《核與輻射防護(hù)手冊(cè)》
【基本信息】
作者:陳竹舟 葉常青 主編
出版社:科學(xué)出版社
出版時(shí)間:2011年4月1日
【內(nèi)容簡(jiǎn)介】
在核能開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,先后發(fā)生的1979年美國(guó)三哩島核電站事故、1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核泄漏事故、2011年日本福島核電站重大核泄漏危機(jī)在公眾中引起了廣泛的焦慮和恐慌情緒。
本書通過(guò)問(wèn)答的形式,系統(tǒng)、科學(xué)、全面地講解了有關(guān)放射性的基本知識(shí)、電離輻射對(duì)人體健康的影響、核與輻射突發(fā)事件的特征和可能后果,在此基礎(chǔ)上圖文并茂地介紹了公眾必備的一些防護(hù)措施,這些措施科學(xué)、簡(jiǎn)練、實(shí)用性強(qiáng)。
本書語(yǔ)言通俗易懂,適合社會(huì)公眾閱讀和收藏,更是城鄉(xiāng)社區(qū)、企事業(yè)單位、大中小學(xué)校等社會(huì)機(jī)構(gòu)和團(tuán)體進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)教育的必備手冊(cè)。
【目錄】
前言
第一章 放射性基本知識(shí)
1.什么是核與輻射突發(fā)事件/ 3
2.從居里夫人發(fā)現(xiàn)釙、鐳談起——什么是放射性/ 5
3.輻射與我們有關(guān)嗎——什么是電離輻射和非電離輻射/ 6
4.α射線、β射線和γ射線有些什么特點(diǎn)/ 7
5.中子射線有什么特點(diǎn)/ 9
6.你受過(guò)X射線照射嗎——X射線及其特點(diǎn)/ 9
7.觀看電視和使用計(jì)算機(jī)對(duì)健康會(huì)有危害嗎/10
8.放射性強(qiáng)弱可以度量嗎——放射性活度與單位/11
9.為什么時(shí)間長(zhǎng)了,有的放射性物質(zhì)的放射性變?nèi)?,甚至消失不?jiàn)——放射性半衰期/12
10.輻射對(duì)人體的作用怎么度量——輻射測(cè)量/13
11.我們時(shí)時(shí)刻刻在接觸放射性——天然放射性/14
12.人類也在制造放射性——人工放射性/16
13.警惕居室中的危害——什么是氡/16
14.常見(jiàn)放射性核素/18
15.心臟起搏器的能源——钚/19
16.火災(zāi)報(bào)警的衛(wèi)士——镅/21
17. 從發(fā)現(xiàn)天然放射性到制造原子彈——鈾/23
18.殺死癌細(xì)胞的一把刀子——放射性鈷/24
19.核試驗(yàn)造成環(huán)境放射性污染的重要標(biāo)志物——放射性鍶/26
20.核電站事故造成環(huán)境放射性污染的重要元素——放射性銫-137/27
21.核電站事故造成環(huán)境放射性污染的另一種重要元素——放射 性碘/28
22.什么是氚/30
23.輻射源、放射源和射線裝置都能產(chǎn)生放射線嗎/31
24.什么是密封放射源、非密封放射源/32
25.放射性標(biāo)志與常見(jiàn)密封放射源的外觀/33
26.日常生活中會(huì)遇到放射性廢物嗎——什么是放射性廢物/35
27.正常情況下,人們一般受到哪些天然輻射照射/36
28.人們一般受到哪些人工輻射的照射/37
29.孕婦可以乘飛機(jī)嗎——宇宙射線對(duì)空中飛行人員的照射/39
30.什么是職業(yè)照射,職業(yè)照射對(duì)工作人員所致劑量有多大,國(guó)家對(duì)職業(yè)照射有什么限制/40
31.地下場(chǎng)所作業(yè)人員受到的輻射照射/42
32.生活在核電站周圍安全嗎——核電站周圍居民受到的輻射照射/44
33.什么是醫(yī)療照射,不同診治措施對(duì)患者會(huì)造成多大劑量的照射,為什么對(duì)醫(yī)療照射沒(méi)有規(guī)定劑量限值/45
34.在醫(yī)療照射中哪些問(wèn)題需要引起注意/47
35.什么是外照射,外照射途徑是什么/49
36.什么是內(nèi)照射,內(nèi)照射途徑是什么/50
第二章 電離輻射對(duì)人體健康的影響
37.人類逐漸認(rèn)識(shí)到放射性可能危及健康/55
38.電離輻射的健康效應(yīng)有哪些/56
39.從白內(nèi)障談起——什么是確定性健康效應(yīng)/57
40.從白血病談起——什么是隨機(jī)性健康效應(yīng)/58
41.輻射誘發(fā)癌癥的危險(xiǎn)有多大/60
42.輻射誘發(fā)人類遺傳效應(yīng)還有待進(jìn)一步證實(shí)/61
43.孕婦受到輻射照射后會(huì)有什么后果/62
44.關(guān)注孕婦接受的醫(yī)療照射/63
45.兒童受到輻射照射后會(huì)有什么后果/65
46.兒童接觸醫(yī)療照射時(shí)應(yīng)注意什么事項(xiàng)/65
47.放射性可以測(cè)量嗎,環(huán)境放射性怎么測(cè)量/67
48.個(gè)人受照劑量怎么測(cè)量/68
49.怎么知道體內(nèi)已受到放射性污染/70
50.對(duì)應(yīng)急響應(yīng)工作人員受照劑量的控制有哪些規(guī)定/71
第三章 核與輻射突發(fā)事件的特征與可能后果
51.恐怖分子可能通過(guò)什么途徑制造核與輻射恐怖事件/75
52.核與輻射恐怖事件的主要危害是什么/76
53.什么是放射性散布裝置/77
54.放射性散布事件的特征和后果是什么/78
55.警惕危險(xiǎn)放射源的危害——放射源分類/79
56.防止危險(xiǎn)放射源落入恐怖分子手中——放射源的保安/81
57.恐怖活動(dòng)離我們有多遠(yuǎn)——當(dāng)前的反恐形勢(shì)/82
58.無(wú)知釀成悲劇——巴西戈亞尼亞銫源事故/84
59.廢源管理失控闖下大禍——國(guó)內(nèi)兩起鈷源事故/86
60.什么是核材料/88
61.恐怖分子是如何非法獲得核材料的/89
62.放射性散布事件發(fā)生的可能性有多大/91
63.向水源或水體投放放射性物質(zhì)的可能后果是什么/91
64.什么是核設(shè)施、核活動(dòng)/92
65.什么是核電站/93
66.我國(guó)有哪些主要核設(shè)施/95
67.核設(shè)施有防范恐怖襲擊的能力嗎/96
68.核設(shè)施遭受恐怖襲擊后可能有什么后果/98
69.三哩島核電站事故對(duì)環(huán)境造成重大放射性污染了嗎/99
70.切爾諾貝利核電站事故到底死了多少人/100
71.核電站會(huì)像原子彈一樣爆炸嗎/101
72.日本JCO事故的影響范圍有多大/102
73.日本美濱核電站蒸汽泄漏事故有放射性釋放嗎/103
74.日本福島核電站事故對(duì)我國(guó)環(huán)境和公眾健康是否有影響/104
75.什么是核武器/105
76.什么是臨時(shí)拼裝的核武器/107
77.臨時(shí)拼裝的核武器爆炸的特征和可能后果是什么/108
78.貧鈾彈是核武器嗎,使用貧鈾彈對(duì)人員和環(huán)境的影響是什么/109
79.核與輻射突發(fā)事件的心理社會(huì)效應(yīng)有哪些表現(xiàn)/111
第四章 公眾防護(hù)行動(dòng)
80.核與輻射突發(fā)事件的時(shí)間階段是怎么劃分的/115
81.保護(hù)公眾的防護(hù)措施有哪些/116
82.對(duì)外照射如何進(jìn)行防護(hù)/116
83.對(duì)內(nèi)照射如何進(jìn)行防護(hù)/117
84.早期的防護(hù)措施是什么/118
85.中期的防護(hù)措施是什么/118
86.晚期的防護(hù)措施是什么/119
87.公眾如何知道發(fā)生了核與輻射突發(fā)事件/119
88.一旦出現(xiàn)了核與輻射突發(fā)事件,公眾應(yīng)怎么辦/120
89.最初到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的初始響應(yīng)人員應(yīng)如何保護(hù)自己/122
90.什么情況下采取隱蔽措施,公眾應(yīng)注意什么/123
91.什么情況下采取撤離措施,撤離時(shí)應(yīng)注意什么/124
92.什么情況下需要采取個(gè)人防護(hù)措施,公眾應(yīng)注意什么/126
93.什么情況下服用穩(wěn)定性碘/127
94.服用穩(wěn)定性碘應(yīng)注意什么/129
95.什么情況下需要采取避遷措施,應(yīng)注意什么問(wèn)題/130
96.什么情況下需要采取永久性重新定居的措施,應(yīng)注意什么問(wèn)題/131
97.什么情況下需要對(duì)地區(qū)或通道實(shí)施控制或封鎖,采取這一措施的主要困難是什么/ 132
98.什么情況下應(yīng)控制食物與飲水,公眾應(yīng)注意什么/ 132
99.什么情況下需要消除放射性污染,公眾應(yīng)注意什么/ 134
100.怎么知道自己的房屋和其他財(cái)產(chǎn)受到放射性污染/ 135
101.什么情況下需要進(jìn)行地區(qū)去污與恢復(fù)措施/ 136
102.在突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)伴有外傷的放射性污染傷員時(shí),公眾應(yīng)如何自救、互救/ 137
103.哪些傷員可在普通醫(yī)院治療/ 137
104.公眾在突發(fā)事件中及事件后應(yīng)如何控制情緒和保持良好的心態(tài)/ 139
105.哪些人員應(yīng)接受心理衛(wèi)生方面的幫助/ 140
106.在突發(fā)事件中為什么要對(duì)兒童、老人、殘疾人、孕婦和年輕婦女采取特別保護(hù)/ 141
附錄/ 143
【前言】
2011年3月11日,必將成為全世界共同銘記的災(zāi)難時(shí)刻。這一天,日本發(fā)生了9級(jí)大地震。這突如其來(lái)的大地震及其引發(fā)的大海嘯,不僅造成日本民眾的大量傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,數(shù)萬(wàn)人下落不明,還導(dǎo)致了核泄露及輻射污染。
眾所周知,由于核的特殊性,各國(guó)核與輻射相關(guān)設(shè)施通常有著十分嚴(yán)格的安全和保障措施,發(fā)生核與輻射泄露、污染的可能性非常小。但我們必須清醒地意識(shí)到,核與輻射的危險(xiǎn)還是存在的。
為此,我們非常希望能及時(shí)出版一本面向全民普及核與輻射相關(guān)知識(shí)的讀物,幫助公眾消除疑惑和恐懼,增強(qiáng)科學(xué)正確的防護(hù)自救能力。其實(shí)早在2006年,中國(guó)工程院就在其課題成果的基礎(chǔ)上,出版了科普?qǐng)D書《如何應(yīng)對(duì)核與輻射恐怖》,該書在公眾反恐領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注和好評(píng)。因此,我們迅速對(duì)其進(jìn)行了一些小的修訂和改版,并定名為《核與輻射防護(hù)手冊(cè)》,在2011年4月初出版了第一版??紤]到讀者的需要以及當(dāng)前公眾關(guān)心的問(wèn)題,之后我們針對(duì)日本福島核電站事故對(duì)第一版又做了一些補(bǔ)充,主要是增加了有關(guān)核電站的內(nèi)容,并對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新。
核與輻射突發(fā)事件的影響是多方面的,我們只有及時(shí)掌握一些基本知識(shí),才能更好地判斷和應(yīng)對(duì),包括采取正確的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)自我防護(hù)和救助,同時(shí)也避免一些不必要的恐慌,共同努力將社會(huì)和個(gè)人損失降到最低。
本書的作者都是資深的專業(yè)技術(shù)人員,他們?cè)谧鹬刂R(shí)、尊重事實(shí)的前提上撰寫了這本科普小冊(cè)子,但難免可能仍存有不妥之處,敬請(qǐng)讀者指正。
中國(guó)工程院院士 潘自強(qiáng)
2011年3月
第一章 放射性基本知識(shí)
1. 什么是核與輻射突發(fā)事件
核與輻射突發(fā)事件,首先,它是一種突發(fā)事件,是一種不在預(yù)料之中的、突然發(fā)生的對(duì)社會(huì)與公眾的健康和安全、對(duì)環(huán)境或?qū)?guó)家和私人財(cái)產(chǎn)等具有重大危害的大事情;其次,它應(yīng)是涉及核與輻射影響的突發(fā)事件,也即與放射性有關(guān)的突發(fā)事件。
核與輻射突發(fā)事件可以是核設(shè)施(如核電站、研究堆)或核活動(dòng)(如核技術(shù)應(yīng)用、放射性物質(zhì)運(yùn)輸)中發(fā)生的重大事故,也可以是核與輻射恐怖襲擊事件。它們都可能導(dǎo)致放射性物質(zhì)污染環(huán)境或使工作人員、公眾受到過(guò)量的照射。1986年發(fā)生在蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的事故以及2011年3月12日發(fā)生在日本福島第一核電站的事故就是這種突發(fā)事件的實(shí)例。由大地震和海嘯引發(fā)的、涉及4個(gè)核電機(jī)組的日本福島第一核電站事故到目前為止還沒(méi)有得到完全的控制,向環(huán)境中釋放放射性物質(zhì)也還在持續(xù)中。關(guān)于日本福島核電站事故可能對(duì)我國(guó)產(chǎn)生的影響,可由國(guó)家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會(huì)在2011年4月2日權(quán)威發(fā)布的信息來(lái)說(shuō)明:日本福島核電站事故不會(huì)對(duì)我國(guó)環(huán)境及境內(nèi)公眾健康造成危害,無(wú)需采取任何防護(hù)措施。
為了在世界范圍內(nèi)有一個(gè)與媒體和公眾就發(fā)生的核與輻射事故(事件)及其特征、后果進(jìn)行溝通的共同尺度,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)和經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能機(jī)構(gòu)(OECD/NEA)制定了國(guó)際核與輻射事件分級(jí)表(INES)。該表于1990年發(fā)布,幾經(jīng)修改,2008年發(fā)布最新版。
INES將事件分為7級(jí)。1~3級(jí)稱為“事件”,4~7級(jí)稱為“事故”,沒(méi)有安全意義的事件則稱為0級(jí)。各事件按照嚴(yán)重性遞增進(jìn)行排列,其中,事件又分為異常、一般事件和重大事件,事故分為影響范圍有限的事故(4級(jí))、影響范圍較大的事故(5級(jí))、重大事故(6級(jí))和特大事故(7級(jí))。按照INES分級(jí),蘇聯(lián)1986年發(fā)生的切爾諾貝利事故屬于7級(jí);1979年的美國(guó)三厘島事故為5級(jí),1999年的日本JCO事故為4級(jí)。本書出版時(shí)發(fā)生的日本福島核電站事故,日本政府開(kāi)始定為4級(jí),現(xiàn)提升為5級(jí),但國(guó)際比較普遍地認(rèn)為該事故應(yīng)屬于5~6級(jí)。
使用INES便于以國(guó)際上協(xié)調(diào)一致的方式迅速向媒體和廣大公眾通報(bào)有關(guān)核與輻射突發(fā)事件的安全重要性和后果嚴(yán)重程度,有利于政府、媒體、公眾取得共同的理解。
2.從居里夫人發(fā)現(xiàn)釙、鐳談起——什么是放射性
放射性的發(fā)現(xiàn),已經(jīng)有100多年了。最早發(fā)現(xiàn)放射性的是法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾。1896年貝克勒爾在研究鈾礦的熒光現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)鈾鹽礦發(fā)射著類似X射線的穿透性輻射。兩年之后,法國(guó)物理學(xué)家居里夫人從鈾礦中發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)能發(fā)射射線的新元素——釙,四年后她又發(fā)現(xiàn)了鐳,居里夫人建議把物質(zhì)能夠自發(fā)發(fā)出射線的性質(zhì)稱之為放射性,放射性的名稱就是這樣產(chǎn)生的。
大家都知道,世界上一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的,原子又是由帶正電的原子核和圍繞著原子核的帶負(fù)電的電子組成的。大多數(shù)核素的原子核是穩(wěn)定的,但也有一些核素的原子核不穩(wěn)定,能發(fā)射出放射線。具有放射性的核素被稱為放射性核素。放射性核素發(fā)射出放射線后將變成新的同位素,新同位素可能是放射性同位素,也可能是穩(wěn)定同位素,而這一過(guò)程則稱為放射性衰變。
3.輻射與我們有關(guān)嗎——什么是電離輻射和非電離輻射
我們天天在和輻射打交道,只是我們自己并不一定意識(shí)到。
太陽(yáng)光、紫外線、熱、聲、電磁波,這些都是輻射。但當(dāng)人們談?wù)撦椛鋾r(shí),首先想到的卻很可能是a(阿爾法)射線、b(貝塔)射線、g(伽馬)射線等這一類輻射。
可以把輻射分為兩類。一類是電離輻射,這是指a、b、g、X、中子等放射線。之所以稱其為電離輻射,是因?yàn)檫@些射線能夠直接或間接地使物質(zhì)電離(即原子或分子獲得或失去電子而成為離子)。電離輻射按粒子帶電情況又可以稱為帶電粒子輻射(如a、b粒子)和不帶電粒子輻射(如中子、X和g射線)。另一類輻射稱為非電離輻射,如可見(jiàn)光、紫外線、聲輻射、熱輻射和低能電磁輻射。
目前人們對(duì)電離輻射環(huán)境影響的考慮,仍然主要集中在保護(hù)人類健康上,但對(duì)非人類物種的保護(hù)也已引起廣泛和高度重視。
4.a射線、b射線和g射線有些什么特點(diǎn)
a射線,又稱a粒子流。a粒子是高速運(yùn)動(dòng)的帶正電的氦原子核。由于a粒子是帶正電的重粒子,質(zhì)量大、電荷多,電離本領(lǐng)大,但穿透能力差。在a、b、g三種射線中,a射線的穿透能力最差,在空氣中的射程只有1~2厘米,通常用一張紙就可以擋住a粒子。但a射線的電離能力卻是三種射線中最大的,穿過(guò)空氣時(shí)可以使空氣變?yōu)閷?dǎo)體。
許多放射性核素能自發(fā)發(fā)射a射線,如鈾、鐳和钚。
由a射線的特征可以知道,防護(hù)來(lái)自外部的a射線是比較容易的,或者說(shuō),a射線只要不進(jìn)入體內(nèi),對(duì)人體是不會(huì)有大的影響的。但如果a放射性物質(zhì)經(jīng)吸入、食入或由傷口等途徑進(jìn)入到人體,由于其釋出的a粒子具有強(qiáng)的電離能力,會(huì)對(duì)鄰近的組織產(chǎn)生較大照射,對(duì)人體的影響要大于其他射線。
b射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流,帶負(fù)電荷,質(zhì)量很小,貫穿本領(lǐng)比a粒子強(qiáng),電離能力比a粒子弱。b射線在空氣中的射程,因其能量不同而有較大差異,一般為幾米。通常用一般的金屬板或有一定厚度的有機(jī)玻璃板、塑料板就可以較好地阻擋b射線對(duì)人的照射。
許多放射性核素能自發(fā)發(fā)射b射線,如氚、碳-14和鍶-90。
b射線具有一定的穿透本領(lǐng)和電離能力,容易被人體表面組織所吸收,引起組織表層的損傷,由體內(nèi)b放射性物質(zhì)釋出的b射線也可能對(duì)健康產(chǎn)生一定的影響。從保護(hù)人的健康考慮,既要注意防止外部b射線的直接照射,防止高能b粒子可能引起的皮膚燒傷,也要防止吸入被b放射性物質(zhì)污染的空氣或食入污染的食物,并避免皮膚(特別是傷口)被污染。g射線是波長(zhǎng)很短的高能電磁波,它不帶電,不具有直接電離的能力,但可以通過(guò)和物質(zhì)的相互作用,間接引起電離效應(yīng)。g射線具有很強(qiáng)的穿透能力。不同放射性核素發(fā)射的g射線,能量可以有很大差異,因而g射線在空氣中的射程也是不同的,通常為幾百米(注意:某一放射源向空氣中發(fā)射g射線,放射源周圍四面八方都將接收到g射線。隨著離源距離增大,接收g射線的球面積迅速增長(zhǎng),g射線的強(qiáng)度迅速變小,幾百米后g射線的強(qiáng)度一般已很?。?。要想有效阻擋g射線,一般需要采用厚的混凝土墻或重金屬(如鐵、鉛)板塊。
許多放射性核素能自發(fā)發(fā)射g射線,如在核技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)常使用的鈷-60、銥-192等。
g射線穿透力強(qiáng),不直接引起電離效應(yīng),因此,從保護(hù)人體健康考慮,要特別注意防止外部g射線的照射。
6.你受過(guò)X射線照射嗎——X射線及其特點(diǎn)
在各種放射線中,人們通常接觸最多的就是X射線。大大小小的醫(yī)院幾乎都設(shè)置有放射科,而男女老少大多在這里接受過(guò)X射線透視或照相,以檢查、診斷身體各器官、組織功能和結(jié)構(gòu)的改變。在工業(yè)等領(lǐng)域,X射線也有廣泛應(yīng)用。
X射線和g射線一樣,是一種高能電磁輻射,有較強(qiáng)的穿透能力,且只有通過(guò)與物質(zhì)相互作用,才能使物質(zhì)間接地產(chǎn)生電離效應(yīng)。X射線與g射線的不同之處在于:①其能量低于g射線;②產(chǎn)生的機(jī)制不同,g射線由放射性核素自發(fā)衰變釋放出,而X射線通常是高速電子轟擊金屬靶產(chǎn)生的。
要有效阻擋X射線,一般需要采用重金屬板塊,從保護(hù)人體出發(fā),同樣需要特別注意來(lái)自外部的X射線照射。但對(duì)低能量的軟X射線(如來(lái)自電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的低能量軟X射線),由于其能量很低,比較容易對(duì)它加以屏蔽(電視機(jī)或計(jì)算機(jī)的顯示屏就能很好地阻擋軟X射線)。
7.觀看電視和使用計(jì)算機(jī)對(duì)健康會(huì)有危害嗎
信息時(shí)代的到來(lái),計(jì)算機(jī)和電視機(jī)不僅遍及辦公室的各個(gè)角落,而且已經(jīng)深入到千家萬(wàn)戶。因而,計(jì)算機(jī)和電視機(jī)視屏的電離輻射也成為人們非常關(guān)心的問(wèn)題。為此,在20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)有關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)此做過(guò)調(diào)查。監(jiān)測(cè)對(duì)象包括國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)終端(多為20世紀(jì)80年代后期生產(chǎn))200余臺(tái)、黑白和彩色電視機(jī)共30多種。
監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,從這兩類視屏泄漏出來(lái)的X射線是低能X射線。由于視屏吸收了大部分X射線,尚可穿透的X射線對(duì)人體產(chǎn)生的照射劑量極低,人們無(wú)需擔(dān)心看電視或使用計(jì)算機(jī)會(huì)使身體受到輻射傷害。
在日常生活中,確有一些長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)工作的人員反映出現(xiàn)一些不適的癥狀,這與較長(zhǎng)時(shí)間不合適的體位造成的疲勞有關(guān)。所以,這類工作人員應(yīng)注意有合適的工作體位和良好的作息制度,以減輕可避免的疲勞(包括眼疲勞)。
9.為什么時(shí)間長(zhǎng)了,有的放射性物質(zhì)的放射性變?nèi)?,甚至消失不?jiàn)——放射性半衰期
人們?cè)谑褂没虮4娣派湫晕镔|(zhì)的過(guò)程中可能發(fā)現(xiàn)某些放射性物質(zhì)的放射性隨時(shí)間的推移不斷變?nèi)酰踔料Р灰?jiàn)(儀器也測(cè)量不到?。?。這說(shuō)明,放射性物質(zhì)隨時(shí)間有減弱的趨勢(shì),但這種趨勢(shì)又因放射性核素的不同而有很大差異。于是引入放射性半衰期的概念。放射性半衰期是放射性核素因放射性衰變而使其活度降低到原來(lái)的一半時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。放射性半衰期通常用符號(hào)T1/2表示。
不同放射性核素的放射性半衰期差異很大。短的只有幾天、幾小時(shí)、幾分鐘,甚至不到1秒鐘,長(zhǎng)的卻可達(dá)幾千年、幾萬(wàn)年,甚至是幾億年、幾十億年。以比較常見(jiàn)的放射性核素為例,氡為3.82天,碘-131約為8天,鈷-60為5.3年,氚為12.3年,鍶-90為29.1年,銫-137為 30.0年,鐳-226為1.6×103年,鉀-40則長(zhǎng)達(dá)1.3×109年。一般來(lái)說(shuō),天然放射性核素的半衰期較長(zhǎng),而多數(shù)人工放射性核素的半衰期都較短。
按照半衰期的概念,一定量的放射性核素放置一個(gè)半衰期的時(shí)間,其放射性活度將減一半;放置6個(gè)半衰期,將減至原來(lái)的1/64;而放置10個(gè)半衰期后,放射性活度只約為原來(lái)的1/1000。由此可知,讓短半衰期的放射性物質(zhì)擱置一定時(shí)間后,可使其放射性活度降低到很低而不致對(duì)人體的健康產(chǎn)生影響;但對(duì)長(zhǎng)半衰期的放射性核素,有限的時(shí)間對(duì)其放射性活度的減少幾乎不起作用。
在各種輻射中,由X射線裝置產(chǎn)生的X射線就不存在半衰期的概念,因?yàn)橹灰P(guān)掉X射線裝置,也就不產(chǎn)生X射線了。
11.我們時(shí)時(shí)刻刻在接觸放射性——天然放射性
放射性看不見(jiàn)、聞不著,無(wú)聲無(wú)味、無(wú)色無(wú)嗅。由于有些人把它與原子彈爆炸直接相關(guān)聯(lián),于是有一些人感到放射性可怕、神秘,甚至產(chǎn)生“恐核”的心理。
其實(shí),從地球誕生的時(shí)刻起,放射性就已經(jīng)存在。我們的生活環(huán)境中,可以說(shuō)是放射性無(wú)時(shí)不有、無(wú)處不在。天上、地下、水里、海中、吃的、住的、用的,乃至人體肌肉組織和骨骼都存在有放射性。一句話,我們天天在接觸放射性,只是自己并沒(méi)有感覺(jué)到。
我們把天然存在的放射性稱為天然放射性。把天然存在的能自發(fā)釋放出射線的核素,稱為天然放射性核素,如鉀-40及鈾、釷等放射性核素。
人們受到的天然放射性的照射,來(lái)源于下列3個(gè)方面:①宇宙射線。宇宙射線是來(lái)自宇宙空間的射線,包括初級(jí)宇宙射線和次級(jí)宇宙射線。前者是直接來(lái)自宇宙空間的質(zhì)子和重帶電粒子,后者則是初級(jí)宇宙射線進(jìn)入大氣層與空氣作用后產(chǎn)生的中子、質(zhì)子、π介子和K介子等。離海平面越高,宇宙射線的照射越強(qiáng)。②土壤、巖石以及建筑物等中存在的天然放射性核素(如放射性鈾、釷及其衰變產(chǎn)物鐳、氡)及鉀-40等。③人體內(nèi)的放射性,包括鉀-40及通過(guò)呼吸和飲食進(jìn)入人體內(nèi)的天然放射性物質(zhì)。
由于天然放射性核素的分布并不是均勻的,不同地區(qū)的人們所接受的來(lái)自天然放射性的照射水平也會(huì)不同,但時(shí)時(shí)處處都要接受天然放射性照射則是相同的。
通常把來(lái)自天然放射性的照射稱為天然輻射。
12.人類也在制造放射性——人工放射性
人類出于各種目的也生產(chǎn)、制造了很多具有放射性的核素,我們稱其為人工放射性核素。含人工放射性核素的物質(zhì)稱人工放射性物質(zhì)。人工放射性核素、放射性物質(zhì)所具有的放射性就稱之為人工放射性。很顯然,人工放射性核素并不是指自然界中原本就有的,而是人為制造出來(lái)的那些核素。許多人工放射性核素已經(jīng)被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和科研、教學(xué)等領(lǐng)域。
目前人類生存環(huán)境中存在的人工放射性,主要來(lái)源于從20世紀(jì)50~80年代(主要是1962年底以前)的大氣層核試驗(yàn),主要的人工放射性核素有鍶-90、碘-131和銫-137等。核電及核燃料循環(huán)過(guò)程中也向環(huán)境釋放一定量的人工放射性核素,但數(shù)量極少。人工放射性的第三個(gè)來(lái)源是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和教學(xué)中的放射性同位素的應(yīng)用。此外,已發(fā)生的核或輻射事故也是人類生存環(huán)境中存在的人工放射性的來(lái)源之一。
13.警惕居室中的危害——什么是氡
有人把氡氣比做“無(wú)形的殺手”,這多少有些夸大其詞,但氡對(duì)人的健康有害,則是千真萬(wàn)確的。世界衛(wèi)生組織已把氡列為19種致癌物質(zhì)之一,研究成果也已表明氡吸入是僅次于吸煙的第二大致肺癌因素。
氡是天然放射性惰性氣體(故也稱氡氣),無(wú)色無(wú)嗅,可溶于水,其化學(xué)符號(hào)為Rn。氡有很多放射性同位素,都是天然放射性衰變系(指天然放射性核素衰變系列,每一種母體放射性核素衰變?yōu)橄乱粋€(gè)子體放射性核素,繼續(xù)下去,直到形成一種穩(wěn)定性核素)的中間產(chǎn)物。其中半衰期最長(zhǎng)的同位素是氡-222(半衰期3.82天),前面所說(shuō)的氡通常就是指氡-222。
氡-222的放射性子體均屬固態(tài)放射性核素,能在空氣中形成氣溶膠,被人們吸入后,容易被呼吸道截留而誘發(fā)肺癌。
氡-220是氡的另一個(gè)同位素,半衰期為55秒。由于氡-220是釷-222的衰變產(chǎn)物,也把它稱為釷射氣。在我國(guó),已發(fā)現(xiàn)泥土房和窯洞中氡-220的濃度較高,并開(kāi)始引起人們的關(guān)注。
氡無(wú)所不在,遍布在我們的生活環(huán)境之中,而我們需要特別警惕的是室內(nèi)的氡。室內(nèi)的氡氣可以來(lái)自地基下的土壤,也可來(lái)自各種建筑材料,或來(lái)自空氣或用水。一般地下室、窯洞或土坯房子的氡氣濃度較高,而通風(fēng)不好也會(huì)導(dǎo)致氡氣積累而使?jié)舛壬?。因此,為了減少氡及其子體的危害,要保持室內(nèi)通風(fēng)良好。此外,還可采取其他措施來(lái)降低氡濃度。
26.日常生活中會(huì)遇到放射性廢物嗎——什么是放射性廢物
人們對(duì)“放射性廢物”這一名詞可能并不陌生,因?yàn)閺膱?bào)刊或電視廣播中經(jīng)常會(huì)看到或聽(tīng)到,但絕大多數(shù)人一生中也許都不會(huì)遇到或接觸放射性廢物,這是因?yàn)榉派湫詮U物的產(chǎn)生量并不大,而且有關(guān)部門對(duì)放射性廢物實(shí)施了嚴(yán)格的管理。
所謂放射性廢物是指含有放射性核素或?yàn)榉派湫院怂厮廴?,且濃度或比活度高于審管部門規(guī)定的某一水平(低于該水平,可不受審管機(jī)構(gòu)控制——意味著對(duì)環(huán)境和公眾不產(chǎn)生輻射危害)、預(yù)期不會(huì)再被利用的廢棄物。
放射性廢物包括放射性廢氣、廢水和固體廢物。這些放射性廢物主要來(lái)源于核設(shè)施。在城市,因核技術(shù)、放射性同位素應(yīng)用(特別是醫(yī)院)也會(huì)產(chǎn)生少量放射性廢物,但它們的活度一般較低。
包括我國(guó)在內(nèi)的世界各有關(guān)國(guó)家都對(duì)放射性廢物從產(chǎn)生到最終處置(與人類生物圈安全隔離)實(shí)施全過(guò)程的嚴(yán)格的安全管理。放射性廢氣、廢水都經(jīng)過(guò)工藝處理、凈化,達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后才排入環(huán)境;固體放射性廢物最終要通過(guò)多重屏障隔離體系,使放射性核素在衰變到安全水平之前不進(jìn)入人類生物圈。為此,對(duì)中低放固體廢物采用近地面處置,而對(duì)長(zhǎng)壽命α放射性廢物和高放廢物采用深地質(zhì)處置。國(guó)際上有關(guān)高放廢物處置技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)表明,廣大公眾擔(dān)心的核電發(fā)展過(guò)程產(chǎn)生的高放廢物的最終安全處置是可以實(shí)現(xiàn)的。
已經(jīng)采取的許證制度、質(zhì)量保證體系、安全評(píng)價(jià)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度以及三廢處理設(shè)施與主體工程的三同時(shí)制度等確保放射性廢物的安全管理。
應(yīng)注意防范恐怖分子利用放射性廢物作為臟彈的材料。高、中放廢液儲(chǔ)存設(shè)施因其包容的放射性總活度高,潛在危險(xiǎn)大,更應(yīng)做好防范恐怖襲擊的發(fā)生。
28.人們一般受到哪些人工輻射的照射
某些人類實(shí)踐活動(dòng)或發(fā)生涉及輻射的事件、事故會(huì)導(dǎo)致向人類生活環(huán)境釋放一定的放射性物質(zhì)使人受到人工輻射源的照射。人受到的人工輻射照射主要來(lái)自于核武器試驗(yàn)和生產(chǎn)、核能生產(chǎn)和核技術(shù)應(yīng)用、核事故,以及電離輻射在醫(yī)學(xué)診斷和治療中的應(yīng)用。
大氣核試驗(yàn)是環(huán)境中人工輻射源的主要來(lái)源。1945~1980年,世界范圍內(nèi)共進(jìn)行了543次大氣層核試驗(yàn)。核爆炸產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物和其他放射性核素一部分在試驗(yàn)場(chǎng)附近區(qū)域沉積,大部分進(jìn)入大氣對(duì)流層和平流層,在全球范圍遷移、彌散,造成全球性落下灰沉降,并通過(guò)外照射、吸入、食入等途徑對(duì)人產(chǎn)生照射。隨著大氣層核試驗(yàn)的終止,大氣層核試驗(yàn)沉降灰的影響也逐漸減弱。目前僅存在極少量長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物(如鍶-90、銫-137)及氫-3、碳-14等放射性核素,吸入途徑引起的照射也基本不起作用。據(jù)估計(jì),以往大氣層核試驗(yàn)產(chǎn)生的全球平均個(gè)人有效劑量為5微希沃特(北半球要高于南半球)。
核能生產(chǎn)也會(huì)向環(huán)境釋放少量放射性核素,引起對(duì)人的照射。全球平均核能生產(chǎn)所造成的公眾年個(gè)人有效劑量很小,約為0.0002微希沃特。核設(shè)施附近的公眾可能會(huì)受到稍大的輻射劑量,但也不高。以我國(guó)內(nèi)地運(yùn)行的核電站為例,其放射性流出物年平均排放生產(chǎn)的公眾年最大個(gè)人有效劑量為1.69微希沃特。
核技術(shù)應(yīng)用中僅有極少量的放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境中,除非發(fā)生事故,一般不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生較高的照射。
嚴(yán)重核事故是環(huán)境中人工輻射源的重要來(lái)源之一。已發(fā)生的重大核事故中,除蘇聯(lián)的切爾諾貝利事故和美國(guó)衛(wèi)星重返地球的事故外,其他核事故造成的環(huán)境污染都是局部的。蘇聯(lián)切爾諾貝利事故造成的對(duì)世界公眾的平均照射劑量已由1986年最大劑量的0.04毫希沃特降至2000年的0.002微希沃特。
目前還在持續(xù)中的日本福島核電站事故,其放射性釋放不僅在核電站附近地區(qū)造成明顯的放射性污染,同時(shí)也引起放射性物質(zhì)在全球范圍的運(yùn)輸和彌撒。截至2011年4月1日,我國(guó)內(nèi)地除西藏外,其他省、自治區(qū)、直轄市部分地區(qū)空氣中均監(jiān)測(cè)到來(lái)自日本福島核事故釋放的極微量的碘-131,但其對(duì)公眾可能產(chǎn)生的附加劑量極小,小于天然本底輻射劑量的萬(wàn)分之一。
醫(yī)療照射(即用于醫(yī)學(xué)診斷和治療的電離輻射的照射)是人接受的人工輻射源照射的最主要的來(lái)源。因醫(yī)療保健水平的不同,不同國(guó)家、地區(qū)醫(yī)療照射劑量的大小是不同的。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球平均醫(yī)療照射產(chǎn)生的個(gè)人年有效劑量約為0.4毫希沃特,我國(guó)平均醫(yī)療照射產(chǎn)生的個(gè)人年有效劑量由20世紀(jì)90年代初的0.09毫希沃特上升到20世紀(jì)末的0.2毫希沃特。需要強(qiáng)調(diào)的是,這里給出的醫(yī)療照射劑量是全人口的平均值,對(duì)于不同的個(gè)人,醫(yī)療照射的個(gè)人有效劑量的差異是非常大的。
綜上所述,比之天然輻射源的照射,人工輻射對(duì)人的照射劑量是很小的。
34.在醫(yī)療照射中哪些問(wèn)題需要引起注意
隨著核科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)相互滲透與融合,促進(jìn)了電離輻射醫(yī)學(xué)應(yīng)用的迅速發(fā)展?!熬盼濉逼陂g的調(diào)查表明,我國(guó)大陸地區(qū)有各種醫(yī)用X射線機(jī)60000余臺(tái),X射線CT裝置約4000臺(tái),可用于活體生化顯像的正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像裝置(PET)13臺(tái);用于放射治療的電子加速器400多臺(tái),立體定向放射治療設(shè)備(g刀和X刀)100多臺(tái)。以1998年為例,全國(guó)接受X射線診斷的達(dá)2.45億人次,施行臨床核醫(yī)學(xué)檢查的72.5萬(wàn)人次,接受放射性核素治療的7.5萬(wàn)人次,給予遠(yuǎn)距離或近距離放射治療的約50萬(wàn)例。因此,如何合理地使用醫(yī)療照射,做到既能發(fā)揮醫(yī)療照射的診治效果,又能保證受檢者和患者的安全,需要全社會(huì)的共同努力。
首先,醫(yī)療單位應(yīng)配備性能完好的設(shè)備和相應(yīng)資格的執(zhí)業(yè)醫(yī)師。
其次,有資格開(kāi)具醫(yī)療照射檢查申請(qǐng)單或治療處方的執(zhí)業(yè)醫(yī)師應(yīng)掌握好診斷性醫(yī)療照射的適應(yīng)證,避免不必要的重復(fù)檢查,避免使用X射線透視的方法進(jìn)行篩選性普查,對(duì)于婦女和兒童的診斷性醫(yī)療照射更應(yīng)慎重。對(duì)診斷性醫(yī)療照射,要參考指導(dǎo)水平來(lái)避免不必要的過(guò)量照射;對(duì)治療性醫(yī)療照射,要求設(shè)計(jì)好治療方案,保護(hù)好腫瘤周圍的正常組織;在實(shí)施照射時(shí),盡可能對(duì)輻射敏感的器官(如性腺、晶狀體、乳腺和甲狀腺)提供恰當(dāng)?shù)钠帘?。除非有明顯的臨床指征,懷孕或可能懷孕的婦女應(yīng)避免服用放射性藥物;哺乳的婦女服用放射性藥物后,宜酌情停止喂乳,直至放射性藥物經(jīng)乳汁的分泌量不再影響到嬰兒為止;接受放射性藥物治療的患者應(yīng)在體內(nèi)的放射性核素活度降至一定水平后才能出院。應(yīng)防止發(fā)生潛在的事故性醫(yī)療照射(如病人受照劑量與處方劑量嚴(yán)重不符,或錯(cuò)發(fā)放射性藥物的劑量等,從而導(dǎo)致不良后果)。
受檢者應(yīng)該了解醫(yī)用輻射除了幫助確診某一疾病外,還會(huì)給受檢者帶來(lái)由于輻射照射引起的危害,尤其是那些輻射劑量較大的檢查,如軀干部CT檢查、上部胃腸道檢查及脊柱和骨盆檢查。因此應(yīng)根據(jù)主治醫(yī)師正確的判斷,按照適應(yīng)證去接受診斷性醫(yī)療照射。盡量使用其他無(wú)損傷性診斷方法(如B超)或受照劑量更小的方法(如短壽命放射性碘代替碘-131)。除非確有必要,應(yīng)盡量避免出于非醫(yī)學(xué)因素,如就業(yè)、法律訴訟或健康保險(xiǎn),而接受診斷性醫(yī)療照射。
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