核輻射及防護的常見問題
Q:什么是核輻射?
A:核輻射是輻射的一種。廣義上輻射是以波動形式或運動粒子形式向周圍空間或物質(zhì)傳播的能量。如聲輻射、熱輻射、電磁輻射、核輻射等。核輻射包括射線與粒子輻射。核輻射是原子核從一種結(jié)構(gòu)或一種能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)或另一種能量狀態(tài)過程中所釋放出來的微觀粒子流。核輻射可以使物質(zhì)引起電離或激發(fā),故稱為電離輻射。電離輻射又分直接致電離輻射和間接致電離輻射。直接致電離輻射包括質(zhì)子等帶電粒子。間接致電離輻射包括光子、中子等不帶電粒子。
Q:核輻射有哪些種類?
A:核輻射的射線種類主要有α(阿爾法)、β(貝塔)、γ(伽瑪)射線以及中子。α輻射由α粒子產(chǎn)生,α粒子就是氦原子核,由2個質(zhì)子和2個中子組成,帶2個單位的正電荷;β輻射由β粒子產(chǎn)生,β粒子就是電子,帶一個單位的負電荷;伽瑪輻射由伽瑪射線產(chǎn)生,伽瑪射線是一種波長非常短的電磁波;中子輻射由中子產(chǎn)生,中子是一種不帶電旳粒子,一般存在于原子核中。
Q:核輻射是如何產(chǎn)生的?
A:不同種類的輻射產(chǎn)生的原理不同。α粒子主要來自于α衰變,許多錒系元素如鈾、钚等的同位素均可以發(fā)生α衰變,釋放出α粒子。β粒子主要來自于β衰變,一些不穩(wěn)定的同位素衰變釋放出β粒子(電子)。中子的最大來源是核反應堆中的裂變反應,還有加速器中子源也能產(chǎn)生中子,許多核反應,如鈹?shù)模é?,n)反應也會產(chǎn)生中子。伽瑪射線一般伴隨著核反應產(chǎn)生,如裂變、衰變等均會產(chǎn)生伽瑪射線。
Q:核輻射為什么可能會對人體造成傷害?
A:人們在長期的實踐和應用中發(fā)現(xiàn),少量的輻射照射不會危及人類的健康,過量的放射性射線照射對人體會產(chǎn)生健康影響、傷害、致病、甚至致死。核輻射對人體造成傷害的機理十分復雜,至今尚無定論。有一種觀點認為[1],帶有大量能量的粒子在穿過人體時有可能會破壞生物大分子,尤其是DNA分子,最終導致細胞的變異或死亡。
Q:核輻射對人體造成的影響如何衡量?
A:核輻射對人體造成的影響用有效劑量或劑量當量來衡量,國際單位是西弗(Sievert),簡稱Sv。由于一個西弗的劑量比較大,通常也使用毫西弗(mSv)和微西弗(μSv),毫西弗是千分之一西弗,微西弗是百萬分之一西弗。
Q:自然界存在輻射嗎?
A:存在。自然界存在的輻射叫天然輻射。天然輻射的來源包括宇宙射線和地球上自然存在的放射性元素。天然輻射的水平通常稱為天然的“本底輻射”。就世界平均來說,每人每年所受的天然的本底輻射大約是2.4mSv[2]。一般來說高海拔的地區(qū)所受的宇宙射線較強,因而本底輻射也較低海拔地區(qū)強。某些地區(qū)由于環(huán)境中的放射性元素豐富,本底輻射也會較強。天然的本底輻射無法避免,人類在漫長的進化過程中,就生活在天然放射性環(huán)境中。
Q:除天然的本底輻射外,人們?nèi)粘;顒又羞€會受哪些輻射?這些輻射量有多大?
A:除天然的本底輻射外,人們?nèi)粘;顒又羞€會受到如核試驗、核設(shè)施(包括核電站)、核技術(shù)應用、核醫(yī)學、核燃料循環(huán)、建筑等活動而產(chǎn)生的人工輻射。通常在醫(yī)院做一次X光胸透大約是0.1mSv;做一次心臟血管造影CT大約是20mSv[3]。另外,由于高空中宇宙射線被大氣吸收的少,乘坐飛機也會增加輻射劑量,每乘坐一小時的飛機會多受到0.005mSv的輻射[3]。
Q:歷史上爆炸的核武器、發(fā)生的核事故以及核電站的日常運行會增加環(huán)境中的輻射劑量嗎?
A:會的。有數(shù)據(jù)表明,截止到2000年,歷史上所有爆炸的核武器、發(fā)生的核事故以及核電站的日常運行一共增加了每人每年0.005mSv的輻射劑量,大約是自然界天然的本底輻射的千分之二[4]。
Q:輻射劑量的限值是多少?
A:根據(jù)中國國家標準GB18871-2002的規(guī)定,對于從事核相關(guān)工作的人員(放射工作人員),連續(xù)5年的年平均有效劑量不得超過20mSv,任何一年中的有效劑量不得超過50mSv。對于普通公眾中的關(guān)鍵人群組的成員所受到的平均年有效劑量不得超過1mSv。
Q:輻射劑量是否能被準確的測量?
A:可以,盡管輻射是肉眼不可見的,但現(xiàn)在的儀器非常靈敏,可以測到極微小的輻射劑量。常見的輻射劑量儀可以測出每小時0.0001mSv的輻射劑量。
Q:如何減少可能受到的核輻射?
A:人們受核輻射的方式有兩種:稱為內(nèi)照射和外照射。α、β、γ射線和中子由于其特征不同,其穿透物質(zhì)的能力也不同,他們對人體造成危害的方式不同。α粒子只有進入人體內(nèi)部才會造成損傷,這就是內(nèi)照射;γ射線和中子主要從人體外對人體造成損傷,這就是外照射;β射線既造成內(nèi)照射,又造成外照射。減少受到核輻射有三個要點:距離、時間和屏蔽,即1)遠離輻射源,人員所受的輻射劑量與他和輻射源的距離的平方成反比;2)減少暴露時間,輻射劑量是有累加效果的,暴露在輻射中的時間越長,所受的劑量越大;3)對輻射進行屏蔽,有效的屏蔽能夠極大的減少人員所受的輻射。
Q:如何對核輻射進行屏蔽?
A:不同的輻射采用不同的方法。對于α粒子,由于其穿透力很弱,只需要一張紙就可以起到很好的屏蔽效果。對于β粒子,其穿透力也不強,只需要一張鋁箔就可以屏蔽。而伽瑪和中子,則需要特殊的方法進行屏蔽。
Q:如何屏蔽伽瑪?
A:伽瑪輻射是一種高能量短波長的電磁波。屏蔽伽瑪射線最佳的方法是使用高密度高原子序數(shù)的材料,常用的有鐵、鉛及混凝土材料等。同時,能量越高的伽瑪射線需要越厚的屏蔽。
Q:如何屏蔽中子?
A:屏蔽中子主要有兩種辦法,一是采用所謂的中子慢化劑,既讓中子在與慢化劑物質(zhì)的原子核發(fā)生碰撞時損失能量,從而起到降低中子能量的作用;低能的中子會與原子核反應,從而被吸收。質(zhì)量較輕的原子核與中子碰撞時,中子損失能量較多,因此屏蔽中子多使用富含氫元素的物質(zhì),如水、石蠟、聚乙烯、混凝土等材料。二是采用易與中子發(fā)生核反應的元素,如硼、鎘等,這些元素通過核反應會吸收中子,但這些元素通常對低能種子吸收的效果較好。在中子碰撞和吸收的過程中,一部分的能量會以伽瑪輻射的形式釋放,因此在屏蔽中子時,還要同時做好伽瑪?shù)钠帘巍?/p>
Q:為什么在發(fā)生核泄露時要求人員戴上口罩,并要求一定范圍內(nèi)的居民呆在家里,緊閉門窗?
A:因為如果沾染放射性物質(zhì)的塵埃被吸入或食入體內(nèi),就會產(chǎn)生內(nèi)照射。沾染在身體表面的放射性塵埃可以通過清洗的方法除去,而進入體內(nèi)的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的內(nèi)照射則長期無法除去,危害很大。戴口罩和緊閉門窗都是為了防止吸入放射性塵埃。
Q:如果懷疑受到了放射性物質(zhì)的污染,應該怎么做?
A:如果條件允許,應該立即向?qū)I(yè)人員尋求幫助。如果無法立刻獲得幫助,可以通過淋浴的方法除去身體表面可能沾染的污染物,同時應更換并清洗衣物,必要時應拋棄可能被污染的衣物。同時不要在可能被污染的環(huán)境中進食和飲水。
Q: 食用碘鹽能夠防核輻射嗎?
A: 不能。在確信攝入放射性碘同位素后,及時服用碘片(含大劑量碘),可以在一定程度上阻止放射性碘同位素在甲狀腺富集,降低甲狀腺癌的發(fā)病率。但食用加碘鹽不能防核輻射,因為1)碘鹽含碘太少,無法起到阻止放射性碘在甲狀腺富集的效果;2)食用碘片也只有24小時的效果,提前食用無預防效果。且過量攝入碘,對甲狀腺反而有害。
[1] Michael G. Stabin,Radiation Protection and Dosimetry, an Introduction to Health Physics, ISBN 978-0-387-49982-6, 2007 Springer.
[2] United Nations Scientific Committee, Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation to the General Assembly.
[3] American Nuclear Society, Radiation Dose Chart, www.ans.org
[4] United Nations Scientific Committee, UNSCEAR 2008 Report: "Sources and effects of ionizing radiation".
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網(wǎng)址: 核輻射及防護的常見問題 http://m.u1s5d6.cn/newsview270994.html
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