辐射本身是一个中性词,并无好坏之别,只是我们在使用的时候,人为地对它加以定义,从而给人们留下一个不好的错觉,如果世界上真的没有了辐射的话,整个世界都将失去光彩。所谓辐射,拨开其神秘的外纱,它其实就是一种能量传递的方式
辐射与我们生活息息相关,可以说我们在生活中根本离不开辐射,无论是身上的衣物、脚下的土地、平时的饮食、头顶的太阳、甚至我们自身等都是辐射源。我们听过最多的辐射就是手机、电视等电器产生的电磁辐射,还有太阳以及一些热源产生的热辐射,这些辐射对我们平时的健康几乎没有什么影响,也不足以让人们感到害怕,真正让人们色变的是辐射中的一种特殊种类——核辐射。
现在就让我们好好了解一下核辐射究竟是个什么东西?
1、核辐射是怎么产生的?
我们要知道除了少部分物质是直接由原子组成,大多数物质都是由分子组成,分子再细分是由原子构成。原子又由原子核和核外电子构成,原子核在发生裂变的时候会产生新的质量较小的原子和微观粒子,同时放出能量。这些微观的粒子流就是我们所说的核辐射。
简单理解的话,如果将原子比喻成一个玻璃制品,那么裂变反应就相当于将这个玻璃制品用力摔到地上,玻璃制品会被摔成几大瓣,同时也会有一些细小的玻璃渣子。这几大瓣可以看做原子裂变后的质量较小的原子,而细小的玻璃渣子可以看做裂变产生的核辐射。事实上,大体积的玻璃碎片对我们的危害并不大,因为我们会轻易发现并避让,对我们危害大的反而是那些不易发现甚至看不见的碎屑。
核辐射主要包括四种类型,即α粒子、β粒子、γ射线和中子。其中α粒子即氦核,α粒子电荷移动较慢、射程较短,很容易被物质阻挡掉,外部射击造成的伤害有限;β粒子就是高能正电子流或者负电子流;γ射线是一种能量比较高的电磁波,有很强的穿透性,能够贯穿机体组织,对人体组织的深部造成电离损伤,从损伤角度来看,β粒子造成的损伤更大;中子即原子核中的一种中性粒子,具有更大的穿透性和杀伤力,中子穿透性高且能量可变,所以中子对人体的伤害取决于其自身的能量大小。
2、核辐射究竟对人体有哪些伤害?
核辐射一般会以两种方式对人体造成伤害,一种是外照辐射,这种辐射源在人体外,就如同一挺机关枪直接朝我们突突;另一种叫内照辐射,它是指被辐照源污染过的空气、食物等,通过呼吸、进食或者接触而进入体内,从体内向外突突。不言而喻,后者的危害性更大。
从分子层面来说,核辐射直接作用会使脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质等生物大分子物质发生电离或者激发。不仅如此,核辐射还会使细胞内的水分发生电离,产生的自由基和过氧化氢又会使大分子的结构发生改变,从而散失活性。虽然我们人体能够对这些受损的细胞进行修复,可是一旦这个辐照剂量超过一定限度,人体自身修复能力跟不上,就会表现出一些病症。
还有一种更加恐怖的损伤,也或许正是这种损伤的存在,才让人们谈“核”色变。这种损伤是有些流氓的,如癌症等等,它不受剂量影响,只与发生几率有关,虽然理论上,辐射剂量小发生几率也就小,可对个人来说,一旦发生就是100%。
3、那我们人体能承受多少核辐射呢?
为了描述核辐射对生物体的影响,国际上把物质吸收核辐射的能量(吸收剂量)用“戈瑞”(Gy)来表示,用“希沃特”(Sv)表示吸收量对机体的损害程度。实际上两者可以看作是等价的,都表示核辐射对机体的影响程度大小。一般“Sv”用于人体,“Gy”用于非人体。
虽然核辐射对我们人体的危害挺大,但抛开剂量只谈伤害的行为就是耍流氓,是不科学的。国际机构公布普通公众承受核辐射有效剂量为1mSv/年;从业人员要求连续5年的年平均有效剂量不超过20mSv/年。
许多人或许不太清楚这些剂量到底有多少。因为这不像其它类似米、千克等计量单位有具体的印象,我们用国际机构公布的日常生活中的剂量一对比就清楚了。
首先天然辐射剂量,所谓天然辐射主要是指宇宙射线、地球本身的辐射以及体内的放射性物质,这些天然辐射的总剂量在2.4mSv/年左右。
医疗检查的剂量一般为0.4mSv/年,随着医疗技术水平的不同,会有一些波动,一般在0.04~1.0之间。放射治疗的剂量在0.03mSv/年左右,医用同位素在0.002mSv/年左右,在医院照一次X光所受的辐射剂量约为0.02mSv/次;乘坐飞机一小时的辐射剂量约为0.00425mSv。
4、核电站周围核辐射剂量是不是很高?
按照国际机构公布数据,核电站周围的有效辐射强度为0.01mSv/年左右。
或许有人会觉得核电站的辐射怎么可能这么低,核电站利用核裂变产生的能量,核辐射应该很高才对。
事实上,核裂变所产生的核辐射剂量确实很大,但核电站有着多级的完善的防护和限制措施,牢牢地将裂变所产生的核辐射限制在一定的区域内。
现在的核电站基本上都有三道安全屏障:
第一道屏障是燃料芯块和包壳,核裂变所产生的放射性物质98%都被限制在芯块之中,而燃料芯块又密封在包壳之中,可以进一步有效的防止裂变产物进入到一回路管道。
第二道安全屏障是压力容器和一回路系统,压力容器可以形象地理解成一个厚20多厘米的大钢制储存罐,可以在包壳出现破裂的时候将放射性物质限制在这个罐子内,防止放射性物质泄漏到空气之中。
第三道安全屏障是安全壳,所谓的安全壳就是我们可以看到的那个大的圆柱形的建筑,使用钢筋混凝土浇筑而成,厚度达90厘米,可以承受飞机撞击而保证无损。
在这三道安全屏障的保护下,核电站对周围的辐射影响远远低于天然辐射。只要我们正确地认清核辐射,核辐射对公众来说就不是一只令人谈之色变的老虎了。