如果你是漫威迷，那你一定知道綠巨人浩克。班納博士是一個(ge) 物理學家，在一次實驗中，他受到伽馬炸彈放射線的大量輻射，身體(ti) 產(chan) 生變異，後來每當他情緒激動的時候，就會(hui) 變成名為(wei) 浩克的綠色怪物。

圖 綠巨人浩克

如果把這樣的輻射場景搬到現實生活中，那可就是大災難了。35年前（1986年4月26日），前蘇聯（現位於(yu) 烏(wu) 克蘭(lan) 境內(nei) ）的切爾諾貝利核電站發生了曆史上最嚴(yan) 重的核電事故之一，事故導致20萬(wan) 平方公裏以上的區域變成放射性核素汙染區，超過500萬(wan) 人受到核輻射影響。

而就在最近，日本單方麵決(jue) 定以排海方式處置福島核電站事故核汙染水，引發全社會(hui) 的關(guan) 注，“輻射”再次被推到風口浪尖。

所有的輻射都這麽(me) 可怕嗎？我們(men) 又該怎麽(me) 防護它？

今天，我們(men) 請到了喵星球最知名的科學家——喵博士為(wei) 大家講解一下。

我們(men) 先看看“輻射”的定義(yi) 。輻射（Radiation）是由場源發出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳(chuan) 播，能量以電磁波或粒子（如α粒子、β粒子等）的形式向外擴散，而後不再返回場源的現象。

也就是說，我們(men) 生活中所有帶有能量的電磁波或是微觀粒子，都是輻射。如可見光（太陽光、燈光、火光等）和不可見光（微波、紅外線、紫外線等），浴霸、火爐、電熱爐等散發的熱，以電磁波形式傳(chuan) 播的手機、Wifi信號及日用電子產(chan) 品的信號，它們(men) 都是輻射。

自然界中的一切物體(ti) ，包括我們(men) 人類自己，隻要溫度在絕對溫度零度（-273.15℃）以上，都以電磁波和粒子的形式一刻不停地向外傳(chuan) 送熱量，這種傳(chuan) 送能量的方式被稱為(wei) 熱輻射。因此，輻射可以說是無處不在。

好問題！這就要從(cong) 輻射的分類說起了。按照電離能力，輻射可分為(wei) 能量很高的電離輻射和能量較低的非電離輻射。

生活中常見電器產(chan) 生的輻射都是非電離輻射，由於(yu) 其能量較低，不會(hui) 引發電離，隻會(hui) 令物質內(nei) 的粒子震動，溫度上升。而且它們(men) 的輻射強度都是有國家標準來嚴(yan) 格控製的，因此對生物能造成的傷(shang) 害微乎其微。

而我們(men) 通常意義(yi) 上所說的“輻射”多指電離輻射，它能夠引發物質電離，因此當其作用於(yu) 生物體(ti) 時，就有可能破壞細胞結構或DNA鏈，從(cong) 而引發生物學危害。電離輻射包括α射線、β射線、γ射線、X射線、中子射線等。下麵這張圖就是電離輻射警告標誌，大家一定要記得。

圖 電離輻射警告標誌

舉(ju) 個(ge) 例子來說吧！假設我們(men) 每隻喵都是一個(ge) 細胞，那麽(me) 非電離輻射就好像飄過來的沙塵，它的能量很低，打在身上並不會(hui) 有明顯的反應。而電離輻射，就像是一顆子彈，會(hui) 使我們(men) 受傷(shang) ，如果它們(men) 湊巧打在了“致命”的位置，那麽(me) 這個(ge) 細胞就會(hui) 死亡。

“拋開劑量講輻射，就是耍流氓。”

劑量是電離輻射的度量單位，它可以表征所受輻射的大小，單位是希沃特(Sv)。在輻射防護學中，最常用的單位是毫希沃特(mSv)和微希沃特(μSv)，1Sv = 1000mSv = 1000000μSv。

量變引起質變，沒有證據表明低本底水平的輻射會(hui) 對人體(ti) 造成損傷(shang) 。隻有輻射劑量較高時，才會(hui) 發生確切的輻射危害。

《電離輻射防護與(yu) 輻射源安全基本標準》(GB18871—2002)規定：除天然照射及醫療照射以外，公眾(zhong) 連續5年從(cong) 核實踐中所受到的年平均有效劑量應低於(yu) 1mSv。對於(yu) 放射性工作職業(ye) 人員，連續5年的年平均有效劑量應低於(yu) 20mSv，任一年內(nei) 低於(yu) 50mSv。也就是說隻要受到的輻射劑量低於(yu) 國家標準的規定，就可以被認為(wei) 是可接受的安全水平。

我們(men) 生活的環境中處處都存在著天然的電離輻射。我們(men) 吃的每一口飯、喝的每一口水、踩的每一塊磚、呼吸的每一口空氣，甚至自己的身體(ti) 內(nei) 都含有微量的放射性核素，它們(men) 會(hui) 持續地發射電離輻射，同時我們(men) 還會(hui) 受到來自宇宙射線的照射。

根據相關(guan) 研究，天然本底輻射導致的個(ge) 人年輻射量通常在每年1~10mSv，全球居民每年受到的天然輻射劑量平均為(wei) 2.4mSv。也就是說，我們(men) 在地球上正常生活一年，哪怕沒有接觸任何人造輻射，也會(hui) 受到平均2.4mSv的輻射照射。在所有的天然輻射中，呼吸導致的氡(Rn-222)氣內(nei) 照射約貢獻總量的48%，宇宙射線和天然環境中的外照射貢獻36%，而從(cong) 食物和水中受到的內(nei) 照射約為(wei) 12%。

氡主要集中在密閉的住所內(nei) ，因此經常開窗通風，是降低住所內(nei) 氡照射水平的最有效措施。另外開窗通風還能降低室內(nei) 甲醛濃度、清新空氣、令人心情舒暢。

常見的醫療檢查中，B超和核磁共振檢查是沒有電離輻射照射的。醫療照射主要來源於(yu) X射線檢查、CT檢查等。一次胸部X射線攝影的劑量約為(wei) 0.14mSv，一次胸部CT的劑量約為(wei) 8mSv，一次PET-CT的劑量約為(wei) 20mSv。相關(guan) 研究表明，人類平均每年受到的醫學檢查照射劑量為(wei) 0.4mSv。

在日常生活中，還有很多其他的輻射。我們(men) 每坐一小時飛機，就會(hui) 受到大約0.005mSv左右的額外照射。因為(wei) 坐飛機時離地麵較高，會(hui) 受到更強的宇宙射線照射。

另外，如果一個(ge) 人每天吸20支香煙，那麽(me) 他受到煙中釙（Po-201）內(nei) 照射的劑量約為(wei) 1.7mSv/年。

是的，吸煙除了會(hui) 受到電離輻射危害以外，它所包含的尼古丁、焦油等致癌物質也會(hui) 極大傷(shang) 害人體(ti) 。這些因素共同作用，使得煙民患肺癌的風險大大增加。

你說的沒錯，加速器在運行的過程中會(hui) 產(chan) 生次級電離輻射，主要為(wei) 帶電粒子、中子和γ射線等。如果不對這些次級電離輻射加以防護，確實會(hui) 對周圍環境和人員的輻射安全造成影響。根據國家法律規定，加速器裝置在運行前必須完成可靠的輻射屏蔽建設，HIRFL裝置也是有足夠的屏蔽來阻止輻射泄露的。

圖 HIRFL實驗大廳屏蔽結構圖

你看上麵這張HIRFL裝置實驗大廳的屏蔽結構圖，外圍的灰色粗線就代表著2米以上的混凝土，它們(men) 把整個(ge) 加速器裝置都包圍了起來。混凝土能夠與(yu) 加速器產(chan) 生的次級輻射發生反應，隨著穿透深度的增加其劑量不斷衰減，最終使得屏蔽外的劑量達到可以忽略的安全水平。

從(cong) HIRFL加速器開機時周圍園區的輻射劑量監測記錄來看，裝置園區的輻射劑量率最大值約為(wei) 0.14μSv/h，和天然本底相當，也就是說沒有額外的輻射泄露出來。所以不用擔心HIRFL產(chan) 生的輻射會(hui) 對我們(men) 造成傷(shang) 害。

另外，加速器產(chan) 生的重離子束本質上也是一種電離輻射，能夠殺傷(shang) 細胞，因此它可以被用於(yu) 放射醫學。重離子具備射程可調、形狀可控、生物學效應高等諸多特點，能夠精確地殺傷(shang) 癌細胞而不過度損傷(shang) 健康組織。所以，如果能夠合理地利用電離輻射對人類健康也是有好處的哦。

仙人掌是沒有阻擋輻射的效果的，但是養(yang) 養(yang) 還是有用的，至少可以愉悅心情嘛。當然閑著沒事不要去咬它，會(hui) 被紮的。

自然界中處處存在輻射，它是人類永遠躲不開也逃不掉的。希望大家能夠對輻射有一個(ge) 科學的認知，不用再談“輻”變色。我們(men) 生活中的常用電器、手機基站等產(chan) 生的輻射均為(wei) 非電離輻射，因此大家不必擔心。而對於(yu) 電離輻射而言，我們(men) 正常能接受到的劑量還遠遠達不到對人體(ti) 有害的程度，因此不必過於(yu) 恐慌。喵博士也有一些小建議，可以幫助大家更好地做好輻射防護哦：

輻射防護Tips

看見有電離輻射警告標誌的地方不要亂(luan) 闖，有電離輻射警告標誌的東(dong) 西不要亂(luan) 拿。過安檢時，不要心急。2. 過安檢時，不要心急，不要把手伸進簾子裏抓東(dong) 西。3. 除非必要，盡量避免醫用高輻射劑量檢查。如果X片能夠滿足需求的話，就不要上CT。但如果是檢查和治療所必要的，一定要遵醫囑，因為(wei) 與(yu) CT檢查為(wei) 治療提供的好處相比，它所帶來的輻射照射危害還是能夠接受的。4. 少吸煙，能夠有效避免釙(Po-201）的內(nei) 照射，關(guan) 鍵還能省錢。5. 室內(nei) 環境經常通風，可有效減少空氣中的放射性氡氣，同時也可以減少甲醛等有害氣體(ti) 對人體(ti) 的傷(shang) 害。

如果你是一名放射性工作人員，一定要嚴(yan) 格遵守所在單位的輻射防護製度與(yu) 規定。根據相關(guan) 資料，大多數輻射事故的發生都是由於(yu) 工作人員違規操作導致的。

作者：楊博 中科院近代物理所輻射安全與(yu) 防護室

感謝蘇有武、李武元、劉芳老師及防護室全體(ti) 同事在本文撰寫(xie) 過程中的指導與(yu) 幫助。

參考資料：

[1] 國家標準化管理委員會(hui) . GB18871-2002電離輻射防護與(yu) 輻射源安全基本標準[S]. 中國標準出版社, 2002.

[2] 夏益華.高等電離輻射防護教程[M]. 哈爾濱工程大學出版社, 2010.

[3] 方傑. 輻射防護導論[M]. 原子能出版社, 1991.

[4] 王馨悅.宇宙輻射對民航飛行影響[J].科技視界, 2017(09):156-157.

[5] 鄭華智, 周守利. 吸煙,輻射與(yu) 肺癌[J]. 核物理動態, 1996, 13(4):28-28.

[6] HIRFL園區輻射環境檢測報告, 2020.

[7] 電離輻射防護標誌您貼對了嗎. 核與(yu) 輻射第二課堂公眾(zhong) 號,2021.

[8] 黃越承, 周平坤. 切爾諾貝利事故對健康、環境和社會(hui) 經濟的影響[J]. 中華放射醫學與(yu) 防護雜誌, 2016,6(3):309-312.

來源：中科院近代物理所


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