輻射本身是一箇中性詞,並無好壞之別,只是我們在使用的時候,人為地對它加以定義,從而給人們留下一個不好的錯覺,如果世界上真的沒有了輻射的話,整個世界都將失去光彩。所謂輻射,撥開其神秘的外紗,它其實就是一種能量傳遞的方式
輻射與我們生活息息相關,可以說我們在生活中根本離不開輻射,無論是身上的衣物、腳下的土地、平時的飲食、頭頂的太陽、甚至我們自身等都是輻射源。我們聽過最多的輻射就是手機、電視等電器產生的電磁輻射,還有太陽以及一些熱源產生的熱輻射,這些輻射對我們平時的健康幾乎沒有什麼影響,也不足以讓人們感到害怕,真正讓人們色變的是輻射中的一種特殊種類——核輻射。
現在就讓我們好好了解一下核輻射究竟是個什麼東西?
1、核輻射是怎麼產生的?
我們要知道除了少部分物質是直接由原子組成,大多數物質都是由分子組成,分子再細分是由原子構成。原子又由原子核和核外電子構成,原子核在發生裂變的時候會產生新的質量較小的原子和微觀粒子,同時放出能量。這些微觀的粒子流就是我們所說的核輻射。
簡單理解的話,如果將原子比喻成一個玻璃製品,那麼裂變反應就相當於將這個玻璃製品用力摔到地上,玻璃製品會被摔成幾大瓣,同時也會有一些細小的玻璃渣子。這幾大瓣可以看做原子裂變後的質量較小的原子,而細小的玻璃渣子可以看做裂變產生的核輻射。事實上,大體積的玻璃碎片對我們的危害並不大,因為我們會輕易發現並避讓,對我們危害大的反而是那些不易發現甚至看不見的碎屑。
核輻射主要包括四種類型,即α粒子、β粒子、γ射線和中子。其中α粒子即氦核,α粒子電荷移動較慢、射程較短,很容易被物質阻擋掉,外部射擊造成的傷害有限;β粒子就是高能正電子流或者負電子流;γ射線是一種能量比較高的電磁波,有很強的穿透性,能夠貫穿機體組織,對人體組織的深部造成電離損傷,從損傷角度來看,β粒子造成的損傷更大;中子即原子核中的一種中性粒子,具有更大的穿透性和殺傷力,中子穿透性高且能量可變,所以中子對人體的傷害取決於其自身的能量大小。
2、核輻射究竟對人體有哪些傷害?
核輻射一般會以兩種方式對人體造成傷害,一種是外照輻射,這種輻射源在人體外,就如同一挺機關槍直接朝我們突突;另一種叫內照輻射,它是指被輻照源汙染過的空氣、食物等,透過呼吸、進食或者接觸而進入體內,從體內向外突突。不言而喻,後者的危害性更大。
從分子層面來說,核輻射直接作用會使脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白質等生物大分子物質發生電離或者激發。不僅如此,核輻射還會使細胞內的水分發生電離,產生的自由基和過氧化氫又會使大分子的結構發生改變,從而散失活性。雖然我們人體能夠對這些受損的細胞進行修復,可是一旦這個輻照劑量超過一定限度,人體自身修復能力跟不上,就會表現出一些病症。
還有一種更加恐怖的損傷,也或許正是這種損傷的存在,才讓人們談“核”色變。這種損傷是有些流氓的,如癌症等等,它不受劑量影響,只與發生機率有關,雖然理論上,輻射劑量小發生機率也就小,可對個人來說,一旦發生就是100%。
3、那我們人體能承受多少核輻射呢?
為了描述核輻射對生物體的影響,國際上把物質吸收核輻射的能量(吸收劑量)用“戈瑞”(Gy)來表示,用“希沃特”(Sv)表示吸收量對機體的損害程度。實際上兩者可以看作是等價的,都表示核輻射對機體的影響程度大小。一般“Sv”用於人體,“Gy”用於非人體。
雖然核輻射對我們人體的危害挺大,但拋開劑量只談傷害的行為就是耍流氓,是不科學的。國際機構公佈普通公眾承受核輻射有效劑量為1mSv/年;從業人員要求連續5年的年平均有效劑量不超過20mSv/年。
許多人或許不太清楚這些劑量到底有多少。因為這不像其它類似米、千克等計量單位有具體的印象,我們用國際機構公佈的日常生活中的劑量一對比就清楚了。
首先天然輻射劑量,所謂天然輻射主要是指宇宙射線、地球本身的輻射以及體內的放射性物質,這些天然輻射的總劑量在2.4mSv/年左右。
醫療檢查的劑量一般為0.4mSv/年,隨著醫療技術水平的不同,會有一些波動,一般在0.04~1.0之間。放射治療的劑量在0.03mSv/年左右,醫用同位素在0.002mSv/年左右,在醫院照一次X光所受的輻射劑量約為0.02mSv/次;乘坐飛機一小時的輻射劑量約為0.00425mSv。
4、核電站周圍核輻射劑量是不是很高?
按照國際機構公佈資料,核電站周圍的有效輻射強度為0.01mSv/年左右。
或許有人會覺得核電站的輻射怎麼可能這麼低,核電站利用核裂變產生的能量,核輻射應該很高才對。
事實上,核裂變所產生的核輻射劑量確實很大,但核電站有著多級的完善的防護和限制措施,牢牢地將裂變所產生的核輻射限制在一定的區域內。
現在的核電站基本上都有三道安全屏障:
第一道屏障是燃料芯塊和包殼,核裂變所產生的放射性物質98%都被限制在芯塊之中,而燃料芯塊又密封在包殼之中,可以進一步有效的防止裂變產物進入到一回路管道。
第二道安全屏障是壓力容器和一回路系統,壓力容器可以形象地理解成一個厚20多釐米的大鋼製儲存罐,可以在包殼出現破裂的時候將放射性物質限制在這個罐子內,防止放射性物質洩漏到空氣之中。
第三道安全屏障是安全殼,所謂的安全殼就是我們可以看到的那個大的圓柱形的建築,使用鋼筋混凝土澆築而成,厚度達90釐米,可以承受飛機撞擊而保證無損。
在這三道安全屏障的保護下,核電站對周圍的輻射影響遠遠低於天然輻射。只要我們正確地認清核輻射,核輻射對公眾來說就不是一隻令人談之色變的老虎了。