壹 前言 日本發生規模 9 的強震, 造成福島核電廠的冷卻系統故障, 反應爐水位下降, 燃料棒因而外露, 累積的氫氣引發爆炸, 損毀了圍阻體, 造成輻射外洩 除了日本本土的環境亮起紅燈, 氫氣爆炸所產生的輻射塵更是隨著天氣系統向東飄移, 使得美國 加拿大繃緊神經, 日夜監控這讓人避之唯恐不及的殺手 台灣雖然沒有首當其衝, 但國內人心惶惶, 許多人質疑台灣得四座核電廠是 否可以捱過如此浩劫, 但答案似乎有所存疑 所以我們認為知己知彼才能百戰百 勝, 探討輻射的來源和影響 貳 正文 一 何謂輻射 輻射指的是能量以波動或是次原子粒子移動的型態傳送 輻射之能量從輻射 源向外所有方向直線放射 ( 註一 ) 二 輻射的分類 ( 註二 ) ( 一 ) 游離輻射 : 能量高, 能使物質產生游離作用 1 電磁輻射 : 伽馬射線 X 射線 2 粒子輻射 :α 粒子 β 粒子 中子 高速電子 高速質子等 ( 二 ) 非游離輻射 : 能量低, 無法使物質產生游離作用, 包括紫外線 可見光 紅外線 微 波 雷達 FM 無線電波 AM 無線電波 電視無線電波等 三 輻射的來源 ( 註三 ) ( 一 ) 天然輻射 : 1 宇宙射線 2 地表輻射 : 土壤 岩石 動植物 - 鈾 釷 鉀 3 氡氣 : 天然輻射的最大來源 - 土壤及岩石 2 40 等
4 人體輻射 :0.2% 鉀, 其中 0.012% 放射性的鉀 5 水源輻射: 鐳 226 安東及馬槽溫泉( 氡 220 ) 關子嶺溫泉( 氡 6 NORM( 天然放射性物質, 如 : 各種原料或礦物 ) 7 TENORM( 經人為濃縮後的天然放射性物質, 如 : 礦渣 爐渣 ) 40 222 ) ( 二 ) 人為輻射 : 1 醫療輻射: (1) 核子醫學 : 放射性核種 :TC 99m (β 粒子 ) I 131 (β 粒子 γ-ray) (2) 放射治療 :Co 60 (γ-ray) 直線加速器( 電子射束 ) (3) 放射診斷 :x-ray 2 核爆落塵: (1) 局部落塵 隨氣流或對流漂移的落塵 (2)Ru 106 Rh 106 Sr 90 Cs 137 Pu 239 I 131s 3 核能設施 4 職業曝露 ( 註四 ) 輻射的來源圖 四 輻射的單位 : 一般常用之單位包括如下 :( 註五 ) ( 一 ) 活度 : 放射性同位素在單位時間內發生之自發衰變數目叫做活度, 活度 越大表示放射性越強, 舊單位是居里 (Ci), 新的國際單位是貝克 (Bq) ( 二 ) 劑量 : 指物質吸收之輻射能量或其當量 3
1 吸收劑量 : 單位質量物質吸收輻射之平均能量, 其單位為戈雷, 一 千克質量物質吸收一焦耳能量為一戈雷 2 等效劑量 : 用以計算游離輻射對人體的影響程度, 人體組織或器官 之吸收劑量與射質因數之乘積, 舊的單位是侖目 (Rem), 新的國際單位則是西弗 (Sv) 戈雷 3 器官劑量 : 單位質量之組織或器官吸收輻射之平均能量, 其單位為 4 等價劑量 : 器官劑量與對應輻射加權因數乘積之和, 其單位為西弗 5 有效劑量 : 人體中受曝露之各組織或器官之等價劑量與各該組織或 器官之組織加權因數乘積之和, 其單位為西弗 ( 三 ) 單位介紹 : 1 居里 : 放射性活度的度量單位, 其名稱取自法國科學家居里夫人以 紀念其偉大的貢獻 一居里等於一克鐳 226 每秒的衰變數目 2 貝克 : 放射性活度的國際制單位, 其名稱取自法國科學家 Antoine Henri Becquerel 以紀念其偉大的貢獻 一貝克為每秒一個衰變 ( 四 ) 單位換算 : 1 西弗 =1000 毫西弗 1 毫西弗 =1000 微西弗 1 西弗 =100 侖目 1 毫西弗 =100 毫侖目 1 微西弗 =0.1 毫侖目 1 居里 =370 億貝克 五 輻射之健康效應區分如下 :( 註六 ) ( 一 ) 輻射之健康危害 : 1 直接傷害: 人體吸收輻射能量, 細胞或水分子被遊離或激發造成人體 DNA 之斷鏈傷害 2 間接傷害: 小分子被遊離後產生反應性極強之 OH radicals( 氫氧自由基 ), 使得細胞受到傷害 4
( 二 ) 機率效應 : 指致癌效應及遺傳效應, 其發生之機率與劑量大小成正比, 而與嚴重程度無關, 此種效應之發生無劑量低限值 ( 三 ) 非機率效應 : 指導致組織或器官之功能損傷而造成之效應, 其嚴重程度 與劑量大小成比例增加, 此種效應可能有劑量低限值, 又稱確定效應 ( 四 ) 游離之生物效應 : 軀體效應 急性效應 遲發效應 皮膚發生紅斑 骨髓 肺 消化道傷害 白血球減少 不孕 噁心 噁吐 腹瀉白內障 胎兒之影響等白血病 癌症 非機率效應 遺傳效應 遺傳基因突變或染色體變異所發生的 各種疾病 機率效應 六 輻射防護原則 ( 註七 ) ( 一 ) 體外曝露防護 : 游離輻射由體外照射於身體之曝露 1 TSDD (1)Time ( 時間 ): 減少輻射, 照射時間 (2)Shilding( 屏蔽 ): 加屏蔽阻擋輻射 (3)Distance( 距離 ): 遠離輻射源 ( 輻射劑量與距離平方成反比 ) (4)Decay ( 蛻變 ) ( 二 ) 體內曝露防護 : 由侵入體內之放射性物質所產生之曝露 1 避免食入 2 減少吸入 3 增加排泄 4 避免汙染 5 加強除汙 5
七 輻射防護問與答 : ( 一 ) 天災防範 1 Q: 恆春斷層復活, 核三廠如何因應? A:(1) 我國核電廠防震設計及廠址之選定, 係參照美國核能法規之規定並另保有相當餘裕 (2) 台電已規劃核三廠廠址附近海 陸域現地地質勘測 地球物理震測及必要之試驗等計畫, 以便進一步評估是否需要進行廠房結構與設備耐震補強 ( 註八 ) 2 Q: 發生南亞海嘯事件, 我國核能電廠如何因應? A: 我國核能電廠建廠之初均依照核能法規謹慎選址, 並在設計時即已考慮海嘯及地震的效應 在地質防震方面符合法規的要求, 就以近百年來台灣最大的 921 大地震, 各電廠由地震監測系統收集的地震資料來比較, 其震度僅為電廠耐震設計加速度值的八分之一左右, 各廠在耐震設計上都有充分的餘裕 ( 註九 ) ( 二 ) 輻射屋 Q: 輻射鋼筋的成因為何? 輻射屋拆除後輻射鋼筋如何處置? A:(1) 輻射鋼筋是在煉製過程中, 將夾雜於廢鐵原料中的廢棄輻射源不慎一併熔進熔煉爐中, 製成鋼胚後再軋拉製成鋼筋所致 (2) 依 法令規定, 放射性污染建築物所有權人應於建築物拆除前, 向原能會申請提供輻射防護技術協助, 以防範二次污染 ; 另拆除之放射性污染鋼鐵建材或放射性廢棄物, 應運交原能會指定之機構處理 迄今, 所有輻射屋拆除後之輻射鋼筋, 均由原能會集中作妥適管理 ( 註十 ) ( 三 ) 醫療 Q: 何謂粒子治療? 原能會如何管制? A: 粒子治療是一種先進放射治療技術, 原理是將高能量粒子能量集中於腫瘤部位殺死癌細胞, 對腫瘤周遭的正常組織損傷小 故醫師可施予腫瘤較高的劑量而不傷害正常組織, 提高治療效果 降低副作用 全球目前有 35 個運轉中的粒子治療設施, 國內已有醫院提出質子治療設施安裝申請, 原能會也已完成審查 ( 註十一 ) ( 四 ) 食品 Q: 什麼是輻射照射食品? A: 輻射照射食品是在食品加工過程中, 利用游離輻射照射 ( 如鈷六十 ), 以達到抑制發芽 殺蟲滅菌或防腐保鮮等目的 目前, 衛生署公告可照射 6
之食品計有脫水蔬菜 調味料 香辛料 冷凍畜肉 冷藏禽肉 中藥材原料 科 學中藥 大蒜 洋蔥 豆類 穀類 馬鈴薯等 經照射處理之食品, 其包裝上應 顯著標示輻射照射處理標章, 以供民眾辨識 ( 註十二 ) 參 結論 在這樣科技發達的時代下, 我們利用輻射創造出許多的研發, 但過多的輻射卻帶來不必要的困擾和災難 看見日本這次發生如此強烈的地震, 而引發了接二連三的 核爆, 造成輻射外洩, 許多人及物品 水源甚至空氣都嚴重遭受波汲, 這些事情也造成了全球的熱烈討論及省思 我們只要懂得因應之道並作上適當的處理, 就可以避免發生悲劇, 給生物一個更美好的環境, 使用而不濫用才是最重要的 台灣位於地震頻繁區, 也是海嘯的高危險地區, 東北方的琉球海溝, 有許多的海底火山, 一旦爆發將會有海嘯向台灣東北部直撲而來, 屆時的防災機制將關係到首都的安全 而西南方則有馬尼拉隱沒帶, 此斷層長達 1500 公里, 更是有機會發生規模 8.5 以上強震的高危險地區, 而且海嘯將會在 30 分鐘抵達恆春, 核三廠的情況將會左右南部的情勢 我國任何一座核能電廠都有防震及其他防護的設計, 但是基於建廠成本的考慮, 只設計到特定的安全程度 我國核電廠都蓋在斷層附近, 且核一僅以 0.3g, 核二 核三 核四僅以 0.4g 設計 地震震央如果靠近核電廠, 誰也保證不了安全 擁有如此便利的科技, 做好防治之道, 在災難發生時才有最快的時間做最快 的反應, 將傷害降到最低 將別人的教訓轉化成自己的經驗, 不要再亡羊補牢, 只怕屆時為時已晚, 不可再逆轉 肆 引註資料 註一 : 維基百科, 自由的百科全書 2011 年 3 月 20 日, 取自 http://zh.wikipedia.org/wiki/%e8%be%90%e5%b0%84 註二 : 楊永華 盧麗娟編著 (2009) 普通化學 台北市: 東大 註三 : 輻射防護原理 2011 年 3 月 22 日, 取自 http://www.mmh.org.tw/taitam/rpmc/%e8%bc%bb%e5%b0%84%e9%98%b2%e8%a D%B7%E5%8E%9F%E7%90%86951223.pdf 註四 : 行政院原子能委員會 2011 年 3 月 23 日, 取自 2011/http://www.aec.gov.tw/www/fukushima/images/index_06_04.jpg 註五 : 行政院原子能委員會 2011 年 3 月 24 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/fukushima/images/index_06_06.jpg 7
註六 : 奇摩知識 2011 年 3 月 26 日, 取自 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1510051500316 註七 : 行政院原子能委員會 2011 年 3 月 26 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/fukushima/images/index_06_11.jpg 註八 : 台電公司核能發電處 2011 年 3 月 27 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/service/qna/index_01_1-04.php 註九 : 核能管制處 2011 年 3 月 27 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/service/qna/index_01_1-02.php 註十 : 輻射防護處 2011 年 3 月 28 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/service/qna/index_02_1-03.php 註十一 : 輻射防護處 2011 年 3 月 28 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/service/qna/index_02_2-04.php 註十二 : 輻射防護處 2011 年 3 月 28 日, 取自 http://www.aec.gov.tw/www/service/qna/index_02_3-01.php 8