生活中的輻射961124

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1 生 活 中 的 輻 射 生 活 中 的 輻 射 在 我 們 生 存 的 大 自 然 裡, 輻 射 和 陽 光 空 氣 水 同 時 存 在, 因 為 它 無 色 無 味 無 臭, 人 體 無 法 直 接 感 應, 使 得 大 家 對 於 輻 射 有 莫 名 的 恐 懼 感 人 類 在 一 百 多 年 前 發 現 輻 射 以 來, 就 陸 續 應 用 於 許 多 層 面, 如 X 光 照 射 農 產 品 保 鮮 與 飛 機 結 構 檢 測 等, 帶 給 我 們 許 多 的 方 便 事 實 上 日 常 生 活 中 已 經 少 不 了 輻 射 的 應 用 我 們 應 該 深 入 了 解 輻 射 是 什 麼, 利 用 它 的 優 點, 而 避 開 它 的 危 險 性, 不 要 再 莫 名 的 害 怕 人 類 自 古 至 今 生 存 在 一 個 陽 光 空 氣 水 與 輻 射 的 自 然 環 境 中 1 什 麼 是 輻 射? 輻 射 是 一 種 能 量, 以 波 動 或 高 速 粒 子 的 型 態 傳 送, 依 其 能 量 的 高 低 可 分 為 非 游 離 輻 射 與 游 離 輻 射 例 如 太 陽 光 無 線 電 波 微 波 等 屬 於 非 游 離 輻 射 ( 能 量 10 仟 伏 以 下 ) 而 我 們 熟 知 的 X- 射 線 宇 宙 射 線 及 放 射 性 元 素, 如 鈾 鈷 60 鐳 等 所 放 出 的 阿 伐 () 貝 他 (β) 加 馬 (γ) 射 線 等, 則 屬 於 游 離 輻 射 ( 能 量 10 仟 伏 以 上 ) 游 離 輻 射 的 發 現 人 工 產 生 的 游 離 輻 射 1895 年, 德 國 科 學 家 侖 琴 從 事 陰 極 射 線 的 研 究, 發 現 具 有 穿 透 能 力 的 射 線, 因 為 對 它 性 質 不 瞭 解, 所 以 稱 之 為 x 射 線, 沿 用 至 今 倫 琴 夫 人 手 部 X 光 照 片 ( 攝 於 1895 年 12 月 22 日 ) 4 自 然 界 的 游 離 輻 射 1896 年 法 國 科 學 家 貝 克 觀 察 鈾 鹽 晶 體, 發 現 放 出 類 似 x 射 線 具 有 穿 透 力 的 射 線, 後 人 以 其 名 貝 克 做 為 放 射 性 物 質 活 度 的 單 位 1898 年, 比 埃 爾 和 瑪 麗 居 禮 夫 婦 從 鈾 礦 中 提 煉 出 兩 種 新 元 素 - 釙 和 鐳, 具 有 發 射 放 射 線 的 能 力 這 三 位 科 學 家 分 享 1903 年 的 諾 貝 爾 物 理 學 獎 放 射 性 (Radioactivity) 由 瑪 麗 居 禮 所 創 鐳 的 拼 音 原 意 就 是 放 射 性 的 意 思 由 放 射 性 物 質 發 射 的 伽 瑪 輻 射 線, 與 X- 射 線 性 質 相 同 1910 年 放 射 學 大 會 決 定 採 用 居 里 (Ci) 為 放 射 性 的 基 本 單 位 一 年 之 後 居 里 夫 人 榮 獲 諾 貝 爾 化 學 獎, 以 表 揚 她 發 現 釙 和 鐳 她 是 第 一 位 獲 得 兩 個 諾 貝 爾 獎 的 科 學 家 她 的 餘 生 則 致 力 於 鐳 的 用 途, 例 如 用 鐳 治 療 癌 居 里 夫 人 於 1934 年 7 月 4 日 罹 患 惡 性 貧 血 逝 世 5 6 1

2 輻 射 的 分 類 ( 依 能 量 高 低 區 分 ) 游 離 輻 射 : 指 能 量 高 可 直 接 或 間 接 使 物 質 產 生 游 離 作 用 電 磁 輻 射 : 如 X 射 線 加 馬 (γ) 射 線 粒 子 輻 射 :( 如 β 高 速 電 子 e- 正 子 e+ 高 速 質 子 P+ 中 子 n 等 及 其 他 粒 子 ) 主 管 機 關 為 行 政 院 原 子 能 委 員 會 非 游 離 輻 射 : 能 量 低 只 能 造 成 激 發, 無 法 產 生 游 離 作 用 紫 外 線 (UV) 可 見 光 紅 外 線 (IR) 微 波 雷 達 電 視 與 調 頻 (FM) 無 線 電 波 短 波 調 幅 (AM) 無 線 電 波 低 頻 無 線 電 波 長 波 長 交 流 電 波 主 管 機 關 為 行 政 院 環 境 保 護 署 輻 射 的 分 類 游 離 輻 射 與 非 游 離 輻 射 輻 射 能 譜 游 離 輻 射 的 產 生 - 1. 來 自 產 生 輻 射 的 機 具 :X 光 機 加 速 器 當 高 速 運 動 的 電 子 撞 擊 重 原 子 核 時 ( 例 如 鎢 元 素 ) 就 會 產 生 X 射 線, 在 醫 學 上 的 用 途 非 常 大 宇 宙 射 線 游 離 輻 射 加 馬 射 線 紫 外 線 可 見 光 紅 外 線 微 高 能 量 輻 射 能 譜 低 能 量 波 無 線 電 波 制 動 輻 射 示 意 圖 醫 用 直 線 加 速 器 游 離 輻 射 的 產 生 2. 核 種 衰 變 MeV IT(10.5m) >99% 0.0 MeV >99% MeV b - Co(5.26y) Co 衰 變 圖 g g 60 Ni 28 (Nuclear Decay) 放 射 性 核 種 處 在 不 穩 定 的 狀 態 下 會 自 動 放 出 輻 射 線 而 蛻 變 成 較 穩 定 之 核 種 從 放 射 性 核 種 的 原 子 核 發 射 出 的 游 離 輻 射, 就 是 放 射 線 1.332MeV 0.0 MeV 核 種 鈾 238 鈾 235 釷 232 鐳 226 氡 222 鉀 40 半 衰 期 ( 年 ) 4.47x x x x 天 1.28x 10 9 天 然 放 射 性 核 種 舉 例 天 然 活 性 又 稱 鈾 系 或 鈾 鐳 系 ; 在 所 有 天 然 鈾 中 含 有 %; 在 一 般 岩 石 類 型 中 總 鈾 含 量 在 0.5 至 4.7 ppm 又 稱 錒 系 或 錒 鈾 系 ; 在 所 有 天 然 鈾 中 含 有 0.72 % 在 一 般 岩 石 類 型 中 含 量 在 1.6 至 20 ppm 1.6 to 20 ppm, 而 地 殼 平 均 10.7 ppm 在 石 灰 岩 中 0.42 pci/g (16 Bq/kg), 在 火 成 岩 中 1.3 pci/g (48 Bq/kg) 惰 性 氣 體 ; 在 美 國 年 平 均 空 氣 濃 度 範 圍 由 pci/l (0.6 Bq/m 3 ) 至 0.75 pci/l (28 Bq/m 3 ) 範 圍 廣, 例 如 土 壤 中 ~1-30 pci/g ( Bq/g) 12 2

3 這 三 個 系 的 始 祖 核 元 素 的 壽 命 和 地 球 的 年 齡 相 近,( 約 45 億 年 上 下 ), 所 以 這 些 核 元 素 還 沒 有 完 全 衰 變 掉 這 些 系 列 分 別 終 止 於 穩 定 核 元 素 206Pb 207Pb 和 208Pb 游 離 輻 射 的 特 性 衰 變 與 衰 減 衰 變 (Decay) 放 射 性 物 質 有 隨 時 間 而 逐 漸 減 少 的 現 象, ( 指 數 衰 減 定 律 ) 輻 射 強 度 減 少 為 原 來 一 半 所 需 的 時 間 即 為 半 衰 期 常 用 射 源 半 衰 期 60 Co 5.26 年 137 Cs 30.0 年 90 Sr 28.1 年 192 Ir 73.8 天 鎝 時 13 衰 減 (Attenuation) 游 離 輻 射 可 以 經 由 選 定 屏 蔽 物 質 達 到 衰 減 其 強 度 或 完 全 阻 擋 其 穿 透 之 目 的 人 體 接 受 輻 射 的 來 源 人 類 在 生 活 上 接 觸 的 輻 射 源, 有 天 然 的 和 人 造 的 兩 大 類 1. 天 然 輻 射 ( 約 占 民 眾 劑 量 之 82%) - 來 自 太 空 的 宇 宙 射 線 ; - 地 表 ( 殼 ) 輻 射 -- 土 壤 及 建 築 材 料 中 所 含 的 天 然 放 射 性 核 種 ( 鉀 40 鈾 238 釷 232 及 它 們 一 系 列 的 子 核 種 ); - 人 體 內 輻 射 ( 鉀 -40 ; 攝 取 食 物 中 的 鉀 40 碳 14) - 空 氣 中 的 氡 222 和 它 的 子 核 種 等 等, 從 體 內 體 外 使 人 體 接 受 輻 射 劑 量 - 天 然 放 射 性 元 素 ( 分 子 量 83~92 的 元 素 都 有 天 然 放 射 現 象 ) 2. 人 造 輻 射 ( 約 占 民 眾 劑 量 之 18%) 一 般 民 眾 接 受 天 然 與 人 造 輻 射 來 源 分 佈 圖 醫 療 診 斷 及 放 射 治 療 為 主 ( 佔 15 %) 農 工 應 用 等 使 用 含 放 射 性 之 民 生 用 品 如 火 警 煙 霧 偵 檢 器 電 視 機 螢 光 幕 等 少 量 來 自 核 武 試 爆 落 塵 核 能 發 電 3

4 宇 宙 射 線 來 自 外 太 空 且 穿 透 力 強 的 高 能 粒 子 射 入 地 球 時 稱 為 一 次 宇 宙 射 線 而 後 與 地 球 上 空 大 氣 中 的 原 子 碰 撞 產 生 的 二 次 粒 子 與 電 磁 波, 稱 為 二 次 宇 宙 射 線 宇 宙 射 線 受 到 大 氣 層 的 阻 擋 而 減 弱, 但 在 高 海 拔 地 區 因 大 氣 稀 薄, 輻 射 線 較 強 u 一 般 地 區 每 上 升 1500 公 尺, 輻 射 劑 量 約 增 加 一 倍 阿 里 山 的 宇 宙 射 線 強 度 為 海 平 面 的 2.5 倍, 玉 山 頂 的 劑 量 約 為 平 地 的 5 倍 高 緯 度 地 區 因 磁 場 影 響, 宇 宙 射 線 較 低 緯 度 地 區 強 影 響 地 表 宇 宙 射 線 強 度 的 因 素 1 緯 度 : 磁 場 影 響, 緯 度 越 高, 強 度 越 強 宇 宙 射 線 大 部 份 粒 子 帶 電, 地 球 磁 場 會 把 它 們 導 向 兩 極, 致 輻 射 劑 量 會 隨 著 緯 度 增 加 故 此 高 緯 度 飛 行 及 飛 越 北 極 的 航 線 受 到 輻 射 量 會 較 多 2 高 度 : 高 度 越 高, 強 度 越 強 台 灣 地 處 低 緯 度 地 區, 因 此 強 度 比 日 本 低, 台 灣 南 北 緯 度 僅 相 差 3 度, 因 此 地 域 差 別 很 小 宇 宙 射 線 產 生 的 放 射 性 同 位 素 由 台 北 至 國 內 外 各 大 城 市 每 往 返 一 次 人 員 會 接 受 到 的 劑 量 宇 宙 射 線 與 大 氣 層 作 用 產 生 的 粒 子 輻 射 與 放 射 核 種 有 20 餘 種, 較 重 要 的 有 碳 14 氚 鈹 7 鈉 22 等 核 種 有 的 核 種 對 人 類 造 成 較 大 的 劑 量, 有 些 核 種 則 可 忽 略 平 地 與 高 山 可 能 接 受 之 宇 宙 射 線 劑 量 註 國 際 航 線 飛 行 最 佳 高 度 為 10 至 13 公 里, 國 內 線 則 在 3~7 公 里 台 北 經 安 克 拉 志 飛 紐 約 的 航 線 劑 量 最 高, 來 回 一 趟 約 接 受 l56 微 西 弗,(0.156 毫 西 弗 ), 主 因 為 該 航 線 緯 度 偏 高, 且 飛 行 時 間 較 長 1990 年 英 國 針 對 空 勤 人 員 高 空 飛 行 實 際 測 量 : 2000 次 飛 行 測 量 的 平 均 年 劑 量 率 2.5 毫 Sv ICRP 60 號 報 告 將 航 空 組 員 (air crew) 執 勤 時 所 受 曝 露 列 為 職 業 曝 露, 英 國 於 2000 年 正 式 納 入 法 規 管 制 2005 年 國 泰 航 空 將 香 港 直 飛 紐 約 之 高 緯 度 航 班, 縮 減 為 每 個 月 兩 次 地 表 輻 射 u 在 地 表 的 土 壤 岩 石 及 動 植 物, 都 有 微 量 的 輻 射, 稱 為 地 表 輻 射, 屬 天 然 輻 射 的 一 種 其 中, 動 植 物 的 輻 射 量 遠 不 及 土 壤 岩 石 這 些 輻 射, 早 在 地 球 形 成 時 就 已 存 在, 主 要 有 鈾 系 釷 系 及 鉀 40 等 含 釷 鈾 礦 石 ( 北 投 石 ) # 4

5 1905 年 岡 本 要 八 郎 發 現 北 投 溪 所 產 的 礦 石 具 有 放 射 性 1912 年 於 國 際 礦 物 會 議 為 這 個 新 礦 石 取 名 為 北 投 石 這 是 地 球 上 四 千 多 種 礦 石 中, 唯 一 以 我 國 地 名 來 命 名 的 礦 石, 由 於 北 投 石 中 所 含 有 的 放 射 性 元 素 鐳 在 地 球 中 亦 是 一 種 稀 有 元 素, 因 此 北 投 石 在 國 際 間 亦 享 有 盛 名 目 前 只 有 日 本 及 北 投 地 區 北 投 溪 的 河 谷 中 找 到 北 投 石, 因 此 北 投 石 是 一 種 稀 有 的 礦 物 北 投 石 的 化 學 成 份? (1) 北 投 石 在 化 學 成 分 上, 是 一 種 硫 酸 鉛 ( 鉛 礬 ) 和 硫 酸 鋇 ( 重 晶 石 ) 的 化 合 物, 另 含 有 少 部 分 矽 鋁 鐵 及 少 量 稀 有 元 素 和 放 射 性 元 素 ( 鐳 釙 等 ) 某 些 地 方 因 地 質 特 性 放 射 性 核 種 含 量 較 多, 而 造 成 偏 高 的 輻 射 劑 量 北 投 地 區 的 地 熱 谷, 溫 泉 水 中 含 較 多 的 放 射 性 核 種, 該 地 區 的 地 表 輻 射 劑 量 是 台 灣 一 般 地 區 的 五 到 六 倍 25 不 同 地 區 因 地 質 型 態 不 同, 而 有 不 同 的 地 表 輻 射 劑 量 金 門 因 有 部 分 為 花 岡 岩 地 質, 故 劑 量 率 偏 高 澎 湖 則 為 玄 武 岩 地 質, 放 射 性 最 低 整 體 而 言, 台 灣 本 島 以 沈 積 岩 為 主, 各 地 的 輻 射 變 化 不 大 變 質 岩 的 放 射 性 較 高, 沈 積 岩 居 次, 火 成 岩 最 低, 尤 其 是 大 理 石 所 含 的 放 射 性 最 少 臺 灣 地 區 之 地 殼 加 馬 輻 射 造 成 的 劑 量 率 在 室 內 為 微 西 弗 / 小 時, 在 室 外 則 為 微 西 弗 / 小 時, 室 內 外 比 值 為 1.76 這 是 因 為 臺 灣 地 區 住 宅 多 使 用 磚 砂 石 及 混 凝 土 建 造 所 致 與 國 外 相 比 較 屬 偏 高 鑽 磚 類 似 磁 磚 ( 燒 結 1000 ), 因 加 入 重 金 屬, 燒 結 溫 度 達 , 硬 度 好 且 耐 磨 # 5

6 室 內 加 馬 輻 射 劑 量 率 之 調 查 雖 然 牆 壁 有 屏 蔽 作 用, 可 以 降 低 室 外 的 輻 射, 但 是 並 不 足 以 彌 補 因 使 用 建 材 而 增 加 的 劑 量 反 而 室 內 的 輻 射 劑 量 會 比 室 外 要 高 約 33% 台 灣 地 區 住 屋 建 材 多 使 用 鋼 筋 混 凝 土, 很 少 有 木 製 的 房 舍, 所 以 會 有 較 高 的 室 內 加 馬 劑 量 率 當 室 內 空 間 狹 小 且 貼 有 磁 磚 時, 劑 量 率 會 略 高 磁 磚 中 天 然 放 射 性 偏 高, 主 要 是 使 用 釉 藥 所 致 註 U 238 Th 232 氡 氣 是 自 然 界 惟 一 天 然 放 射 性 氣 體 為 鈾 和 釷 的 子 核 種, ( a 放 射 性 核 種 ) fith 234 Ra - β fi Pa 228 β 234 Ac - β - fi U β Th fi Th Ra fi Ra Rn fi Rn 地 表 土 壤 及 岩 石 中 都 含 有 少 量 的 鈾 和 釷, 建 材 亦 多 為 土 壤 和 岩 石 之 製 品, 氡 氣 因 此 為 天 然 輻 射 之 最 大 來 源 密 閉 坑 道 通 風 不 良 之 居 處 環 境, 易 造 成 氡 氣 濃 度 之 累 積 富 含 鈾 或 釷 礦 床 之 地 區, 氡 氣 濃 度 也 較 高 ( 半 衰 期 3.8 天 ) ( 半 衰 期 55.6 秒 ) 氡 氣 : 來 自 室 內 建 材 及 室 外 滲 入 氡 氡 氣 Randon 是 地 球 放 射 性 物 質 衰 退 時 的 自 然 產 物, 由 土 壤 岩 石 水 泥 砂 中, 緩 慢 釋 出, 無 色 無 味, 比 重 是 空 氣 七 倍 半, 是 自 然 界 惟 一 天 然 放 射 性 氣 體 火 成 岩 類 建 材 ( 尤 其 是 花 崗 岩 石 材 ) 含 有 放 射 性 元 素, 特 別 易 釋 放 出 氡 北 投 溫 泉 區 光 崗 岩 建 材 建 築 物 金 門 的 花 崗 岩 地 區, 都 可 能 有 放 射 性 氡 元 素 存 在 釋 出 氡 的 建 材 有 磚 沙 水 泥 石 子 瓷 磚 及 石 膏, 建 材 中 典 型 之 氡 ~40Bq/kg 氡 氣 蛻 變 所 產 生 的 子 核 種 是 一 種 致 肺 癌 的 元 素, 在 美 國 氡 氣 已 成 為 僅 次 於 吸 煙 的 致 肺 癌 因 素 氡 誘 發 肺 癌 的 潛 伏 期 在 15 年 以 上, 世 界 上 1/5 肺 癌 與 氡 有 關 WHO 列 為 致 癌 的 19 種 物 質 之 一 美 國 每 年 5000~20000 人 因 氡 產 生 肺 癌, 佔 肺 癌 總 數 10~14% NORM (naturallyoccurring radioactive material, 天 然 放 射 性 物 質 ) 造 成 的 輻 射 - 吸 煙 輻 射 菸 草 內 含 天 然 放 射 性 物 質 : 釙 -210, 當 點 燃 香 菸 時, 釙 一 210 會 隨 著 蒸 發, 而 吸 入 積 存 於 抽 菸 人 員 的 肺 部 每 天 抽 1.5 包 香 菸 者 所 造 成 的 年 有 效 劑 量 約 為 10 毫 西 弗, 此 值 已 較 國 際 原 子 能 總 署 (IAEA 基 本 安 全 標 準 所 建 議 的 10 微 西 弗 / 年 個 人 年 豁 免 值 高 1000 倍 36 6

7 37 38 u 氡 氣 混 合 二 手 煙 對 健 康 危 害 至 巨 在 同 一 氡 氣 量 的 環 境 下, 吸 煙 者 患 上 肺 癌 的 機 會 要 比 非 吸 煙 者 為 高 u 吸 煙 的 人, 家 中 氡 氣 濃 度 又 偏 高, 那 致 癌 的 可 能 性 就 提 高 了 u 氡 氣 的 存 在 是 無 可 避 免 的, 它 可 藉 房 子 的 縫 隙 及 建 材 進 入 室 內 因 此, 為 了 使 室 內 氡 氣 濃 度 不 致 於 過 高, 最 好 保 持 室 內 空 氣 流 通 39 食 物 中 的 放 射 性 物 質 : 鉀 40 碳 14 人 體 和 食 物 內 最 主 要 的 天 然 放 射 性 核 種 為 鉀 -40, 人 體 體 重 約 含 0.2% 的 鉀, 其 中 0.012% 的 鉀 40( 半 衰 期 1.27x10 9 年 ) 為 b 放 射 性 核 種 一 般 國 民 的 食 物 來 源 中, 魚 蔬 果 牛 奶 肉 類 和 五 穀 也 含 有 微 量 鉀 -40 人 體 由 於 吸 入 與 食 入 因 素, 因 此 鉀 -40 也 會 存 在 於 體 內 中 體 內 劑 量 除 經 由 蔬 菜 飲 食 途 徑 造 成 的 鉀 40 占 10% 外, 其 餘 約 90% 係 源 自 氡 氣 及 其 子 核 種 所 造 成 香 煙 與 動 物 內 臟 中 亦 含 有 天 然 放 射 性 核 種 釙 -210 ( 半 衰 期 為 天 ), 釙 -210 會 經 由 土 壤 吸 收 存 積 於 煙 草 中 或 經 由 動 物 食 用 牧 草 而 進 入 動 物 內 臟 中 存 積 60 公 斤 的 人 全 身 輻 射 含 量 7

8 食 品 管 制 食 物 中 的 放 射 性 落 塵 : 食 品 管 制 食 物 中 的 放 射 性 落 塵 : 環 境 中 的 放 射 落 塵 主 要 來 自 大 氣 中 核 子 試 爆, 放 射 落 塵 中 有 二 核 種 的 壽 命 比 較 長, 鍶 90, 它 的 半 衰 期 長 達 28.8 年 ; 銫 137, 它 的 半 衰 期 為 年, 空 氣 中 放 射 性 落 塵 滯 留 時 間 約 為 天 故 一 般 正 常 植 物 均 含 有 少 量 的 鉀 -40 及 極 微 量 的 放 射 落 塵, 經 攝 食 後 進 入 體 內, 這 些 都 是 我 們 的 體 內 輻 射 這 些 放 射 性 物 質 也 會 排 出 體 外 或 衰 變 減 弱, 長 時 間 後, 進 入 人 體 與 排 出 人 體 的 放 射 性 物 質 將 達 成 平 衡, 使 體 內 輻 射 維 持 一 定 43 註 世 界 各 國 及 各 區 域 可 能 因 地 域 或 生 活 習 慣 不 同 而 有 不 同 的 背 景 劑 量 水 平 世 界 高 輻 射 背 景 地 區 與 劑 量 率 類 別 宇 宙 射 線 地 表 及 植 物 小 計 氯 等 世 界 平 均 美 國 日 本 台 灣 地 區 伊 朗 Ramsar 市 (1) 印 度 Kerrala 區 十 個 村 莊 (2) 巴 西 Espirito Santo (3) 年 劑 量 6 至 360 平 均 至 35 倍 數 (4) 3 至 說 明 此 等 地 區 民 眾 癌 症 發 生 率 與 一 般 地 區 無 明 顯 差 異 鉀 40 等 小 計 ( 體 內 輻 射 ) 合 計 UNSCEAR : 聯 合 國 原 子 輻 射 效 應 委 員 會 大 陸 福 建 鬼 頭 山 區 (3) 平 均 3.8 最 高 世 界 上 有 許 多 地 區 其 天 然 輻 射 甚 強, 如 巴 西 喀 拉 哈 利 年 劑 量 約 10 毫 西 弗, 在 印 度 喀 拉 拉 地 區 年 劑 量 更 高 達 20 毫 西 弗 美 國 科 羅 拉 多 州 天 然 輻 射 年 劑 量 較 其 他 州 平 均 高 三 倍 以 上, 然 而 其 癌 症 死 亡 率 平 均 較 其 他 州 低 15% (4) 台 灣 地 區 平 均 自 然 背 景 輻 射 年 劑 量 2 毫 西 弗 的 倍 數 醫 學 : 游 離 輻 射 的 應 用 核 子 醫 學 X 光 診 斷 放 射 腫 瘤 心 導 管 檢 查 農 業 : 育 種 滅 菌 抑 制 發 芽 農 植 物 新 陳 代 謝 地 下 水 流 向 工 業 : 非 破 壞 檢 驗 液 位 計 密 度 計 厚 度 計 自 動 控 制 流 量 測 漏 與 磨 損 滅 菌 高 分 子 聚 合 環 保 應 用 ( 廢 氣 廢 水 污 泥 處 理 ) 游 離 輻 射 的 應 用 研 究 機 構 : 示 蹤 品 種 改 良, 反 應 機 制 研 究 基 因 工 程 化 學 反 應 分 析 非 破 壞 檢 測 : 工 業 照 相 檢 測 品 保 檢 驗 軍 警 : 毒 氣 偵 檢 夜 視 照 相 檢 驗 行 李 及 貨 櫃 檢 查 爆 裂 物 及 毒 品 檢 測 能 源 : 核 能 發 電 8

9 醫 療 應 用 - 醫 用 X 光 放 射 性 治 療 核 醫 藥 物.. 輻 射 照 射 在 農 業 上 的 應 用 利 用 鈷 60γ 射 線, 對 生 物 體 產 生 特 定 之 生 物 化 學 效 應, 以 達 到 殺 蟲 滅 菌 突 變 矮 化 等 醫 學 農 業 應 用 輻 射 照 射 應 用 醫 療 器 材 消 毒 滅 菌 輻 射 照 射 保 存 食 物 既 不 會 降 低 食 物 原 有 的 天 然 養 分, 也 不 會 含 有 放 射 性 古 物 鑑 定 ; 考 古 學 家 利 用 碳 14 的 放 射 衰 變 計 算 出 古 物 的 正 確 時 間 碳 -14 的 半 衰 期 是 5730 年, 會 釋 出 β 負 粒 子 放 射 線 分 析 古 物 中 碳 -14 含 量, 就 可 推 算 出 年 代 加 馬 射 線 照 射 高 爾 夫 球 可 以 提 高 球 體 的 硬 度, 增 加 球 的 彈 性 註 52 花 卉 改 質 增 艷 照 射 花 卉 或 水 果 之 檢 疫 及 殺 滅 病 蟲 害 照 射 扶 桑 商 業 品 種 花 朵 照 射 前 後 食 品 與 中 藥 材 之 消 毒 殺 蟲 與 滅 菌, 以 及 重 金 屬 分 析 檢 測 傳 統 的 藥 劑 殺 菌 法 及 加 熱 殺 菌 法 都 有 缺 點 氣 體 滅 菌 法 有 殘 毒 致 癌 之 顧 慮, 加 熱 殺 菌 法 則 會 破 壞 中 藥 ( 材 ) 之 品 質 9

10 用 工業上常用的輻射源及其半衰期 放 射 核 途 半 衰 期 種 輻射照射處理 (消毒 滅菌) 滅菌) 60 Co 137Cs 60 Co 輻射計測儀( 輻射計測儀(厚度計 液位計 密度計等) 液位計 密度計等) 90 Sr 137Cs 192Ir 60 Co 非破壞檢驗 192Ir 5.3y 30.0y n n 5.3y 28.1y 30.0y 73.8d n n 5.3y 73.8d 為提昇生產品質 安全與效率 利用60Co 90Sr 137Cs 192Ir 等輻射源從事照射處理(醫療器材消毒菌) 輻射計測儀(液位 計 測厚計等) 及非破壞檢驗 n 放射線照相術(非破壞檢驗) 可用於 1.檢視金屬鑄件或焊接部位的縫隙及缺陷 2.度量極微小的厚度 如金屬薄片 亦可用 於檢視建築物的結構缺陷 紙張 塑膠布 鋼板生產工廠在製造過程 中 利用物質與輻射作用的特性作為厚度之 自動控制 以確保產品品質 汽水廠在生產線上裝設液位儀 應用加馬射 線穿透鐵皮 鋁皮 鑑別內容物是否足量 中子及加馬射線可以測量土壤 瀝青的溼 度 密度 提高工程施工品質 使用氪-八五放射性氣體射源 可作IC晶體及 半導體電子成品密合性的測漏檢查 各種工業上之輻射應用.. 1.輻射照射處理農業 廢棄物堆肥發酵 提供農作物栽培及 養牛之添加飼料 2.瓦斯及石油管線或 桶槽之洩漏偵測 3.地下水流動及水庫 漏水偵測 4.輻射照射可應用於 自來水滅菌處理 密度計 測漏計 民生消費性產品 (早期 226Ra 近期 3H 147Pm) ( 241Am) 黃綠古董玻璃 (天然的U Th K) 電焊條 陶瓷器皿 (天然的 U Th K) 厚度計 煙霧偵檢器 Smoke Detectors 煙霧偵檢器 手錶和時鐘 的光源 液位計 (鎢桿中的 Th) 肥料 (K, P, U) 住家 辦公場所或廠房裝置的消防煙霧偵檢器 含 一個低放射的鋂- 241 Am-241 射源 鋂-241放出 阿伐粒子而游離偵檢器內的空氣 使空氣具導電 性 進入偵檢器內的煙霧微粒會把電流抑低而啟動 警報 它的活度低於豁免管制量 手錶 時鐘及指北針 利用氚 H-3 Tritium 或鉕Pm-147 Promethium 當光源 1970年以前的舊式手錶和 時鐘利用鐳-226當光源 這些舊款式夜光錶和時鐘 被打開處理針面或指針時 鐳- 226可能會被碰觸到 或攝入體內 60 10

11 陶 磁 器 (Ceramics) 陶 磁 器 物 質 磁 磚 (Tiles) 陶 器 (Pottery) 等, 常 含 濃 縮 的 鈾 釷 及 鉀, 許 多 情 況 是 在 加 釉 (Glaze) 過 程 而 將 放 射 活 度 濃 縮 了, 大 部 份 陶 磁 器 輻 射 量 幾 乎 與 背 景 值 相 同, 但 一 些 比 較 老 舊 的 陶 磁 器, 例 如 美 國 1960 年 前 生 產 的 磁 磚 和 陶 器, 尤 其 橘 紅 色 加 釉 的 器 物, 可 能 仍 有 些 許 的 放 射 性 玻 璃 器 皿 (Glass) 特 別 是 具 有 黃 色 或 綠 色 的 古 董 器 皿, 可 能 含 有 鈾 元 素, 收 藏 者 喜 歡 含 鈾 玻 璃, 因 其 在 黑 暗 中 會 發 出 吸 引 人 的 光 1950 年 至 1970 年 老 式 照 相 機 的 鏡 頭 經 常 使 用 釷 -232 塗 裝, 以 改 變 折 射 率 電 銲 條 電 銲 使 用 的 銲 條, 於 鎢 (Tungsten) 桿 中 添 加 約 30 微 居 里 的 釷 元 素, 以 增 加 交 流 電 流 的 流 量 及 減 少 電 極 的 腐 蝕 肥 料 用 來 提 供 含 各 種 濃 度 的 鉀 磷 及 氮, 這 些 肥 料 內 含 放 射 性 是 因 :1 鉀 是 天 然 的 放 射 性 元 素 2 磷 是 從 已 提 高 鈾 濃 度 的 磷 礦 中 開 採 而 得 常 見 游 離 輻 射 導 致 之 劑 量 比 較 核 能 發 電 營 運 來 每 天 抽 1.5 包 香 煙 源 英 國 空 勤 人 員 (1990 年 ) 天 然 游 離 輻 射 ( 世 界,UNSCEAR 2000) 搭 乘 台 北 至 紐 約 來 回 一 趟 飛 機 一 般 人 ( 民 眾 ) 劑 量 限 度 平 均 劑 量 10 毫 西 弗 / 年 2.5 毫 西 弗 / 年 2.4 毫 西 弗 / 年 毫 西 弗 / 年 毫 西 弗 / 年 1 毫 西 弗 / 年 致 癌 的 原 因 相 當 複 雜, 包 括 飲 食 生 活 習 慣 及 遺 傳 因 素 等, 輻 射 線 只 是 其 中 之 一 研 究 分 析 顯 示, 即 使 是 長 期 於 空 中 工 作 的 人 員, 長 期 暴 露 於 宇 宙 射 線 下, 他 們 罹 癌 的 機 率 與 一 般 地 面 民 眾 相 比, 只 增 加 少 許, 因 此 一 般 民 眾 放 心 搭 乘 飛 機, 不 必 擔 心 致 癌 應 注 重 正 確 的 飲 食 及 生 活 習 慣, 多 吃 蔬 菜 水 果, 維 持 適 當 的 體 重, 不 吸 煙, 才 是 防 癌 根 本 之 道 結 語 生 活 中 的 輻 射 無 所 不 在, 應 建 立 正 確 的 輻 射 安 全 與 風 險 觀 念, 善 用 它 的 特 質, 提 昇 生 活 環 境 的 品 質 報 告 完 畢 敬 請 指 教 11