤剂量超过平常生活中接触剂量的上百倍,因此,普通人用不着担心此类事件的发生。

上面关于急性辐射损伤的数据可能低估了人的承受能力,或者说低估了医学发展的程度,1985年苏联发生切尔诺贝利核泄漏事件,其中共有上千人参加了紧急救援与控制行动,其中有134人因急性辐射损伤进入医院,28人死亡。这些人接受的辐射剂量据估计达到2-20戈瑞。

慢性辐射后果

根据WHO、国际原子能机构、世界银行、受切尔诺贝利核泄漏影响的三个国家(俄国、白俄罗斯、及乌克兰)、以及众多其它国际机构组成的切尔 诺贝利论坛专家意见,WHO在2006年的出版了相关报告,切尔诺贝利核泄漏造成了近9000人的死亡。这一估计也得到了联合国相应的科学委员会在 2008年出版的报告的认可,见表三。

表三、切尔诺贝利论坛估计切尔诺贝利核泄漏长期后果

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这 些国际机构的估计受到了另外一些国际机构或者学者的批评,认为他们忽略了大部分来自东欧国家的研究,使得他们的数据严重低估了切尔诺贝利事件的健康后果。 在2006年绿色和平组织也出版了他们自己的针对切尔诺贝利事件的研究报告,根据这个报告,仅仅在白俄罗斯、俄罗斯、与乌克兰,就有20多万人的额外死 亡。在2007年,来自俄国科学院与白俄罗斯的放射研究所有学者系统地总结了相关文献,得出的数据更为严重,白、俄、乌三国截止2004年就有近24万人 因核泄漏而亡,在前苏联国家之外,还有43万欧洲人加上32万欧洲之外的人,即总计约99万人已经因之丧生。这份报告的英文版在2009年发布在《纽约科 学院年鉴》上。这份报告同样受支持WHO等国际机构的人批评,认为它跟绿色和平的相关报告忽略了英文文献或者证据力度。

把究竟多少人死亡切尔诺贝利事件的学术争议放在一边,我们知道上万人或上百万上会死于核泄漏,即使是低限,也让我们不能掉以轻心。

核辐射的防治

如前述,最好的预防是完全避开不必要的核辐射,但这不是个人能决定的。你需要知道什么常识可以让你减少核泄漏之类事件带来的核辐射损伤呢?

1. 躲与逃是近范围早期反应的关键

在发生核泄漏之后,如果你不幸生活在核辐射源30公里之内,你必须尽早判断躲与逃的必要性。直接的核辐射要么来自辐射源,要么来自辐射源爆发出来的粉尘,粉尘还导致吸入性的辐射。

如果你生活在2公里范围内,你的最佳选择是在粉尘到达一小时前撤出,一小时是以步行时间计算的,如果有更快捷的方式,显然,安全更能得到保障。如果不能及时撤出,则躲入大型专门安全设施较为有保障,躲入一般设施的地下室,还不如在粉尘到达后马上撤出。

如果你生活在距辐射源5公里之外地方,躲入安全设施远比粉尘到达后撤出更为安全,当然,如果你在粉尘到达前撤出也一样安全有效。如果在15公里之外,只要在普通的地下室躲一躲就能有效地避开早期的直接辐射。

2. 不要把辐射吃进去

核泄漏之后最严重的危害是受影响范围内人群把辐射吃进去的。核泄漏或者爆炸产生的粉尘会沉入土壤或者饮水中,其中的放射性同位素半衰期长的就持续成为放射源。这位同位素会被人们吃入体内,产生严重辐射损伤。

根据国际粮农组织与WHO的推荐剂量,人一年可摄入5毫西弗的放射性同位素(记住我们平均一年会有3-4毫西弗的照射),这一剂量可以转化为每公斤1000 贝克勒,也就是每克食物中每秒可以有1个原子裂变衰减。这一数据可用于常见的放射性同位素比如碘131、铯134、137、锶90等,而钚239则因为转 换系数较大,必须限制在每公斤10贝克勒。美国FDA的推荐剂量如下:碘131-170;锶90-160;铯134,137-1200;钚238,239 与-銤241-2;钌103,106则要求小于每公斤1贝克勒。

各国各地区的具体标准或许不同,但其要义 是一致的,放射性同位素含量越大,食入越多,风险越大。普通人要认识到这些标准的相对意义,即使是食品中放射性同位素超过标准十倍百倍,如果你只是短期食 用,其造成的健康风险也可以忽略不计,因此,不要在紧急状态中固守此类标准,守着有“毒”食品把自己给饿死渴死就不发算了,只要可以迅速脱离紧急状态,短 期少量食用超标食品与饮水也是可以的。

放射性同位素沉积或者溶入饮水需要一定时间,因此,你此前备用的食 物是完全没有问题的,瓶装水与一定时间内的自来水都不存在风险。但随后而来的饮水与食品就风险大增了,如果在粉尘飘过时当地下起了雨,显然将会加速粉尘的 沉积,那样的雨水是不能喝的——不能长期饮用,但如果能保证你不脱水,那还是好处大于坏处的。

3. 牛奶是杀手、蔬菜是刺客

如果你所在地区在急性期后处于每个月30毫西弗剂量或者终身剂量估计在1000毫西弗以上,则需要永远地撤出。麻烦在于,大多数人没能力测辐射剂量,而且很多人在此类事件发生后难以信任官方数据。对于受影响的辐射范围大致可以以300公里为界,当然,因为放射性元素主要 随粉尘而致,风向对这个范围有较大影响。在这个范围内,牛奶是杀手,蔬菜是刺客。

为什么牛奶与蔬菜是最重要的辐射中介呢?因为它们在食品中的生产周期最短,可以迅速地把粉尘带来的放射性元素带入人体。地表水的安全性显著低于地下水,对于大多数的城市用水来说,多取自地表水,因此,不宜多饮用,雨水能避则避。

在切尔诺贝利核泄漏事件之后,粉尘中含有大量的碘131,会在第一时间进入牛奶与蔬菜中,是早期的严重危害,小孩食用尤其危险,因为碘 131会积聚在甲状腺中,数年后产生甲状腺癌。碘131半衰期只有8天,因此,大约一个月后这种放射性同位素就消失得差不多了。但核泄漏粉尘中不仅仅只有 碘131,还有其它半衰期甚长的放射性同位素,比如铯137是30年,锶90是29年,足以持续一个人的一生。

这些放射性同位素进入土壤后还会被农作物积聚,因此,食物中的剂量可以大大超过环境中的分布剂量。

4. 碘预防与碘盐

人体的代谢需要激素调节,其中最重要的激素之一是甲状腺素,一种含碘的化学分子。平常每天我们需要摄入大约150微克的碘,儿童需要量约90微克,婴儿还需要更多,以支撑他们的发育需要。

由于甲状腺素对人体代谢非常重要,甲状腺就储存了大量的碘以备用,有位科普作者宣称碘一天都少不得,就闹出了专业笑话。甲状腺会根据血中碘浓度来决定吸收碘的量,如果血中碘浓度高,它就少吸收,如果碘量少,它就增加吸收力度,免得储存量不够造成碘缺乏状态。

在 核泄漏发生的初期,大量的碘131被食入,会随即被摄入甲状腺中,它们储存在甲状腺,就形成了强烈的局部辐射作用,导致此后发生甲状腺癌。针对碘131的 甲状腺癌风险,考虑到甲状腺摄入碘的特征,科学家设计了碘预防,称为碘摄入阻断。碘摄入阻断的基本原理就是在超大剂量的碘状态下,甲状腺几乎不摄入碘,即 使是摄入碘,血中绝大部分的碘都是预防用的没有放射性的碘127,因此,可以几乎完美地保护甲状腺。

美国 FDA及卫生部等相关机构推荐预防剂量见表四。首剂的有效时间是24-48小时,如果碘131风险持续,需要继续维持剂量,美国推荐维持剂量仍然每天使用 首剂剂量,可能过大。有研究表明维持剂量只需要20毫克的碘化钾即可。如前述,因为碘131半衰期短,预防不要超过2周时间,否则副作用风险大增。如果使 用碘酸钾,需要170毫克才相当于130毫克的碘化钾。

表四、美国甲状腺辐射碘化钾预防方案

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所谓完美预防是相对的,需要及时服用有效剂量的碘化钾,研究表明碘化钾的保护作用在暴露于碘131后会锐减,风险人群需要在起码于暴露后5小时内服用碘化钾。预防效果示意图见图一。

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图一、辐射避免率与服用预防性碘的及时性关系(来源:Verger 2001年)

日本的核危机导致了中国民众出现恐慌,因为传说碘能预防核辐射,中国出现了抢购碘盐的风潮。碘盐能预防核辐射么?能,也不能。

在世界卫生组织的多个文献中均有明示或者暗示碘盐有预防核辐射的作用,有科普作者急政府之所急,在宣传碘盐时恨不得碘盐把核辐射给灭了,而民众有了碘盐抢购风潮时,又巴不得碘盐没有丝毫作用,直接斥责别人读不懂文献。

前 面提及两个稳定的碘127预防机制中,有一个是竞争机制,如果你在摄入碘时加大稳定碘的摄入,显然,可以减少放射性碘的摄入,不过,其作用远不能跟大剂量 的碘预防中的摄入阻断相比。碘摄入阻断中使用的剂量超过正常日需要量近千倍,而碘盐是根据日需要量设计的,真要起到阻断效果,先得把自己给咸死撑死。

在竞争机制之外,还有一个协同效应,有研究发现,碘缺乏状态者承受核辐射之后,其甲状腺发生癌症的几率大增。碘盐可以改善碘状态,因此,碘盐可以预防核辐射的后果一点都不难理解,不过,纠正碘缺乏状态需要较长时间地食用碘盐,非短期可以凑效。但总的来说,有,比没有强。

5. 把吃进来的核辐射吃出去

在核泄漏事件后期,核污染主要出现在土壤,随着食物进入人体。在急性期我们可以减少食物或者禁食高风险食品,但长期禁食是不可能的,因此, 了解一些核辐射的基本食疗常识是有益的。曾几何时,中国的科普作者把贬斥食疗当成了科学的象征,把大量的读者带入歧途,读者当理直气状地学习食疗,因为它 是现代医学的基本组成部分。因为科普作者的无知而导致自己为“科学”而放弃科学,就误人误已了。

从食疗的角度有三种方式可以减低核辐射的危害与严重程度。一是食物的准备,包括浸泡、盐渍、加热、或者把蔬菜做成泡菜,都能减少其中放射性同位素的含量,可以减少摄入。

第二种策略是减少放射性同位素的吸收以及吸收后降低组织对其摄取。比如钾与铷可以干扰铯的摄取,钙干扰锶,而三价铁则影响到钚的吸收。那么,多多地给小孩食用高钾、高铁、高钙食品显然有助于减少核辐射。

放射性同位素当然会从人体排泄,因此,第三条策略是促进其排泄。总的来说,增加小孩的排泄量是没有错的。要增加小便怎么办,当然是多喝水,大便呢?多吃菜——纤维素是形成大便主体的必要成分。合在一起,多喝汤、多喝果汁、多喝饮料、多吃高纤维食品。

在 食物中有一种神奇物质,称为果胶(Pectin),它有能力结合锶137,促进其排泄,它被做成食品添加剂(如欧洲流行的Vitapect),经过不少的 临床试验,证实它有显著的排锶作用。Vitapect是用苹果做的,内含主要是果胶,外加大量的各类维生素。因此,多给小孩吃吃苹果是必要的。中国占世界 苹果产量的1/3还多,因此,中国人有的是食疗核辐射基础。

除了苹果之外,还有柑桔属内水果,在其皮中含 有大量的果胶,不过,大家平常都不吃皮儿,偶尔把这些皮当着调味品或者中药,称为陈皮。如果你不愿吃陈皮,那么多吃果冻是没有错的,果冻要做成那种嬾嬾抖 抖而不流动的样子,就得有果胶,哪个孩子不爱果冻了?把核辐射吃出去,是有天然基础的。广东人的果占或者果酱,也差不多是一回事。

6. 莫把自己给折腾出病来

显然核辐射不是小问题,需要承受着核污染地区民众警醒,学习正确的科学知识应对它。但对大多数人来说,保持正常的理智与情绪更为重要,根据 WHO等国际组织的报告,在切尔诺贝利核泄漏事件之后,因恐慌而生病的人远远多于实际因核辐射造成的病例,恐慌往往是无知造成的,了解与计算相应风险无疑 可以减少非理性行为。

恐慌往往会造成更严重的后果,比如碘预防,其摄入剂量超出人体需要量近千倍,在没有实际风险时盲目摄入显然是跟自己的身体过不去,因为大剂量碘可以显著抑制甲状腺功能或者引起甲亢,还会产生胃肠道症状。

中国的民众要警惕来自核污染地区的食品,但也不必恐慌,地球与太阳在不紧不慢地上班工作,我们即使少吃点寿司,也不是什么大不了的事情。

如果核辐射不过避免,那么起码让我们保持淡定的心情,迎接它的来到,人类自古浸淫在辐射中,也不是那么脆弱。

通宝推:草纹,xtqntd,

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