Transcription

1 1955年 联合国大会设立了原子辐射影响问题科学委员会 (UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) 来收集和评估有关电离辐射水平和影响的资料 这本出版物试图客观地 以普通读者可以接受的方式提供 关于辐射水平和影响的最新知识 本出版物根据科学委员会 (UNSCEAR) 的科学报告编写而成 这些科学报告是本出版物的主 要资料源 辐射 辐 射 影响与源 这是针对当时大气层核武器试验落下灰通过空气 水和食物 到达人体 引起了人们对电离辐射产生的人类健康和环境影响的 关注而做出的响应 科学委员会的第一个报告奠定了1963年 部 分禁止核试验条约 谈判的科学基础 影响与源 什么是辐射 辐射对我们有什么影响 辐射来 哪 毫希沃特 放射治疗所用剂量 航天员受照剂量 (4个月 100 毫希沃特 10 毫希沃特 腹部CT扫描 核工业工作人员受照剂量 (1年 1 毫希沃特 0.1 毫希沃特 胸部X射线透视或飞行 (20小时 0.01 毫希沃特 牙科X射线透视 毫希沃特 巴西坚果 30克 联合国环境规划署

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3 辐射影响与源 什么是辐射? 辐射对我们有什么影响? 辐射来 哪? 联合国环境规划署

4 免责声明 本出版物主要依据的是联合国原 辐射影响问题科学委员会 (UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) 的研究结果, 联合国原 辐射影响问题科学委员会是联合国 会的 个下属机构, 其秘书处由联合国环境规划署为其提供 本出版物未必代表该科学委员会或联合国环境规划署的观点 本书 的名称和引 的资料, 并不代表联合国环境规划署对任何国家的法律地位 领 城市或区域 或其国界和边界的划分表 任何观点 出于教育或 盈利 的, 在未经版权所有者特别许可情况下, 本出版物可以被部分复制, 需注明 献来源 联合国环境规划署希望收到源于本书的任何出版物 未经联合国环境规划署事先书 许可, 本出版物不得转售或 于其他任何商业 的 联合国环境规划署希望在全球范围内和在 的活动内推动环境友好实践 本出版物 百分之百 氯再 纸印刷 联合国环境规划署的发 针是减少碳排放量 图书 录 : 辐射 : 影响与源, 联合国环境规划署, 2016 年书号 : ISBN: 编号 : DEW/2032/NA 版权 : 联合国环境规划署,2016 年修正电子版本

5 辐射影响与源 什么是辐射? 辐射对我们有什么影响? 辐射来 哪? 联合国环境规划署

6 致谢 这本小册子基于联合国原 辐射影响问题科学委员会的研究结果和杰弗 林恩 (Geoffrey Lean) 最初在 1985 年和 1991 年编写的联合国环境规划署出版物 辐射 : 剂量 影响 危险 编写 成 本书原版为英 版 中 版由中国辐射防护学会组织翻译, 我们对此表示感谢 如有歧义, 以原版为准 技术编辑 : Malcolm Crick 和 Ferid Shannoun 本编辑 : Susan Cohen-Unger 和 Ayhan Evrensel 图表与版 设计 : Alexandra Diesner-Kuepfer 此外, 以下 员对本书做出了宝贵的贡献, 提出了宝贵的意见 : Laura Anderson, John Cooper, Susan Cueto-Habersack, Emilie van Deventer, Gillian Hirth, David Kinley, Vladislav Klener, Kristine Leysen, Kateřina Navrátilová-Rovenská, Jaya Mohan, Wolfgang-Ulrich Müller, Maria Pérez, Shin Saigusa, Bertrand Thériault, Hiroshi Yasuda, Anthony Wrixon.

7 前言 岛 长崎 三哩岛 切尔诺贝利和福岛第 核电站, 这些名字已经与公众对辐射的恐惧联系在 起, 这些恐惧有的来 核武器的利, 有的来 核电站事故 实际上, 在 常 活中 们更多地受到来 其他许多辐射源的照射, 包括来 和地球的照射, 以及医学和 业辐射应 的照射 1955 年, 核武器试验引发了公众关于原 辐射对空 和 物影响的担忧 针对这种担忧, 联合国 会设 了联合国原 辐射影响问题科学委员会 (UNSCEAR) 来收集和评估有关原 辐射照射 平和影响的资料 科学委员会的第 个报告奠定了 1963 年 部分禁 核试验条约 谈判的科学基础, 条约禁 核层武器试验的进 从那时起, 科学委员会继续研究和提出备受关注的辐射照射报告, 包括从切尔诺贝利核电站事故的报告到福岛第 核电站事故的报告 科学委员会坚持不懈地向科学界和决策者提供极有价值的 作 虽然科学界已经发表了关于辐射源与影响的资料, 但往往是技术性的, 对公众可能是难以理解的 这些资料与其说是向公众提供信息, 莫如说这些信息往往使公众感到困惑, 也就是说, 几十年前造成的恐惧和困惑一直在流行 本出版物详细地讲解科学委员会的最新科学资料, 包括辐射类型 辐射源 以及对环境的影响, 来解决这些问题, 做到使普通读者便于理解

8 现在,UNSCEAR 秘书处在联合国环境规划署 (UNEP) 的 持下 作, 帮助各国实施环境友好的政策和实践 帮助公众认识辐射, 认识辐射如何影响这个星球上的生命, 是联合国环境规划署的核 使命 我 常 兴地祝贺所有为本出版物做出贡献的, 并祝贺过 去六 年来为这些极其重要的问题勤奋 作的科学委员会全体成 员及代表 Achim Steiner 阿希姆 施泰纳 联合国环境规划署执 主任, 兼联合国副秘书长

9 录 导 1 1. 什么是辐射? 简史 基础知识 4 放射性衰变和半衰期 6 辐射单位 辐射贯穿本领 9 2. 辐射对我们有什么影响? 对 的效应 13 早期健康效应 14 延迟健康效应 15 对后代的效应 对动植物的效应 辐射剂量与效应的关系 辐射来 哪? 天然源 28 宇宙源 28 陆地源 29 物和饮 中的源 源 32 医学应 33 核武器 37 核反应堆 39 业应 和其他应 对公众和 作 员的平均辐射照射 54

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11 4 导 在正 开始之前, 需要区分什么是电离辐射, 什么是 电离辐射 电离辐射有 够的能量使原 释放电, 从 使原 带有电荷 电离辐射如 线电波 可见光或紫外辐射则 如此 本出版物介绍的是来 天然源和 源的辐射照射影响 下 中提到的术语 辐射 仅指电离辐射 辐射应用实例 射频频谱微波红外线可见光紫外线 X 射线 γ 射线宇宙射线 非电离辐射 电离辐射 赫兹 电子伏 频率 能量 非电离辐射没有足够的能量 ( 电子伏特,eV) 来改变原子或分子 今天, 我们对辐射源和辐射照射的影响的了解要多于任何其他有害物质, 且科学界正在不断地更新和分析这些知识 多数 知道辐射在核电 产或医学实践中的应 然, 对核技术在 业 农业 建筑业 科学研究和其他领域的应 还知之不多 导致公众最 照射的辐射源未必是最引 关注的源, 这对于第 次触及这个问题的 来说, 可能会感到出乎意料 事实上, 最 照射是由环境中 直存在的天然源引起的 人工源中对辐射照射贡献最大的是辐射在全球范围内的医学应用 此外, 在 常 活中, 如航空旅 或居住在某些地区隔热良好的房屋中, 都会 增加辐射照射 导 1

12 本出版物是联合国环境规划署 (UNEP) 和联合国原 辐射影响问题科学委员会 (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation UNSCEAR) 为了提 们对辐射源及电离辐射照射的 平和影响的认识, 并加深对这些认识的理解所做的 种尝试 为了评估世界范围的辐射照射 影响和风险,1955 年联合国 会设 了科学委员会, 现已包括了 27 个成员国的 流科学家 然 科学委员会既不制定也不推荐安全标准, 是提供国家主管部门或其他机构藉以制定或推荐安全标准的科学资料 科学委员会过去 60 年来的科学评估是本出版物的主要资料来源 2

13 1. 什么是辐射? 为了能够讲述辐射照射的 平 影响和危害, 我们 先需要介绍 些辐射科学的基础知识 放射性及辐射在 命出现以前很久就已经在地球上存在 事实上, 从宇宙起源以来太空中就有放射性, 放射性物质 地球形成以来就是其中的 部分 但是, 类第 次发现这个基本的普遍现象只是在 九世纪最后 年, 我们仍然在探索辐射利 的新途径 1.1. 简史 1895 年, 德国物理学家威廉 康拉德 伦琴发现了可以 来透视 体的辐射, 后来命名为 X 射线 这 发现预 了辐射的医学应, 从此以后, 医学应 有了不断的发展 鉴于为 类做出的特别贡献,1901 年伦琴获得第 届诺贝尔物理学奖 在伦琴发现 X 射线 年以后, 法国科学家亨利 贝可勒尔将感光底 放进有含铀矿物碎 的抽屉 当他对底 显影时惊奇地发现, 底 受到了辐射的影响 这种现象称为放射性, 是由原 发释放能量产 的 现在, 放射性单位 贝可勒尔 (Bq) 表, 是以亨利 贝可勒尔的名字命名的 之后不久, 年轻化学家玛丽 斯克多夫斯卡 居 做了进 步研究, 第 个提出了术语放射性 1898 年, 她和丈夫 埃尔 居 发现当铀发出射线后, 可以神奇地转变为其他元素, 其中 个元素称为钋, 是以她祖国的名字命名的, 另 威廉 康拉德 伦琴 ( ) 玛丽 居里 ( ) 亨利 贝可勒尔 ( ) 什么是辐射? 3

14 个元素称为镭, 即 发光的 元素 玛丽 居 与 埃尔 居 和亨利 贝可勒尔分享了 1903 年诺贝尔物理学奖 在 1911 年, 她又因放射化学 的发现第 次获得诺贝尔奖, 是第 位两次获得诺贝尔奖的 性 1.2. 基础知识科学家希望探索并了解原, 尤其是原 结构 我们现在知道原 是由 个微 的 带正电荷的核 和围绕核的带负电荷的电 云组成 原 核仅为整个原 的 万分之, 但却占到了原 的 乎全部质量 原 核通常是由质 和中 组成的粒 簇, 粒子彼此紧紧依附在一起 质 带 个正电荷, 中 不带电荷 化学元素是由该种元素原 中的质 数确定的 ( 如硼原 有 5 个质, 铀原 有 92 个质 ) 具有相同质 数 不同中 数的元素称为同位素 ( 如铀 -235 和铀 -238 的差别就在于它们的核 中相差 3 个中 ) 完整的原 通常既不带正电荷也不带负电荷, 因为带正电荷数的质子数与带负电荷数的电子数相同 原子 原子序数 符号 名称 5 B 硼 - 电子数 - 质子数 电子 质子 中子 原子由一个原子核及一群绕核运动的带负电的电子构成, 其中原子核由不带电荷的中子和带正电荷的质子组成 在不带电荷的原子中, 电子和质子的数目相等, 表示该元素的原子序数 4

15 然界中有些原 是稳定的, 其他原 则是不稳定的 不稳定原 核 发转变, 以辐射的形式释放能量, 含有不稳定核的原 称为放射性核素 释放的能量可以与其他原 相互作用, 并使后者电离 电离是原 通过获得或失去电 导致其带正电荷或负电荷的过程 电离辐射带有 够的能量撞击电 使其脱离电 轨道, 从 产 带电原, 称为离 发射两个质 和两个中 的过程称为 α 衰变, 发射电 的衰变称为 β 衰变 通常, 不稳定核素往往处于激发态, 发射粒 后仍不 以平静下来 然后以电磁波形式释放能量, 这种辐射称为 Υ 射线 X 射线也是电磁辐射, 与 Υ 射线 样, 但是光 能量较低 当由阴极发射出的电 束轰击被称为阳极的靶材料时, 在由玻璃制成的真空管中就产 具有不同能量的 X 射线谱 X 射线谱取决于阳极材料和电 束的加速能量 因此当需要时,X 射线可以由 精确地产, 这 常有利于 业和医学上的应 X 射线管 电子束 玻璃 ( 真空 ) 阳极 + 阴极 X 射线 什么是辐射? 5

16 放射性衰变和半衰期 虽然所有的放射性核素都是不稳定的, 但是有些核素比另外一些核素更不稳定 如, 铀 -238 原 核中的粒 (92 个质 和 146 个中 ) 聚集在 起 但最终由两个质 和两个中 构成的粒 簇分离出来, 以 α 粒 形式离开原, 于是铀 -238 转变为钍 -234(90 个质 和 144 个中 ) 钍-234 也是不稳定的, 但发 转变的过程不同 钍 -234 发射 能电 (β 粒 ) 使 个中 变为 个质, 从 转变为镤 -234(91 个质 和 143 个中 ) 此核素极其不稳定, 很快转变为铀 -234 铀-234 继续释放粒, 发 转变, 直到最终成为稳定的铅 -206(82 个质 和 124 个中 ) 而结束 有许多这样的转变序列或通常所说的放射性衰变序列 铀 -238 放射性衰变链 铀 -238 铀 万年 45 亿年 镤 分钟 钍 万年 24 天 镭 年 钋 -214 钋 -210 钍 -234 α 衰变 β 衰变 γ 衰变不同类型的衰变及其半衰期 氡 天 钋 分钟 铅 -214 铋 分钟 19.7 分钟 160 微秒 铅 年 5 天 铋 天 铅 -206 稳定 一定量的某种核素衰变 半所需要的时间称为半衰期 经过 个半衰期后, 平均每 100 万个原 中有 50 万个原 转变为别的核素 在下 个半衰期, 约又有 25 万个原 发 衰变, 如此下去, 直到全部衰变为 经过 10 个半衰期后, 原有的 100 万个原 中只剩有 约 个 (0.1/100) 原 在上 中举出的例 中, 6

17 镤 -234 原 衰变 半变为铀 -234 的时间只需要 分钟多 点的时 间 相 之下, 铀 -238 原 衰减 半变为钍 -234 所需的时间是 45 亿年 就是说环境中天然存在的放射性核素只是少数 辐射单位现在, 我们知道辐射能量可以损伤 物组织, 在 物组织内沉积的能量的 个称为剂量的量来表 辐射剂量可来源于任何 种核素, 也可以来源于多种核素, 不论这些核素是在体外, 还是在体内 '( 如吸 体内或 体内 )' 剂量的 可以 不同的 式来表, 取决于身体的多大部分到受照射, 身体的哪些部位受照射, 而不论是一个人还是多个人受到照射, 也不论照射的时间长短 ( 如急性照射 ) 哈罗德 瑞 ( ) 罗尔夫 希沃特 ( ) 每千克组织所吸收辐射能量的 称为吸收剂量, 单位 瑞 (Gy) 来表 这个单位是以英国物理学家 放射 物学先驱哈罗德 瑞 (Harold Gray) 的名字 命名的 但仅 这个量是不够的, 因为在相同剂量下来 α 粒 的损伤可能 来 β 粒 和 Υ 射线的 得多 为了 较不同辐射类型所致的吸收剂量, 需要对这些剂量引起某种 物损伤的可能性进 剂量加权 被加权的剂量称为当量剂量, 单位希沃特 (Sv) 表, 该单位是以瑞典科学家罗尔夫 希沃特 (Rolf Sievert) 的名字命名的 1 希沃特等于 毫希沃特, 就像 1 升等于 毫升,1 等于 毫 样 什么是辐射? 7

18 还有 种考虑, 是 体的有些部位 其他部位更容易受到损伤 例如, 某一给定当量剂量的辐射更容易引起肺癌, 不是肝癌, 且由于遗传效应的危险, 殖器官需要给予特别关注 因此, 为了 较不同组织或器官受到照射的剂量, 也应当对 体不同部位受到的当量剂量予以加权, 其结果称为有效剂量, 希沃特 (Sv) 表 然, 有效剂量是低剂量照射后发 癌症和遗传效应可能性的 项指标, 并不 于度量 剂量照射效应下的严重程度 必须用这个复杂的辐射量体系将这些量纳入到一个一致的框架结构中, 从 使辐射防护专家可以 致地和有 较地记录个 剂量, 这对从事辐射 作的 员和受职业照射的 员来说有重要意义 辐射量 物理量 活度 吸收剂量 单位时间内发 的核转变数 用每秒的衰变数来表示, 单位为贝可勒尔 ( 贝尔 ) 辐射在单位质量的物质如组织或器官中沉积的能量 瑞 (Gy) 表, 相当于每千克焦 计算量 当量剂量 吸收剂量乘以辐射权重因 (W R ), 以考虑不同辐射类型引起的组织或器官的生物危害 希沃特 (Sv) 表, 相当于每千克焦 有效剂量 当量剂量乘以组织权重因 (W T ), 以考虑不同组织或器官对危害的敏感性, 希沃特 (Sv) 表, 相当于每千克焦 集体有效剂量 个 群或 群组受到辐射照射后, 所有有效剂量的总和 希沃特 ( Sv ) 表 8

19 然, 这样仅仅描述的是个 所受的剂量 如果我们把 个群体中每 个 受到的剂量相加在 起, 其结果称为集体有效剂量或简称集体剂量, 希沃特表 例如, 世界 的年集体剂量 万 希沃特, 相当于年平均个 剂量 3 毫希沃特 1.3. 辐射贯穿本领 简单的说, 辐射可以有粒 形式 ( 包括 α 粒 β 粒 和中 ) 或电磁波形式 (Υ 射线和 X 射线 ), 它们各 有着不同的能量 不同的发射能量和不同的粒 类型导致它们有不同的贯穿本领, 因 对 命物质有着不同的效应 α 粒 由两个带正电荷的质 和两个中 构成, 是所有辐射类型中带电荷最多的 较多的电荷数, 意味着与周围原 有较多的相互作 这种相互作 使粒 的能量快速减少, 因 减 了贯穿本领 例如,α 粒 可以被 张纸阻挡 β 粒 由带负电荷的粒 组成, 载带的电荷数较少, 因此其贯穿本领 于 α 粒 β 粒 可以穿透 1 厘米或 2 厘 的 物组织 Υ 射线和 X 射线穿透 极强, 可以穿透密度 于厚钢板的任何物质 通过原 核裂变或核聚变, 可以 法从不 不同类型辐射的贯穿本领 α 粒子 β 粒子 X 射线 γ 射线 电子质子 中子 中子粒子 纸身体钢水泥 什么是辐射? 9

20 稳定核中释放中 作为宇宙辐射的成份, 中 也可以是天然存 在的, 因为中 是呈电中性的粒, 当与物质或组织产 相互作 时有很强的贯穿本领 10

21 2. 辐射对我们有什么影响? 在我们更加详细地讲述辐射照射的效应之前, 应当回顾 下上 中提到的辐射科学的先驱们 亨利 贝可勒尔在发现放射性之后不久, 亲 遭受了最痛苦的辐射损害, 即辐射对 物组织的效应 瓶装在 服 袋 的镭损伤了他的 肤 威廉 康拉德 伦琴 1895 年发现 X 射线,1923 年死于肠癌 玛丽 居 在 的 作 涯中也受到辐射照射,1934 年死于 液病 据报道, 到 20 世纪 50 年代末, 少有 359 位早期辐射 作 员 ( 主要是医师和其他科学家 ) 由于没有意识到防护的必要性 死 于辐射照射 毫不奇怪, 正是那些应 辐射治疗患者的辐射 作 员们, 率先制定了 作 员辐射防护建议 在 1928 年斯德哥尔摩第 届国际放射学 会召开期间, 成 了国际 X 射线和镭防护委员会 (International X-ray and Radium Protection Committee), 罗尔夫 希沃特当选为第 任主席 第 次世界 战后, 考虑到辐射在医学领域外的新利, 重组了国际 X 射线和镭防护委员会, 更名为国际放射防护委员会 (International Commission on Radiological Protection) 后来在 年期间, 罗尔夫 希沃特当选为科学委员会 (UNSCEAR) 第四任主席, 当时特别关心的问题是核武器试验对 类的遗传效应 由于越来越多地认识到辐射照射伴随的风险, 在 20 世纪, 辐射对 类和环境影响的研究深 开展起来 对辐射受照人群组的重要评估, 是对 1945 年第二次世界大战结束时广岛和长崎大约 名原子弹爆炸幸存者 ( 以下称原爆幸存者 ) 的研究 此外, 可靠的数据还来源于受照射患者和受突发事故照射的 作 员的经历 ( 例如 : 切尔诺贝利核电站事故 ), 也来源于动物实验和细胞实验 辐射对我们有什么影响? 11

22 关于辐射效应的资料源 人群研究 动物实验 临床调查 细胞实验 科学委员会评估辐射照射对 类和环境的影响, 试图尽可能可靠地阐明什么样的效应是由什么水平的辐射照射引起的 在上 中已经提到, 辐射照射的程度随辐射类型 照射时间长短和物质中沉积能量的不同 不同 为了进 评估, 科学委员会 前 术语低剂量来表 低于 100 毫 瑞但 于 10 毫 瑞之间的 平, 术语极低剂量指低于 10 毫 瑞 平 科学委员会所 的剂量范围 剂量 中剂量 低剂量 于 1 戈瑞 约 100 毫戈瑞 ~ 1 戈瑞 约 10 ~ 100 毫戈瑞 严重辐射事故 ( 如切尔诺贝利事故中的消防员 ) 切尔诺贝利事故后恢复 作的 员 多层计算机体层摄影 (CT) 扫描 极低剂量 于约 10 毫戈瑞常规放射摄影 ( 即不 CT) 12

23 2.1. 对人的效应 从发现辐射以来, 个多世纪的辐射研究已经产生了 量的关于辐射如何影响健康的 物机制的资料 我们已经了解辐射可以产 细胞水平的效应, 通常由于对染色体中脱氧核糖核酸 (DNA) 链的直接损伤而导致细胞的死亡和改变 如果损伤或死亡的细胞数 够的, 则可引起器官功能障碍, 甚 死亡 此外, 还可能发 不 使细胞死亡的其他 DNA 损伤 这种损伤通常是可以完全修复的, 如果不能修复, 那么引起的改变 ( 称为细胞畸变 ) 将反映在后来的细胞分裂中, 最终可能致癌 如果被改变的细胞将遗传信息传递给后代, 则可能发 遗传疾病 关于 物机制和遗传效应的信息往往是通过实验室实验获取的 辐射对 DNA 链造成的损害 单链断裂 β γ 双链断裂 α α = 阿尔法粒子, β = 贝塔粒子, γ = 伽玛射线 根据对这些现象的观察, 辐射照射后的健康效应定义为早期健康效应和延迟健康效应 通常早期健康效应通过个 临床症状诊断就能明显地看到, 延迟健康效应 ( 如癌症 ) 则要通过流 病学研究, 观察群体中发病率的增加 此外, 这里应该特别关注对 童 胚胎和胎 的效应, 以及遗传效应 辐射对我们有什么影响? 13

24 早期健康效应早期健康效应是由于细胞大量死亡或损伤引起的, 诸如 肤烧伤 脱发和 育能 障碍等症状 这些健康效应的特点是, 在效应发 前, 短期内照射剂量超过了 较 的阈值 在超过阈值后, 效应的严重程度随剂量的增加 增加 般说来, 于 50 瑞的急性剂量会损伤中枢神经系统, 导致严重到在 天内死亡 即使剂量低于 8 瑞, 也会表现出放射病综合症, 也称为急性放射综合症 其中包括恶 呕吐 腹泻 肠痉挛 多涎 脱 疲倦 冷漠 精神萎靡 出汗 发热 头疼和低 压等症状 术语 急性 是指照射后 即发 的医学问题, 不是照射后较长时间出现的问题 然, 受照者可能最初存活下来, 但在之后的 1~2 周内死于胃肠道损伤 较低的剂量可能不会导致胃肠道损伤, 但在 个 后, 仍然可能主要由于红 髓的损伤 导致死亡 如果剂量再低, 则疾病延迟发作, 症状不再那么严重 在接受 2 瑞剂量后, 约有一半人在 约 3 时后出现呕吐, 若低于 1 瑞时, 这种状况则为罕见 医疗事故照射 涉及患者高剂量照射的放射治疗 因此, 应优先考虑预防急性效应 14

25 幸运的是, 如果红骨髓和造血系统的其余部分受到的剂量不到 1 戈瑞, 则有显著的再生能力, 而且完全可能恢复, 尽管在以后的岁月里发生白血病的风险较高 如果只是 体的 部分受到照射, 则 够的 髓将 损伤地正常存活下来, 取代已受损的 髓 动物实验表明, 即使只有 分之 的有增 能 的 髓避免了辐射照射, 存活的可能 乎是百分之百 辐射可以直接损伤细胞 DNA, 基于这种事实, 在癌症治疗中有意使 辐射杀死癌细胞, 这种过程称为放射治疗 在放射治疗中所 的总辐射量因所治疗的癌症类型和阶段不同 不同 治疗实体肿瘤所 的典型剂量是 20~80 瑞, 这种剂量如果作为单次剂量给与患者会危及患者 命 因之, 为了控制治疗, 辐射剂量要分次重复给与, 每次最 2 瑞 剂量分次给与可以使正常组织得到恢复的同时杀死肿瘤细胞, 因为肿瘤细胞在辐射照射后的修复效率较低 延迟健康效应 延迟健康效应在照射后较长时间发 般说来, 延迟健康效应往往也是随机效应, 也就是发 概率取决于受照剂量的 这些效应被认为是在辐射照射后由于细胞遗传物质的改变 引起的 延迟效应包括发 在受照者个 上的实体瘤和 病, 以及发 在受照者后代 上的遗传疾病 这些效应在 群中的发 频度 ( 严重程度 ) 随剂量的增加 增加 流 病学研究对于认识辐射照射后的延迟健康效应 常重要 这种研究 统计学 法将受照群体中健康效应 ( 如癌症 ) 的发 率与未受照射群体中的发 率加以 较 如果发现在受照群体中发病率有显著增加, 则就整个群体 可以认为是与辐射照射有关 辐射对我们有什么影响? 15

26 关于受照群体的最重要的长期评估是对原爆幸存者的流 病学研究 这项研究是迄今所进 的最全 的研究, 涉及 员之多基本上代表了整个群体, 并且是全身受照, 分布相当均匀, 剂量范围宽 对这个群体的受照剂量的估算值也有了很好的理解 到 前为, 该研究表明受照群体中出现的癌症数 如果没有发生照射情况下所预期的癌症数要多几百例 在原爆幸存者中有许多 今仍然在世, 研究仍将继续下去, 以便完成对受照群体的评估 癌症由癌症引起的死亡占全部死亡的 20%, 且是 业化国家继 管疾病后最常见的死亡原因 般 群在他们一生中,10 中就有 4 罹患癌症, 即使在没有辐射照射的情况下也是如此 近些年来, 男性最常见的癌症是肺癌 前列腺癌 结直肠癌 胃癌和肝癌 性最常见的有乳腺癌 结直肠癌 肺癌 宫颈癌和胃癌 辐射照射后的癌症病发率 发病率 白血病 实体癌 ( 甲状腺除外 ) 受照后年数 16

27 癌症的形成是一个复杂的过程, 包括几个阶段 似乎是一个始动事件启动了这一过程, 这一事件最可能仅仅影响了单个细胞, 但是在细胞恶化和肿瘤形成之前似乎还要发生一系列的事件 初次始动损伤后, 经过一段潜伏期后, 癌症才会变得明显起来 如果一个人群组受到足够高水平的辐射照射, 导致了克服统计学和其他不确定性的癌症发生率的增加, 则辐射照射后癌症的发生的概率是主要关心的问题, 且发生概率是可以计算的 然 辐射作为癌症的 种起因, 其真实的作 依然是未知的 在辐射照射后的 年, 先出现的是 病 甲状腺癌和 癌, 其他癌症有时需要到照射后 少 10 年, 甚 往往是 年后才会显现出来 但是, 没有 种单 类型的癌症是只由于辐射照射引起的, 所以不可能将辐射诱发的肿瘤与其他原因诱发的肿瘤区别开来 因此, 必须估算特定剂量后癌症的发病率, 以便为制定照射限值提供坚实的科学基础 对接受放射医学治疗的 员 职业性受照射 员 特别 先是原爆幸存者进 了研究, 由此奠定了辐射照射与癌症的关系的基础知识 这些研究覆盖了样本量很大的人群, 他们 体多个部位受到照射, 并且随访了相当长时间 但是有些研究有重 缺陷, 主要是年龄分布不同于正常的 群分布, 且证据表明这些患者在受照射时已经患病, 并已接受癌症治疗 更为根本的问题还在于, 乎所有的数据都是基于对接受相当 剂量照射的 员的研究得出的, 这些剂量约为 1 瑞或 瑞 ; 般是单次剂量照射或在 较短的时间段内分次照射 关于长时间低剂量效应的资料很少, 只有少数研究关系到辐射 作 员正常照射剂量范围内的效应, 实际上还没有关于一般公众辐射照射后果的直接资料 研究需要长期随访 量的 员, 与基线癌症发病率相, 最终效应仍有可能太弱, 可能观察不到癌症发病率的增加 辐射对我们有什么影响? 17

28 科学委员会全 审议了受辐射照射 群的癌症发 率, 经 估算, 因受到 100 毫希沃特以上辐射照射而死于癌症的附加可能 性, 约为每希沃特每 100 人中有 3~5 人 其他健康效应 脏 剂量照射会增加 管疾病 ( 如 脏病发作 ) 的发病概率 这样的照射可能在放射治疗期间发, 但现在的治疗技术所需的 脏剂量较低 然而, 现在还没有科学证据认为低剂量照射会引起 管疾病 科学委员会认识到切尔诺贝利应急 作 员 内障发 率已经增加, 此变化可能与 剂量辐射照射有关 科学委员会还研究了辐射对原爆幸存者 切尔诺贝利核电站应急 作 员和接受放射治疗患者对于免疫系统的效应 免疫系统辐射效应的评估是通过估算细胞数量的变化, 或通过各种各样的功能分析来完成的 剂量辐射抑制了免疫系统, 主要是因为淋巴细胞受到损伤 前淋巴细胞数 的减少被认为是急性照射后确定辐射剂量的 项早期指标 对后代的效应 如果辐射损伤发 在 殖细胞 ( 精 或卵 中 ), 则可导致对后代的遗传效应 且, 辐射可以直接伤害到 宫中发育的胚胎或胎 区别对待成 童 胚胎和胎 的辐射照射是 常重要的 科学委员会对这个群体的健康效应进 了全 审议, 其中包括遗传效应 18

29 对儿童的效应 类健康效应取决于许多物理因素 由于存在解剖和 理差异, 辐射照射对 童的影响和对成人的影响是不同的 且由于 童身材矮, 体表组织的屏蔽较少, 在给定外照射下 童体内器官受到的照射剂量 于成 的 且 童身材矮于成, 所以受到地 沉积的放射性核素的照射剂量也较 于内照射, 由于 童 材较矮, 内部器官相聚紧密, 所以浓集在一个器官内的放射性核素对其他器官的照射比成人的相对较多 还有许多其他与年龄相关的因素, 涉及代谢作用和生理机能, 使得不同的年龄之间有实质性差别 有些放射性核素对 童内照射 需要特别关注 涉及放射性核素碘 -131 释放的事故是甲状腺照射的主要来源 对于给定的摄入量, 婴 甲状腺受到的剂量 成 受到的要 9 倍 切尔诺贝利核电站事故的研究肯定了癌症和碘 -131 之间的联系, 碘 -131 主要集中在甲状腺中 儿童对辐射特别敏感的器官 脑 皮肤 甲状腺 胸腺 骨髓 20 岁以下儿童受辐射照射后患脑癌的可能性是受相同剂量照射的成人的大约两倍 20 岁以下女孩受照射后, 乳腺癌也有类似的关联 辐射对我们有什么影响? 19

30 流 病学研究表明, 在接受相同的辐射照射后,20 岁以下的年轻 患 病的可能性约是成 的 2 倍 10 岁以下 童尤其敏感 ; 其他一些研究还表明,10 岁以下 童死于 病的可能性 成 3~4 倍 其他研究还表明,20 岁以下 受照后罹患乳腺癌的可能性约为成年 性的 2 倍 在辐射照射后, 童 成 更有可能罹患癌症, 但可能要到癌症 发年龄才会显现出来 科学委员会审议了科学资料, 指出儿童癌症发生率方面的变化因素比成人更大, 与肿瘤类型 儿童年龄和性别有关 诱发癌症方面有一个术语 辐射敏感性, 是指辐射引起肿瘤的发生率 关于成人和儿童之间辐射敏感性差异的研究发现, 童更容易发 甲状腺癌 肤癌 乳腺癌和 病 剂量 ( 如放疗中接受的剂量 ) 照射后, 童早期健康效应的差异是复杂的, 但可以 不同组织与 物学机理的相互作 来解释 有些效应在 童期受到照射 在成 期受到照射更为明显, 如 脑缺陷 内障和甲状腺结节等 ; 对少数效应, 童组织如肺和卵巢更有抵抗 对未出生儿的效应 母亲通过饮食所载带的放射性物质 ( 内照射 ), 或通过直接外照射, 可能使胚胎或胎儿受到照射 由于胎 受 宫的保护, 所以对于多数辐射照射事件来说, 胎 所受的剂量往往低于母亲受到的剂量 然而, 胚胎和胎儿对辐射特别敏感, 照射的健康后果可能是严重的, 即使辐射剂量低于母亲直接受到的剂量 这类后果包括 长迟缓 畸形 脑功能受损和癌症等后果 哺乳动物在 宫内的发育 致分为三个阶段 第 阶段从受 精开始到胚胎附着在 宫壁上, 对于 类 是妊娠的前两周 在这 阶段, 辐射可以杀死 宫中的胚胎 研究这 阶段发 的 20

31 事件 常困难 ; 不过主要由动物实验提供的资料表明当辐射剂量 于某个阈值时对早期胚胎有致死效应 第 个阶段, 对于 类来说是第 2 周到第 8 周, 这 阶段的主要危险是辐射能导致发育中的器官变为畸形, 且可能导致出 时死亡 动物实验表明, 眼睛 脑 骼等器官如果在发育时受到辐射照射, 则特别易于发 畸形 胚胎受辐照照射的路径 内照射通过母亲摄入放射性药物或放射性 ( 污染的 ) 食物或饮料而受到内照射 外照射由于母亲受到 X 射线或 γ 射线照射而受到外照射 X 射线或 γ 射线 最大损伤是神经中枢系统损伤, 发生在第 8 周后, 即妊娠的第三个阶段也就是最后一个阶段 关于未出生儿脑辐射照射效应的认识已经取得许多进展 如, 在 名出 前受到 1 瑞剂量照射的原爆幸存者中, 有 30 个孩 患有严重智 残疾 胚胎辐射照射是否可以引起后来生命中的癌症, 对此一直是有争议的 动物实验未能对此证明任何特定的关系 科学委员会 直致 于估算 童死亡 畸形 智 残疾和癌症等辐射效应的总危险 经科学委员会估算, 在每 个 宫中受到 0.01 瑞照射的新 童中, 最多有 2 个会受到影响, 相 之下, 然发 相同效应的概率是 6% 辐射对我们有什么影响? 21

32 遗传效应辐射可以使细胞发生改变, 将遗传信息传递到后代, 引起遗传疾病 对这种疾病进行研究是困难的, 因为通过辐射照射人类会遭受什么样的遗传效应, 关于这方面的资料还微乎其微 一方面是因为遗传效应的全部信息需要通过许多代人才能充分显现出来, 另 是因为很难将这些效应与其他原因引起的效应区分开 许多受到严重影响的胚胎和胎 法存活 据估算, 约 半流产 中有异常遗传成分 即使他们活到出, 患有遗传疾病的婴 死于 5 周岁之前的可能性 正常 童 5 倍 遗传效应分为两 类 : 是涉及染 体数 或结构改变的染 体异常, 是基因本 的突变 者都可能出现在后代 上, 但未必 定会出现 对 母是原爆幸存者的 童的研究并未发现可观察到的遗传效应 但这并不是说没有受到伤害, 只是说即使 个相当 的群体受到中度的辐射照射也不会有可观察到的效应 然 受到 剂量照射的动植物的实验清楚地表明, 辐射可以诱发遗传效应, 类不可能是 种例外 科学委员会只考虑了严重遗传效应, 估算出辐射受照者第 代后裔的总危险度是 0.3%~0.5% 每 每 瑞, 于致死癌症发 率, 后者为 1/ 对动植物的效应 辐射照射对动植物的效应受到了 以往更多的关注 过去 年来, 主流的观点认为如果 类的 命得到了 够的保护, 那么动植物同样受到了保护 科学委员会评估了辐射照射对动植物的效应, 发现 1~10 瑞范围的剂量不可能引起对动植物的效应, 还发现个体对辐射照射的响应是不 样的 ( 哺乳动物是所有动物 22

33 中最敏感的 ) 在群体 平上表现明显的效应是: 殖能 死亡率和诱发的畸变 育能 改变, 是 个 死亡率更为敏感的辐射效应指标, 如后代的 育数 致死剂量是指使受照对象死亡 50% 的剂量 对于在 较短时间段内受到照射 ( 急性 ) 的植物, 致死剂量可以是 于 10 瑞到 约 瑞 总的说来, 的植物的辐射敏感性 的植物更强 哺乳动物的致死剂量范围是 6~10 瑞, 哺乳动物的约为 2.5 瑞 有些昆 细菌和病毒可以耐受 瑞以上的剂量 某些动植物的急性致死剂量范围 昆虫爬行动物鱼高等植物鸟类哺乳动物 病毒细菌 急性致死剂量 ( 戈瑞 ) 过去的主要资料源于对切尔诺贝利核电站周围地区动植物辐 射照射的观察 科学委员会评估了环境受到照射的途径, 并制订 了评价潜在辐射照射效应的新 法 近期, 科学委员会评估了福岛第 核电站事故后某些动植物辐射照射的剂量及其相关效应 结论是, 总体 辐射照射 平太低, 观察不到急性效应 但是, 不能排除 物标志物的变化, 这些变化对生物体, 特别是对哺乳动物, 是某种特定疾病或 理学状态的指标 不过, 这些变化对于这些生物群体完整性的重要意义还不清楚 辐射对我们有什么影响? 23

34 必须指出的是, 为减少 类辐射照射所采取的防护和补救 动已经有了更加 泛的显著影响 如, 这些措施影响到了环保产品和服务业, 影响到了 业 林业 渔业和旅游业等 业所 的资源, 还影响到了 于精神活动 化活动和娱乐活动所依赖的基础设施 2.3. 辐射剂量与效应的关系 在总结辐射剂量与健康效应之间的关系时, 科学委员会强调将对受照群体现有健康效应的观察与对未来可能效应的理论预测加以区分 对于这两种情形, 必须考虑到任何不确定性和不准确性, 不论是在辐射测量 统计学考虑, 或是在其他因素 就现有的知识, 如果在 于 1 瑞的剂量照射后个体中出现了早期效应 ( 如 肤烧伤 ), 则可以将观察到的健康效应归因于辐射照射 这种剂量可以发 在辐射事故中, 如切尔诺贝利核电站事故期间应急 作 员受到的剂量, 或放射治疗事故中患者受到的剂量 如果观察到剂量的增加高得足以克服任何不确定度, 则可以用流行病法将受照群体中的延迟健康效应 ( 如癌症 ) 发生的增加归因于中等剂量 然, 前没有 物标志物可以 来区别癌症是否是由辐射照射引起的 鉴于统计学的和其他的不确定性, 在低或极低 平辐射照射后, 如环境辐射照射和职业辐射照射情况下, 延迟健康效应发 率与辐照照射的关系还没有得到确认 尽管如此, 还不能排除这种效应的存在 24

35 辐射剂量与健康效应之间的关系 100% 烧伤, 放射病及死亡 在群体中统计学上可以观察到的 ( 流行病学研究 ) 效应概率 在个体中临床上可以观察到的 癌症增加的风险约为每希沃特 5% 生物学上似乎合理的 0% 统计学上的局限性 极低低 天然本底, 职业剂量 中高切尔诺贝利儿童甲状腺量切尔诺贝利消防员剂量 剂量 辐射对我们有什么影响? 25

36 关于未来可能发 的健康效应, 对于如何估算 中剂量辐射效应的发生概率已经有所认识 然, 在低或极低辐射剂量下, 必须进 假设并利 数学模型估算辐射所导致的任何健康效应的概率 对于低或极低辐射剂量, 由于预测中存在不可接受的不确定度, 所以科学委员会在评价中不再选用这种模型来预测健康效应或死亡数, 比如在切尔诺贝利和福岛事故后 尽管如此, 出于公众健康 较或辐射防护的 的, 使 这种计算 法还是有 的, 前提是要考虑到不确定度并对局限性做出明确的解释 26

37 3. 辐射来自哪里 我们 直都会不断受到来 许多辐射源的照射 地球上所有 的物种都在受到天然本底辐射照射的环境中 存和繁衍 近期 类和其他 物体还受到过去 个多世纪以来形成的 辐射源 的照射 我们受到的80%照射都来 天然源 只有20%来 源 主要是来 辐射的医学应 在本出版物中 我们按照 源的类型对辐射照射进 分类 重点针对公众所受到的辐射照 射 出于监管 的 如辐射防护 需要涉及许多不同的 群 因此 这里提供关于因辐射的医学应用受到照射的患者和在工作 场所受到照射的人员的附加信息 对辐射照射进 分类的另 种 式是看辐射是如何照射我们 的 环境中的放射性物质和辐射可以从外部照射我们的 体 这 种现象称为外照射 我们可能吸 空 中的放射性物质 吞下 物和 中的放射性物质 或通过 肤或伤 吸收放射性物质 然 后从身体内部来照射我们 这种现象称为内照射 从全球来说 来 内照射和外照射的剂量是 乎相同的 全世界辐射照射的分布 人工 的 宇宙 13% 医疗 20% 外 土壤 16% 量 射剂 照 氡 42% 内 量 射剂 照 食物 9% 辐射来自哪里 27

38 3.1. 天然源 从地球形成以来, 其环境就受到来 外层空间辐射及地壳和地 中放射性物质的照射 这些天然源的照射是 法回避的, 事实上占到全世界居民所受辐射照射的大部分 全球 均年有效剂量约为 2.4 毫希沃特, 剂量范围大约 1~10 毫希沃特, 这与人的居住环境有关 建筑物中可以聚集 种称为氡的放射性 体, 或建筑材料本身也可能含有放射性核素, 这些都增加了辐射照射 虽然这些源是天然源, 但是通过我们的选择是可以改变我们所受的照射的, 如 : 如何居住, 居住在哪, 吃什么 物, 饮 什么 等等 宇宙源 宇宙射线是外照射的主要天然源 这些射线 多来源于星际空间深处 ; 有些是在太阳耀斑期间由太阳释放的 它们会直接照射地球, 并与 层相互作, 产 不同类型的辐射和放射性物质 宇宙射线是外层空间的主要辐射源 地球 层和磁场显著地减少了宇宙辐射, 不过地球上有些地 受到的照射多于其他地 来自宇宙辐射的年剂量 * 宇宙飞船 ~350 千米 珠穆朗玛峰 8.8 千米 大型喷气式客机约 10 千米 300 毫希沃特 20 毫希沃特 勃朗峰 4.8 千米 3 毫希沃特 1.8 毫希沃特 西藏拉萨 3.7 千米 18 毫希沃特 墨西哥城 2.3 千米帝国大厦 450 米 1 毫希沃特 0.5 毫希沃特 海平面 0 米 0.36 毫希沃特 * 基于这些地方一年辐射照射的假设得出的 28

39 的照射 由于宇宙辐射被磁场偏转到南北两极, 所以那 受到 的照射要多于 道区受到的照射 此外, 由于上层空 稀薄难以形成屏蔽, 照射 平会随着海拔 度 增长 居住在海平 的居民每年从宇宙辐射源的辐照的有效剂量约为 0.3 毫希沃特, 约为天然源辐照总剂量的 10%~15% 活在海拔 以上的 受到的剂量是居住在海平面的人的几倍 飞机乘客受到的剂量甚 更, 这是因为来 宇宙源的辐射照射不仅与海拔 度有关, 且与飞 时间长短有关 如, 在飞 度中飞 10 时的平均有效剂量约为 0.03~0.08 毫希沃特 换句话说, 从纽约到巴黎的往返航 中个 受到的剂量约为 0.05 毫希沃特 这个剂量近似等于 个患者接受常规胸部 X 射线检查所受到的有效剂量 虽然单个乘客在 次飞 中受到的有效剂量的估算值很低, 但是集体剂量却相当, 因为乘客数量众多, 航班遍布世界各地 作场所的照射 来 宇宙源的剂量对于频繁飞 的 员特别重要 ; 例如飞 员和机上乘务 员, 他们受到的年平均剂量约为 2~3 毫希沃特 对一些太空飞行任务也进 了剂量测量 短期太空飞 报道的剂量范围是 2~27 毫希沃特, 这与太阳活动有关 前往国际空间站执 宇航任务的宇航员, 在距离地 350 千米的地球轨道上 4 个 中受到的有效剂量约为 100 毫希沃特 陆地源 土地 地球内的和地球上的万物都含有原 放射性核素 这些放射性核素寿命极长, 存在于 地中, 如钾 -40 铀-238 和钍 -232 以及由它们衰变产 的放射性核素镭 -226 和氡 -222, 这些核素早在地球形成以前就已经在发射辐射 据科学委员会计算, 全世界每 每年平均从陆地源外照射受到的有效剂量约为 0.48 毫希沃特 辐射来自哪里? 29

40 外照射由于地理位置的不同 有着很 的区别 如, 法国 德国 意 利 本和美国的研究表明, 在这些国家 95% 的居民 活的地区, 室外年平均剂量在 0.3~0.6 毫希沃特之间 然, 在局部地区 们每年所受到的剂量可能 于 1 毫希沃特 在其他的国家, 陆地源辐射照射 平还有可能更 例如, 在印度喀拉拉邦西南海岸, 一片人口密集的 55 公里狭长土地上, 富含钍的沙 使当地 每年受到的剂量平均为 3.8 毫希沃特 在巴西 中国 伊朗伊斯兰共和国 马达加斯加和尼 利亚等国家, 也有 些高水平天然陆地辐射源地区 氡气 氡 -222 是 种以 体形式存在的放射性核素, 通常来 壤 氡 -222 产 于地球岩 和 壤中存在的铀 -238 衰变系 吸 后, 氡的短寿命的衰变产物 ( 主要是钋 -218 和钋 -214) 滞留在肺中, 照射呼吸道细胞 因此氡是吸烟者和不吸烟者患肺癌的主要原因 ; 然而由于吸烟与氡照射之间有着强烈的相互作, 所以吸烟者更容易患癌 氡存在于空 中, 可以通过地下室和地板直接渗 到建筑物中, 从 导致氡浓度积累, 这 的浓度是指 定体积空气中单位时间内衰变的放射性量 当室内供暖时, 热空 上升, 空 通过窗户或孔隙从房屋顶部逸出, 使底层和地下压 降低 这样就使得氡通过裂隙和孔隙 ( 如各种管道 周边 ) 从地基下的 壤中快速析出 世界范围的室内氡平均浓度约为 50 贝可 / 但是这个平均值掩盖了各地之间的巨 差异 就总体而论, 各国的平均浓度差异很 在塞浦路斯 埃及和古巴等国家中不到 10 贝可 /, 在捷克共和国 芬兰和卢森堡各国则 于 100 贝可 / 30

41 在加拿 瑞典和瑞 等 些国家, 有些房屋中的氡浓度介于 到 贝可 / 之间 不过, 这种 平浓度的房屋是少见的 引起这种差异的 些因素包括局部地区的地质状况 壤渗透性 建筑材料和建筑物通风等因素 氡进入建筑物 空气压力 土壤中的氡水暖管道与设备 地板下空隙 空隙和空腔 地面孔隙 尤其, 通风是其中 个关键的因素, 它与 候有关 如果通风良好, 如在热带 候中, 氡的积累可能就不严重 但是在温带和寒冷的 候中, 场所的通风往往不够充分, 氡浓度就可能 量积累 所以在设计节能建筑物时, 限制通风的作用是重要的 许多国家已经开展了 泛的测量项, 为实施室内氡浓度减少措施提供了依据 中的氡浓度 平通常都 常低, 但是也有些 浓度的 源, 如芬兰赫尔 基的深井 和美国阿肯 州的温泉 中的氡会加重空 中氡的浓度, 特别是在浴室中淋浴时 然, 科学委员会的结论认为, 通过饮 摄 的氡 吸 的氡的剂量要 很多 据科学委员会估算, 由氡所致的年平均有效剂量是 1.3 毫希沃特, 约为所有天然源所致公众剂量的 半 辐射来自哪里? 31

42 工作场所的照射 就某些 作场所, 氡的吸 是 作 员辐射照射的主要来源 氡是所有类型矿井下辐射照射的主要来源 煤矿 的年平均有效剂量约为 2.4 毫希沃特, 其他类型矿 的 约为 3 毫希沃特 核 业 作 员的年平均有效剂量约为 1 毫希沃特, 主要来 铀矿开采中的氡照射 食物和饮用水中的源 品和饮 中可能含有某些原 核素和其他 些放射性核素, 他们主要来源于天然源 放射性核素可以通过岩, 壤和 中的矿物质转移到植物, 然后再转移到动物 因之, 剂量的变化不仅取决于 物和饮 中放射些核素的浓度, 还取决于当地的饮 习惯 例如, 鱼和 贝壳类 物含有相对 平的铅 -210 和钋 -210, 所以 量 海鲜的 受到的剂量可能略 于 般 群 居住在北极区的人消费大量的驯鹿肉, 他们受到的剂量也比较高 北极区的放牧驯 的地 中累积有钋 -210, 从 导致驯 体中也含有较 平的钋 -210 据科学委员会估算, 物和饮用水中天然源所致的年平均有效剂量是 0.3 毫希沃特, 主要来 钾 -40 及铀 -238 和钍 -232 天然放射系的核素 除天然源放射性核素外, 品中还可能存在 源放射性核素 但是, 经批准后向环境排放的放射性核素剂量是很 的 3.2. 人工源 从科学家们揭秘原 能, 并开展多种 途的应 以来, 辐射的应 在过去 年 有了显著的增加 应 的范围包括军事 医学 ( 如癌症治疗 ) 电 产和家庭应用( 如烟雾探测器 ) 这样和那样的人工源, 无论对于个人还是全球居民, 都增加了除来自天然源之外的辐射照射 32

43 辐射源所产 个 剂量变化较, 多数人受到的剂量比较小, 但少数人受到的剂量数倍于平均值 利 辐射防护措施可以使 辐射源得到良好的控制 医学应用 利 辐射对某些疾病进 诊断和治疗, 在医学上起着重要的作用, 成为目前全球主要的人工辐射源 平均, 医学照射应用贡献了所有人工辐射源照射的 98%, 是继天然辐射源之后对全球居民照射的第 辐射源, 贡献了总照射剂量的 20% 这种情况 多发 在 业化国家, 这些国家有较多的医疗资源, 放射设备的应 很 泛 在有些国家, 医学应 导致的年平均有效剂量与天然辐射源所致的剂量相同 美国人均有效剂量 (2007 年 ) 所有其他照射 0.14 毫希沃特 介入放射学 0.40 毫希沃特 诊断放射学 0.30 毫希沃特 医疗照射总剂量 天然源 3.1 毫希沃特 核医学 0.80 毫希沃特 3 毫希沃特 CT 扫描 1.5 毫希沃特 医学照射与其他许多类型的照射之间有实质性的差别 典型 的医学照射只涉及 体的 部分, 其他照射往往涉及整个 体 此外, 患者的年龄分布通常会以较 年龄段的居多 另外, 辐射来自哪里? 33

44 考虑到患者从照射中直接受益, 所以在将医学照射所致的剂量与 其他源所致的剂量加以 较时, 应很谨慎 城市化的发展以及生活水平的逐步改善, 不可避免地意味着有更多的人可能接受卫生保健 因此, 由医学照射产 的集体剂量在世界范围内增长 科学委员会定期收集有关诊断和治疗的资料 根据 年间的调查, 全世界每年 约实施近 36 亿次医学照射程序, 在 年期间的调查中为 25 亿次, 前者与后者相, 增加了 乎 50% 医学辐射实践主要分为三 类 : 放射学 ( 包括介 程序 ) 核医学和放射治疗 在科学委员会的定期评估中, 不包括如健康 筛查及 愿参与医学 物学 诊断和治疗研究项 等辐射应 诊断放射学是 X 射线获得的影像进 分析的技术 ; 如普通 X 射线照相检查 ( 胸部和 科 X 射线检查 ) 荧光透视检查 ( 如钡餐和灌肠剂 ) 和计算机断层扫描 (CT) 科学委员会不涉及 电离辐射成像 式, 如超声和核磁共振成像等成像方法 介 放射学使用最小侵袭性 ( 微创 ) 影像引导程序来诊断和治疗疾病 ( 如在 管中引导植 导管 ) 由于 CT 的 泛使 和每次检查引起的显著剂量, 诊断放射学程序所致的全球平均有效剂量从 1988 年的 0.35 毫希沃特, 上升 2007 年的 0.62 毫希沃特, 乎翻了 番 根据科学委员会的最新调查,CT 扫描剂量现在占到放射学检查所致总集体剂量的 43% 这些数据在世界各地是不 样的 生活在工业化国家的人口占世界人口的 25%, 接受了所有放射程序的大约三分之二 其余 75% 的全球 所接受的放射学程序的年频度基本保持不变, 即使是简单的 科 X 射线检查亦是如此 34

45 放射学所致全球照射剂量 ( 年 ) 集体有效剂量 (1 000 人 希沃特 ) 科学委员会 (UNSCEAR) 的调查 核医学是将 密封的 ( 可溶的和未封装的 ) 放射性物质引 体内, 多数情形下 于获取有关结构和器官功能的资料, 少数情形下 于治疗疾病 ; 如治疗甲状腺功能亢进和甲状腺癌等病症 般情况下, 将放射性核素制成可以静脉注射或 服的放射性药物 药物根据物理或化学性质分散在体内, 以便于扫描 这 核医学所致全球照射剂量 ( 年 ) 250 集体有效剂量 (1 000 人 希沃特 ) 科学委员会 (UNSCEAR) 的调查 辐射来自哪里? 35

46 样, 就可以分析放射性核素在体内发出的辐射, 用以产生诊断影 像或用以治疗疾病 在世界范围内, 核医学诊断次数从 1988 年的 万增加到了 2007 年的 万 年集体有效剂量从 7.4 万 希沃特增长到了 20.2 万 希沃特 在现代核医学中, 辐射的治疗应 也在增加, 全世界每年的患者数达到 90 万 此外, 核医学应 的分布也相当不均匀,90% 的检查发 在 业化国家 辐射治疗 ( 也称放射治疗 ) 利 辐射来治疗各种疾病, 通常是治疗癌症, 也 于治疗良性肿瘤 体外放射治疗是指 患者体外的辐射源治疗疾病, 也称远距离放射治疗 这种治疗使 含强放射源 ( 通常是钴 -60) 的治疗机或产 辐射的 压设备 ( 如直线加速器 ) 辐射治疗也可将 属源或密封源暂时或永久地放置在患者体内实施治疗, 称为近距离放射治疗 据估算, 全世界接受放射治疗的患者在 1988 年为 430 万人, 在 年间上升到每年 510 万 其中 约 470 万 接受远距 离放射治疗,40 万 接受近距离放射治疗 居住在 业化国家的 全球 的 25% 接受了全世界 70% 的放射治疗和 40% 的近距离放 射治疗 作场所的照射 过去 年来, 医学放射诊断程序的总数在显著增加, 涉及的护理工作人员数因之而超过了 700 百万, 每个 作 员的年平均有效剂量约为 0.5 毫希沃特 从事介 放射学和核医学的医务 员受到的剂量可能 于平均值 医学应用中的事故 在有些医学辐射应 ( 如放射治疗 介 放射学和核医学 ) 中, 涉及给患者授与 剂量 如果错误地应 剂量, 将会引起 36

47 严重的损伤, 甚 死亡 受到风险的 不仅包括患者, 也包括医师和附近其他 员 为错误是引起这些事故的最常见原因 例如, 错误的治疗计划导致错误的剂量 不适当地使 设备 使错误的器官受到照射或甚至偶尔使错误的患者受到照射 尽管严重放射治疗事故是少见的, 收录的事故已有 100 多例 科学委员会审议了 1967 年以来报道的 29 例事故, 这些事故造成了 45 例死亡和 613 例受伤 然, 还可能有 些死亡和许多损伤并未被报道 不仅过度照射可以引起严重后果, 照射不 也可以引起严重后果, 例如, 当患者接受的辐射剂量不够时, 不 以治疗威胁 命的疾病 质量保证大纲有助于维护高标准实践的一致性, 以便使事故风险减到最小 核武器 1945 年, 在第 次世界 战的最后阶段, 两颗原 弹分别于 8 6 和 8 9 投掷在 本 岛和长崎 两弹的爆炸使将近 13 万 死亡, 这两次事件是历史上在战争中仅有的两次使 核武器的事件 然, 在 1945 年后 中曾进 了多次核武器试验, 主要在北半球 最活跃的试验期是 年间 总共进 了 500 次核试验, 总威 430 兆吨 TNT 当量, 最后 次试验是在 1980 年 全世界居民都受到了来 核武器落下灰的照射 鉴于对 类和环境辐射照射的担忧,1955 年联合国设 了原子辐射影响问题科学委员会 核武器大气层试验产生的全球落下灰所致的年平均有效剂量的最 估算值是 0.11 毫希沃特, 出现在 1963 年, 后来降低到现在的 平, 约为 毫希沃特 未来这种照射将 常缓慢地下降, 因为其中 部分照射来源于寿命较长的放射性核素碳 -14 辐射来自哪里? 37

48 核试验落下灰所致全球人均剂量 0.12 年有效剂量 ( 毫希沃特 ) 年份 在地 核试验产 的落下灰中, 多达 50% 的沉积在试验场 100 千米范围内 居住在试验场附近的 们会受到当落下灰的照射 然, 由于试验是在相对偏远的地区进, 当地受到照射的居民群体很少, 没有对全球集体剂量构成明显贡献 尽管如此, 居住在试验场下风向的 们受到的剂量还是 平均值 得多 科学委员会于 1958 年发表的第 个报告奠定了关于 禁 在 层 外层空间和 下进 核武器试验条约 谈判的科学基础 1963 年 部分禁 核试验条约 签署后, 直到 20 世纪 90 年代, 每年会有 约 50 次核试验在地下进 ; 之后, 又进行了少数几次核试验 这些试验的当量大多都比大气层试验的小得多, 除有气体被排出或泄漏到大气中外, 放射性碎片都被围封在地下 虽然试验产生了极大量的放射性残留物, 但不会对公众形成照射, 因为这些残留物位于地下深处, 基本上与围岩熔合 对于试验场区的再利 问题 ( 如动物放牧或作物种植 ) 是存在担忧的, 因为有些场区正在被利 有些试验场放射性残留物的剂量可能较, 例如位于今天哈萨克斯坦的塞 巴拉 斯克核 38

49 试验场的局部地区 ; 另 些地, 对最终居住在试验场的公众所贡献的剂量不会 于正常本底照射的 部分, 如法国波利尼西亚岛群中的穆鲁罗阿环礁和 加陶法环礁 还有 些试验场, 如马绍尔群岛和马拉林加试验场, 美国和英国分别在这 进 了核试验, 这 的居民所受的照射与饮 习惯和 活 式有关 核反应堆 中 轰击铀或钚的某些同位素, 可使核分裂为两个更 的核, 这 过程称为核裂变, 同时释放出能量和两个或多个的中 释放出的中 还可以再轰击其他铀或钚原 核, 使其发 分裂, 释放更多的中, 这些中 会再轰击和分裂更多的核 这种过程称为链式反应 这些同位素用作核反应堆中的燃料, 在反应堆中链式反应受到控制, 以阻 反应过快进 核反应堆中裂变所释放的能量, 可 于核电站 产电能 此外还有各种研究反应堆, 有的 于测试核燃料和各种材料 有的 于核物理和 物学研究 有的 于 产医学和 业 的放射性核素 虽然这两种反应堆之间存在着差别, 但 者都需要铀矿开采和废物处置等 业过程, 这样就带来了职业照射和公众照射 核电站 1956 年英国建造了世界第 座 业规模的商 核电站 考尔德豪尔 (Calder Hall) 核电站, 从那时起, 核电站电 产快速增长 尽管旧反应堆的退役在增加, 但是核电 产继续在增长 到 2010 年底, 全球 29 个国家有 440 座动 反应堆在运, 提供了全球电能 产的 10%, 在 56 个国家还分布着 240 个研究反应堆 虽然对于核动 发电往往是有争议的, 但是在正常运 情况下, 它对全球辐射照射的贡献是微乎其微的 且辐射照射 平因设施类型的不同 地理位置的不同随时间 有很 不同 辐射来自哪里? 39

50 40 墨西哥-2座 阿根廷-2座 美国-104座 加拿大-18座 全世界核电站分布 2010年 巴西-2座 斯洛文尼亚-1座 瑞士-5座 南非-2座 亚美尼亚-1座 匈牙利-4座 西班牙-8座 法国-58座 英国-19座 荷兰-1座 比利时-7座 德国-17座 捷克共和国-6座 斯洛伐克-4座 保加利亚-2座 印度-19座 中国-19座 俄罗斯联邦-32座 巴基斯坦-2座 罗马尼亚-2座 乌克兰-15座 瑞典-10座 芬兰-4座 日本-54座 大韩民国-21座

51 核电站的电 输出在增长, 反应堆正常排放的总照射 平却在下降 部分原因归功于技术进步, 部分原因是由于实施了更加严格的辐射防护措施 总的来说, 核设施的排放引起的辐射剂量 常低 核电站周围居民的年集体剂量估算为 75 希沃特 这样, 居住在核电站周围的 受到的年平均有效剂量约为 毫希沃特 核能 产辐射照射主要来 矿 开采 铀矿开采和 冶产 了 量的尾矿形式的残留物, 其中含有 平的天然放射性核素 到 2003 年, 全世界铀总产量达到 约 200 万吨, 伴之 来的铀尾矿总量达到 20 亿吨 当前的尾矿堆维护得很好, 但是存在着许多废弃的旧场址, 其中只有少数经过了补救 据科学委员会估算, 当前矿 和 冶场及尾矿堆周围居民组的年集体剂量约为 50~60 希沃特 反应堆卸出的乏燃料 ( 反应堆内 燃烧 过的核燃料 ) 可以进 后处理, 从中回收铀和钚以便再利 前乏燃料 多暂存在中间贮存设施, 迄今为 所产 的三分之 的乏燃料已经得到后处理 导致的年集体剂量在 20~30 希沃特之间 前, 低放废物和有些中放废物处置在近地表设施, 但是过 去有些时候曾向海洋倾倒 后处理产 的 放废物和未经后处理 的乏燃料都被暂贮起来, 但最终还需要进 处置 废物处置适当 的情况下, 即使在遥远的未来也不会构成对人们的照射 工作场所的照射 在核 业领域, 地下铀矿 中的氡释放对职业照射的贡献很大 放射性矿 的开采和加 活动 常普遍, 这些矿 中含有 平的放射性核素 核 业 作 员的年平均有效剂量 20 世纪 70 年代开始以来就逐年下降, 从 4.4 毫希沃特降到现在的 1 毫希沃特 这主要是因为铀的开采显著减少, 加之采 了更先进的开采技术和通风设备 辐射来自哪里? 41

52 42 UF6 天然铀主要通过露天矿或地下采矿萃取 成为矿渣 其中含低浓度 的长寿命放射性核素 水冶从矿石中提取铀 残留物 燃料铀 转化 浓缩和提纯 用以制备作 核工业主要流程 深地质 处置场 包括乏燃料在内的高放废物 目前暂存于中间贮存设施中 等 待深层地质处置场最终处置 后处理的乏燃料中的铀 和钚可在转化和浓缩后 再循环用作燃料 燃料加工制成燃料棒 一般用陶瓷燃料芯块中 的铀 用金属管作包壳 地表贮存 浅层和中等深度 大多处置在浅地层中 低中水平放废物 反应堆产生的放射性同 位素可被分离出来 放射性副产品使燃料的 用于医学和工业 效率降低 在12至24个月之后 乏燃料从反应堆中卸出 并释放能量 使水加热 研究反应堆和动力反应 堆中的铀原子核分裂 裂变

53 核设施事故 民 核 业设施正常运 期间的照射 平 常低 但是, 也发 了 些严重的事故, 受到了公众的 泛关注, 科学委员会对其后果进 了评估 例如,1958 年前南斯拉夫万萨 (Vinča) 研究设施事故 1978 年美国三哩岛核电站事故, 以及 1999 年 本东海村燃料转化设施事故 在 年间发 过 35 起核设施严重辐射事故, 导致了员 死亡或严重损伤, 其中 7 起事故引起放射性物质释向场外释放, 使居民受到了可以探测到的辐射 在其他核武器计划的相关设施中也发 了严重事故 已知有 32 例死亡和 61 例需要医学护理的辐射相关损伤, 这里不包括 1986 年切尔诺贝利事故和 2011 年福岛第 核电站事故, 这两起事故在下 中另 介绍 在切尔诺贝利事故之前最严重的民 核设施事故是 1979 年 3 28 发 的三哩岛核电站事故, 系列事件导致反应堆芯部分熔化 事故使 量的裂变产物和放射性核素从受损的反应堆芯释放到安全壳 房, 但对环境的释放相对很少, 因 对公众的照射也 常 切尔诺贝利核电站事故 1986 年 4 26 发 的切尔诺贝利核电站事故, 不仅是民 核 电史上最严重的事故, 也是导致公众辐射照射的最严重事故 事 故导致的集体剂量 其他所有事故集体剂量的总和都 许多倍 事故发 后有两名 作 员 即死于外伤,134 患急性放 射综合征, 其中 28 被证实死亡 肤损伤和辐射相关 内障是 幸存者的主要问题 除应急 员外还有数 万 投 了恢复 辐射来自哪里? 43

54 动 在 1986 年和 1987 年受到 剂量照射的 中, 病和 内障 的发 明显增加, 除此之外, 今还没有 致的证据表明在这 群体中有其他辐射相关的健康效应 事故引起了放射性物质向环境的最大非控制释放, 是任何 个民 核设施前所未有的 ; 量放射性物质向环境释放了 约 10 天 事故产 的放射性烟云扩散到整个北半球, 量放射性物质沉降在前苏联的 地和欧洲的其他地, 尤其是污染了如今的 俄罗斯 俄罗斯联邦和乌克兰的 地和 体, 给 居民带来了严重的社会和经济混乱 新鲜 奶受到短寿命放射性核素碘 -131( 放射性半衰期 8 天 ) 的污染, 加之没有紧急对策, 致使前苏联地区甲状腺剂量, 尤其是儿童甲状腺剂量非常高 从 20 世纪 90 年代初, 在 俄罗斯 乌克兰以及俄罗斯联邦受影响较严重的 4 个地区, 在 1986 年正处于儿童或少儿时期受到照射的人员中, 甲状腺的发病率已经增加 在 年期间报告了 多例, 其中已经证明 15 例死亡 从长期来讲, 公众还受到主要是来 铯 -137( 半衰期 30 年 ) 的辐射照射, 包括放射性沉积外照射和来 品的内照射 但所引起的长期辐射剂量 较低, 在 年间, 俄罗斯 俄罗斯联邦和乌克兰污染地区的 均有效剂量是 9 毫希沃特, 这种剂量不可能对公众导致明显的健康效应 事故引发的严重动乱产 了重 的社会和经济影响, 对受影响地区的居民产 了巨 的精神压 科学委员会在多次报告中详细研究了事故的放射后果 国际社会做出了空前的努 来评估事故在 般地区和各个重点地区的严重程度和特点, 以便提 对事故放射后果和其他后果的认识, 提供事故缓解 的援助 44

55 切尔诺贝利核电站事故之后平均甲状腺剂量 明斯克 莫吉廖夫 白俄罗斯 布列斯特 戈梅利 罗夫诺 乌克兰 切尔诺贝利核电站 日托米尔 基辅 切尔尼戈夫 卡卢加 图拉 俄罗斯联邦 布良斯克 奥廖尔 >650 毫希沃特 毫希沃特 毫希沃特 毫希沃特 <10 毫希沃特 辐射来自哪里? 45

56 1986 年以来的研究表明, 论是 童时期受到碘 -131 照射的 员, 还是受到 辐射剂量的应急和恢复 作 员, 他们受到的辐射诱发效应的风险在增加 不过 多数地区居民受到的辐射照射是低 平的, 与天然本底辐射 平相当, 或比天然本底辐射 平 倍 福岛第一核电站 2011 年 3 11, 本东部 9.0 级 地震及继发的 本北部东海岸海啸, 使福岛第 核电站受到严重损害, 导致放射性物质向环境释放 3 11 日 15 期间采取了预防措施, 核电站场址周围 20 公 范围内以及其附近地区 约 居民撤离, 核电站 20~30 千米范围内的居民在 家房屋内躲避 稍后于 2011 年 4, 由于地 放射性核素 平升, 居住在电站西北的另外 被进 步建议撤离 这些撤离措施 减少了受影响 员可能受到的照射 平 对 和 品的消费暂时予以控制, 以便限制对公众的照射 在处理核电站应急情况时, 有些运 员和应急响应 员受到照射 科学委员会评估了这次事故所产 的辐射剂量及对健康和环境的影响 在事故后的 1 年半, 约有 名 作 员参与了福岛第 核电站现场的缓解和其他 动 作 员当时受到的平均有效剂量约为 12 毫希沃特 但是有 6 名 作 员的累积剂量达到 250 毫希沃特 ; 报告的最 总剂量为 680 毫希沃特, 这是 名 作 员主要通过内照射 ( 约 90%) 受到的剂量 12 名 作 员受到的甲状腺剂量在 2~12 瑞范围内 在受到事故辐射照射的 员中没有观察到辐射相关的死亡和急性疾病 在事故后的第 年, 福岛县撤离区内成 的平均有效剂量 分布在 1~10 毫希沃特范围内,1 岁婴 的有效剂量 约为成 的两 倍 在福岛县未撤离区和相邻县, 剂量是较低的 46

57 福岛第一核电站事故后婴儿的平均甲状腺剂量 山形 新潟 福岛 群马 枥木 茨城 宫城 福岛第一核电站 50 ~ 70 毫希沃特 30 ~ 50 毫希沃特 10 ~ 30 毫希沃特 <10 毫希沃特 未予评估的区级地区 单独评估的地区 辐射来自哪里? 47

58 在受照最严重人员中, 主要由碘 -131 导致的甲状腺平均剂的量估算值, 成人可达 35 毫 瑞,1 岁婴儿可达 80 毫 瑞 然 主要由外部天然辐射源导致的甲状腺年剂量, 其典型值仅为 1 毫 瑞 科学委员会得出一种理论上的可能 : 受辐射照射最严重的 童人群组的甲状腺危险可能增加 然, 甲状腺癌在幼童中是 种罕见的疾病, 所以在统计学上这个 群组中预期观察不到这种效应 与切尔诺贝利灾难相, 福岛第 电站事故在许多 是截然不同的, 如反应堆类型 事故发 式 放射性核素释放及弥散的特点, 以及采 的防护措施 两个核电站都向环境释放了 量的碘 -131 和铯 -137, 这两个核素是事故后照射的最重要放射性核素 福岛事故释放的碘 -131 和铯 -137 分别是切尔诺贝利事故释放的 10% 和 20% 工业应用和其他应用 辐射源有着 泛的 业 途 其中包括 于医药产品灭菌 品保存和病 害消除的 业辐照装置 ; 以检查焊缝缺陷的 业照相 ; 作枪炮瞄准器发光层 应急出 标志和地图照明灯低 平光源的 α 或 β 发射体 ; 在测井活动中 于测量矿物 油 天然 勘探的 测量钻孔中地质特性的放射源或 型 X 射线机 ; 在测量材料厚度 分 密度和料位的装置中使 的放射源 ; 以及科学研究中使 的其他密封源 虽然辐射源有着 泛的 途, 但是 业和医疗实践中使 的 放射性核素的 产对公众的照射 平却 常低 然, 在事故情 况下, 局部区域可能被污染, 引起 平照射 工作场所的照射 参与辐射源工业应用的工作人员数在 21 世纪初约为 100 万人, 每个 作 员的平均年有效剂量为 0.3 毫希沃特 48

59 辐射测厚装置 卷筒 放射源 纸 控制卷筒的辐射探测器 天然放射性物质在世界各地还有 种类型的设施, 它们虽然与核能的利 没有关系, 但由于其 业产品 副产品和废物中的天然放射性物质 (NORM) 浓度的增加, 可能使公众受到照射 其中最重要的设施与矿物的开采和加 有关 与矿 开采和加 相关的活动能够导致天然放射性物质 平的增 这些活动包括 属矿开采和熔炼 磷酸盐 产 煤矿开采和燃煤电 产 油和天然 钻探 稀 和钛氧化物 业 锆和陶瓷 业 天然放射性物质的应 ( 典型的应 是镭 钍同位素的应 ) 以煤为例, 煤中含有微量原 放射性核素 煤的燃烧使这些核素释放到环境中, 使 们受到照射 这就意味着, 世界燃煤电站 产的每吉 年电能使世界 受到的集体剂量每年增加 约 20 希沃特 此外, 粉煤灰 ( 煤燃烧的残留物 ) 已被 于填埋和道路建设, 但 于建造房屋可导致直接辐射照射和氡的吸 照射 且倾倒粉煤灰可使倾倒场周围的辐射照射 平增 辐射来自哪里? 49

60 地热能开发是公众的又 个辐射照射源 这种技术通过抽取地下蒸汽和热 实现电能 产或采暖 意 利和美国采 这种技术的排放贡献, 据估算约占燃煤电站 产每吉 年电能所致集体剂量的 10% 前地热能对世界能源 产的贡献较, 因 对辐射照射的贡献也较 地热能开发 发电站 冷水 蒸汽和热水 类的其他各种实践也能够使 受到天然放射性物质的照 射, 如 处理产 的淤泥在农业 产中的利 但是它对公众的 照射 平极低, 约 于每年 1 毫希沃特的千分之 铀浓缩的副产品是贫铀, 其放射性 于天然铀 多年来贫铀已经应 于民 和军事 途 贫铀密度, 于辐射屏蔽或飞机的配重 贫铀在军事 的利, 特别是在装甲弹中的利, 已经引起对残余污染的担忧 除了个别情况 ( 如长期操作 ) 外, 贫铀的辐射照射极低 事实上, 贫铀的最 有害特性是化学毒性 50

61 消费品 些 常使 的产品中含有经慎重考虑后添加的低 平放射性核素, 这是为了利 它们的化学性质或放射性性质 历史上发光消费品中使 最多的放射性核素是镭 -226 但镭-226 在 年前已不再使, 被放射毒性较 的钷 -147 和氢 -3( 氚 ) 所取代 即使如此, 含氚化合物的钟表或 表由于移动性强也存在氚泄露问题 但氚只发射 常弱的 β 粒, 不能穿透 肤, 氚只有在进 体后才会使 受到照射 辐射烟雾探测器功能 电离室 金属板 + 屏栅 烟雾颗粒 金属板 α α α + α 粒子 放射源 ( 例如 : 镅 ) 些现代烟雾探测器由电离室和 的镅 -241 构成, 镅 -241 发 射 α 粒, 产 恒定粒 流 周围空 可以 由进 探测器, 如果 烟雾进 探测器, 则 扰电流, 触发报警 烟雾探测器中镅源的放射性活度 常低 镅源的衰变 常缓慢, 半衰期 432 年 这就是说探测器在使 10 年后仍然基本保留原有的全部活度 只要镅源保留在探测器中, 照射是 得可以忽略不计的 镅源的照射 平 常低, 尽管 灵敏的探测设备可以 辐射来自哪里? 51

62 探测到 个 在离开探测器 2 以外站 8 时, 据估算每年受 到的剂量 于 毫希沃特 工业事故 与 业放射源相关的事故 发 在核电站的事故更为常见 但是, 这些事故即使对 作 员和公众中成员造成了 泛的辐射 照射, 也并 总能受到 够的重视 在 年间, 报道了 约 80 起发 在使 辐射源 加速器和 X 射线的 业设施的事故 在这些事故中有 9 例死亡,120 名 作 员受伤 有的受伤 作 员罹患急性放射综合征 是常见的受伤部位, 往往不得不截肢 科学委员会认为, 还有些发 在 业设施的 涉及死亡或受伤的事故未被记录 这些事故的原因和造成的效应是多种多样的 这 举出两个例 1978 年在美国路易斯安那州, 名在驳船上 作的 业放射技师受到 3.7 万亿贝可铱 -192 源的照射, 左 遭受辐射损伤, 可能是由于剂量计故障所致 三周后他的 变红肿, 肤出现 泡, 在 5~8 周内治愈 然 六个 后, 指部分被截 1990 年在中国上海, 由于安全措施不当, 有 7 名 作 员在 家 业设施受到钴 -60 源的辐射照射 名 作 员受到的剂量估算为 12 瑞, 在照射后 25 天死亡 另 名 作 员受照剂量估算为 11 瑞,90 天后死去 其他 5 名 作 员所受剂量估算为 2~5 瑞, 经医学处理后恢复 失控源在 年期间, 发 了 31 起因丢失 被盗和废弃的放射源引起的事故, 这些源称为失控源 事故引起了包括 童在内的 42 名公众成员死亡 另外, 由于急性放射综合症 严重局部损 52

63 伤 内污染或 理问题, 还必须对数百 进 医学护理 其中有 6 起事故与废弃的医 放射治疗机有关 精确地讲, 现在还不知道世界上有多少个失控源, 但认为是在数以千计 美国核管理委员会 (NRC) 报道, 从 1996 年到 2008 年, 美国数家公司丢失 约 枚放射源, 有 半以上没有收回 欧盟的 项研究估算, 在其边界内每年有多达 70 枚放射源失去监管控制 虽然这些源绝 多数不会构成明显的放射危害, 但是事故主要关 的是失控源 密封源或其容器对从事废旧金属交易的人们来说是有吸引力的, 因为这些源看上去似由贵重金属制成, 而且可能没有显示辐射警告标志 在无危险意识的工作人员或甚至公众成员破坏放射源的案例中, 有些出现了严重损伤, 有些甚至出现死亡, 例如 1987 年的巴西戈亚尼亚事故 一台废弃的 装有强放射性铯 -137 源 (50.9 太贝可 ) 的远程放射治疗机被偷, 源盒被砸开 在接下来的两周内, 可溶性氯化铯粉末扩散到整个废品收购站及周围房屋 很多人遭受疾病和皮肤损伤,11 万人受到放射性污染监测, 其中多人受到铯 -137 体内污染 这次事故导致 4 人死亡, 其中包括一名儿童 全球严重辐射事故的估算值 * 事故类型 核设施事故 业事故 失控源事故 科学研究中的事故 医疗事故 未知 * 基于正式报道的或公布的事故数 预计未报道的事故数要 得多, 特别是医疗事故 辐射来自哪里? 53

64 3.3. 对公众和工作人员的平均辐射照射 总的来讲, 公众从天然源受到的辐射照射在总的照射中为主要成分 根据科学委员会的估算, 个 所受的年平均有效剂量约为 3 毫希沃特 平均, 从天然源受到的是 2.4 毫希沃特, 其中三分之 来 我们呼吸的空 中的 我们吃的 品中的和我们饮 中的放射性物质 来 源的主要照射源是医学照射, 年平均有效剂量是 0.62 毫希沃特 医学辐射照射的 平因地区 国家和健康护理体系的不同 不同 科学委员会估算了 业化国家医学辐射应 所致的年平均有效剂量为 1.9 毫希沃特, 在 业化国家为 0.32 毫希沃特 但是这些值可能差异很 ( 如在美国为 3 毫希沃特, 在肯尼亚仅为 0.05 毫希沃特 ) 在 20 世纪 90 年代以前, 对 作 员辐射照射的关注集中在 辐射源 如今 们认识到很 批 作 员受到天然源的照射, 主要是来源于采矿 业的照射 对于采矿 业的某些职业来说, 氡 的吸 是 作场所的主要辐射照射源 虽然井下铀矿中氡的释放对核 业职业辐射照射贡献很, 但整个核 业 作 辐射源所致公众的平均照射剂量 * 天然源 2.4 毫希沃特 人工源 0.65 毫希 食物 0.29 毫希沃特 核电站 毫希沃特 宇宙 0.39 毫希沃特 切尔诺贝利事故 毫希沃特 土壤 0.48 毫希沃特 核武器落下灰 毫希沃特 核医疗 0.03 毫希沃特 氡 1.3 毫希沃特 放射学 0.62 毫希沃特 * 一年内个人有效剂量估算值 ( 世界平均值 ) 54

65 员个 的年平均有效剂量从 20 世纪 70 年代的 4.4 毫希沃特下降到了今天的 1 毫希沃特 然, 煤矿 的年平均有效剂量仍然是 2.4 毫希沃特, 其他类型矿 的剂量约为 3 毫希沃特 前估计, 全世界被监测的 作 员的总数 约是 万, 其中有 万 受到 源的照射 在受到 源照射的 作 员中, 每 4 中有 3 作在医疗 业, 每位 作 员的年平均有效剂量为 0.5 毫希沃特 对每个 作 员的年平均有效剂量的评估表明, 天然源照射的增加主要归因于矿 开采, 源照射的下降是因为成功地实施了辐射防护措施 全球 作 员辐射照射趋势 ( 毫希沃特 )* 时间段 20 世纪 70 年代 20 世纪 80 年代 20 世纪 90 年代 21 世纪前十年 天然源航空机组 员 煤矿开采 其他矿 开采 ** 其他 共计 源医学应 核 业 其他 业 其他 共计 * 作 员 年内受到的平均有效剂量估算值 ** 铀矿开采包括在核 业中 辐射来自哪里? 55

66 UNSCEAR 出版物 联合国原 辐射影响问题科学委员会 (UNSCEAR) 设 以来已经发布了 25 部重要报告和 100 多个科学附件 这些出版物受到 度评价, 被认为是对来 核武器试验和核电 产 医学辐射应 职业辐射源和天然辐射源的辐射照射进 权威性评价的主要来源 科学委员会还评估了关于辐射诱发癌症和遗传疾病的详细研究, 评价了事故对健康和环境的放射后果 联合国原 辐射影响问题科学委员会所发布的报告和其科学附件被作为联合国的销售出版物发 (unp.un.org), 也提供免费电 版下载 (unscear.org), 的在于传播评估结论, 惠及联合国成员国 科学界和公众 欢迎对本出版物提出反馈意见, 通讯地址如下 : UNSCEAR secretariat Vienna International Centre P.O. Box Vienna, Austria unscear@unscear.org

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68 1955年 联合国大会设立了原子辐射影响问题科学委员会 (UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) 来收集和评估有关电离辐射水平和影响的资料 这本出版物试图客观地 以普通读者可以接受的方式提供 关于辐射水平和影响的最新知识 本出版物根据科学委员会 (UNSCEAR) 的科学报告编写而成 这些科学报告是本出版物的主 要资料源 辐射 辐 射 影响与源 这是针对当时大气层核武器试验落下灰通过空气 水和食物 到达人体 引起了人们对电离辐射产生的人类健康和环境影响的 关注而做出的响应 科学委员会的第一个报告奠定了1963年 部 分禁止核试验条约 谈判的科学基础 影响与源 什么是辐射 辐射对我们有什么影响 辐射来 哪 毫希沃特 放射治疗所用剂量 航天员受照剂量 (4个月 100 毫希沃特 10 毫希沃特 腹部CT扫描 核工业工作人员受照剂量 (1年 1 毫希沃特 0.1 毫希沃特 胸部X射线透视或飞行 (20小时 0.01 毫希沃特 牙科X射线透视 毫希沃特 巴西坚果 30克 联合国环境规划署