精选
任何能量在空间的传播都叫辐射，包括各种电磁波。与核能相关，能够伤害人体的辐射又叫电离辐射，放射性辐射，也就是能引起物质电离的辐射，包括X射线，伽马射线（都是高能光子），质子，α辐射，β，β+辐射，裂变碎片（都是带电粒子辐射），中子，等。
衡量辐射对人体的伤害的标准是，人吸收了多少放射性能量。不同的放射性类型，同样能量给生物造成的损害是不一样的。下表是不同放射类型的有效生物剂量权重：
辐射类型 | 权重因子 |
X射线，伽马射线，电子，μ子 | 1 |
中子（不同标准有差别） | 5-20，与中子能量有关，1MeV附近最大 |
质子，带电π介子（不同标准有差别） | 2-5 |
α粒子，其它Z>2原子核 | 20 |
能量吸收单位用格雷(Gray, 吸收剂量)，1格雷等于1公斤物质吸收了1焦耳的放射能量。对生物的伤害用相对生物有效剂量（relative biological effectiveness, RBE）来衡量，单位是西弗（Sievert）。根据上表，如果辐射类型是X射线，电子，等，那么1格雷等于1西弗。如果是α粒子，1格雷等于20西弗。
人体不同部位对辐射伤害的敏感程度也不一样，性腺（生殖细胞生成区域），骨髓，乳腺，甲状腺等区域对辐射敏感，容易受到伤害。
自然条件下，空气，人体自身，土地，建筑都有放射性辐射，叫背景放射性辐射。人体一年接受到的背景放射性辐射全球平均为2.4毫西弗，不同地区略有差别，比如北美大约是3，澳大利亚大约是1.5。中国近期的背景辐射是3.1，明显高于全球平均，与中国近几十年重工业化，大量采矿，采煤，开采地下水等有关。
人体对放射性的耐受能力比较低(越高等的动物对放射性的耐受力越低)。图1是不同剂量对人体的伤害能力。一些关键事实：
1、 放射性辐射都有伤害，剂量越大伤害越大，没有安全值。“一定量的辐射对人体有益”没有根据。
2、 对于癌症，辐射伤害的效应是累积性的。
3、 每接受1西弗的辐射伤害(300到400年背景辐射)，癌症患病概率提高5.5%（绝对值，即如果本来患癌概率是30%，增加5.5%后就是35.5%）。
4、 涉及辐射伤害的设施（环境）安全标准中，普通人一年接受的额外辐射不能超过5毫西弗，专业人员一年不超过50毫西弗，五年总和不超过100毫西弗。
5、 短期内接受到100毫西弗以上的照射，就可能患急性放射病（淋巴细胞，白细胞减少，恶心，呕吐，高烧，等）。
6、 短期内接受到3000-4000毫西弗照射，30日内致死率为50%。6000-7000毫西弗致死率为99.9%。
7、 吸收到人体放射性元素引起的内照射危害远远大于外部照射，特别是α辐射（氡，镭，铀，钍，钚等重离子及其衰变链元素上的辐射主要都是α辐射）。同样能量的阿尔法辐射造成的辐射伤害是β和γ辐射的20倍，一般阿尔法粒子的能量还是β和伽马粒子的四五倍。所以内照射情形，一次阿尔法衰变造成的伤害是一次β衰变的100倍左右。γ辐射一般会穿透人体，损害要小的多。
图1 辐射伤害与剂量的关系。
微观层面，辐射会导致蛋白质变性，DNA断裂，细胞病变或者死亡。大部分DNA破坏会被修复，但是也有一些不能修复。不能修复的DNA破坏就是DNA变异，可能发展成癌症。
一些核专家提出的“适量辐射对人体有益”的说法，正式名称叫低剂量辐射兴奋效应（低毒刺激效应，radiation hormesis，或homeostasis），即低剂量的辐射能够刺激人体的免疫系统，促进人体自我修复，从而改善人体健康。该说法在不发生DNA变异的条件下是可能的，因为细胞死亡会刺激免疫系统。但是DNA变异概率正比于辐照剂量，终生累积，因此负责制定辐照损害标准的权威机构，如联合国电离辐射效应科学委员会（UNSCEAR），美国辐射防护和测量委员会，等，都不认可这一说法。核能界，如世界核能协会（World Nuclear Association，WNA）的相关网页就强烈暗示这一说法很有道理。被权威机构认可的辐射伤害与剂量线性相关无最低阈值（Linear no threshold，LNT）理论在WNA被指为“假说”(hypothesis)。法国科学院也有一篇报告部分支持这一说法。
图2，辐射伤害与剂量的关系。B线为线性相关，D线为低剂量兴奋效应（Hormesis）
由于辐照能够损害DNA，人体细胞分裂旺盛的器官，如生殖腺，骨髓等对辐照更敏感。这些器官受到辐照会引起不育，白血病等。基于同样的原因，孕妇和小孩对放射性辐射的危害也更敏感。胎儿受到辐照损害，终生癌症患病概率都会上升。特别地，由于胎儿和婴儿的大脑发育尚未完全，辐射伤害将大大降低新生儿的智商。以美国疾病控制中心提供的数据为例，如果胎儿接受到500毫西弗的辐射，终生癌症患病概率将从美国平均的38%增加到55%，智商下降15个点（与胎儿孕期周数有关，具体数据可以参考美国疾病控制中心官网上的数据：http://www.bt.cdc.gov/radiation/prenatalphysician.asp）。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自雷奕安科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-268546-946404.html?mobile=1
收藏
