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电离辐射、健康影响和保护措施

实况报道
2016年4月


重要事实

  • 电离辐射是原子以电磁波或粒子形式所释放的一种能量。
  • 人们随时都会接触到天然电离辐射源,譬如,来自于土壤、水、植被以及X射线和医疗器械等人为造成的辐射。
  • 电离辐射有多种有益用途,包括在医学、工业、农业和研究中的用途。
  • 随着电离辐射的使用增加,如果不能正确使用或加以控制,潜在的健康危害也会增多。
  • 当辐射剂量超过一定水平时,就会给健康带来直接影响,比如皮肤灼伤或急性辐射综合症。
  • 低剂量电离辐射可能会加大长期影响的风险,如癌症。

什么是电离辐射?

电离辐射是原子以电磁波(伽马射线或者X射线)或粒子(中子、贝塔或者阿尔法)形式传递时所释放的一种能量。原子的自发解体称为放射性,发射的过剩能量是电离辐射的一种形式。分解和发射电离辐射的不稳定核素称为放射性核素。

所有的放射性核素均可通过所发射辐射的不同类型、辐射能量以及辐射的半衰期予以鉴别。

活度(用以计算存在的放射性核素量)以贝可(Bq)为单位来表示:1贝可相当于每秒有1个原子衰变(裂解)。半衰期是指放射性核素的活性通过衰减减少到其初始值的一半所需的时间。放射性元素的半衰期是其原子裂解减少到原来数量的一半所需的时间。不同放射性元素的半衰期差异极大,从不足1秒到数百万年不等(例如,碘-131的半衰期是8天,而碳-14的半衰期为5730年)。

辐射源

人们每天都会接触到天然辐射以及人为造成的辐射。天然辐射有许多来源,包括在土壤、水和空气中存在的60多种天然放射性物质。氡是一种自然产生的气体,产生于岩石和土壤,是天然辐射的主要来源。每天人们都会通过空气、食物和水吸入和摄入放射性核素。

人们也会接触到来自宇宙射线的天然辐射,特别是在高海拔地区。平均来说,一个人每年摄入的背景辐射剂量中, 80%来自于自然生成的地面和宇宙射线。背景辐射水平因地质情况而异。某些地区的人们接触到的辐射可能是全球平均水平的200倍以上。

人们也可以接触到人为造成的辐射,包括核能发电及医学上使用放射诊断或治疗。今天,最常见的人为造成的电离辐射源是包括X射线机在内的医疗器械。

电离辐射暴露

辐射暴露可能由体内或体外来源造成,并可能通过各种途径造成辐射暴露。

当放射性核素被吸入、摄入或以其他方式进入人体血液中(如注射或通过伤口),则产生电离辐射内暴露。当放射性核素从体内排出,无论是自发地(例如,通过排泄物)还是作为治疗的结果,内照射即行停止。

当空气中的放射性物质(诸如灰尘、液体、气雾剂)附在皮肤或衣服上,就可能发生外暴露。这类放射性物质通过清洗身体即可排除。

通过外源途径获得的外照射(如医疗放射对X射线的暴露)也可导致电离辐射暴露。当辐射源被屏蔽,或者当人离开辐射场时,外照射即行停止。

人们可能在家里或公共场所(公共暴露)、在工作地点(职业暴露)或在医疗环境(如患者,照护者和志愿者)等不同的情况下暴露于电离辐射。

电离辐射暴露可分为三种照射情况:

  • 计划照射。它是根据特定目的有意使用辐射源并进行相关操作,例如在医学上使用辐射技术对病人进行诊断或治疗,或者将辐射用于工业或研究活动。
  • 现存照射。就是已经存在的辐射暴露,且必须在控制问题上做出决定。比如,在住家或工作场所接触氡或者通过环境获得天然本底辐射。
  • 应急照射。它是由需要立即做出反应的意外事件造成,比如核事故或恶意行为。

辐射在医学上的使用在所有人工来源的人口剂量分布中占到98%,且在所有人口照射中占20%。每年全世界会实施36亿次诊断性放射学检查,有3700万次核医学操作程序,并开展750万次放射疗法。

电离辐射对健康的影响

辐射对组织和(或)器官的损害程度取决于接受的辐射剂量,或所吸收的剂量,吸收剂量单位用戈瑞(Gy)表示。吸收剂量造成的潜在损害取决于辐射的类型和不同组织和器官的敏感性。

利用“有效剂量”来衡量电离辐射可能造成的损害。希沃特 (Sv) 是“有效剂量”的衡量单位,它顾及了辐射类型和组织和器官的敏感性。它是一种测定电离辐射造成的潜在伤害的方法。西弗考虑到了辐射的类型和组织与器官的敏感性。

西弗单位很大,因而使用较小的单位,如毫希沃特(毫西弗)或微希沃特(微西弗)更为实用。除辐射的量(剂量)外,它通常还用于表达这一剂量的照射速率(剂量率),例如微西弗/小时或毫西弗/年。

辐射如超过一定的阈值,可能损害组织和(或)器官的功能,并会产生严重影响,如皮肤发红,脱发,辐射灼伤,或急性辐射综合症。剂量和剂量率越高,影响就越严重。例如,急性辐射综合症的剂量阈值约为1希沃特(1000毫西弗)。

如果辐射剂量低和/或照射时间长(低剂量率),那么危险性就会大大降低,因为对损害实施修复的可能性更大。但依然存在癌症等长期影响风险,这可能在若干年甚至几十年后出现。这种影响不会总是发生,但发生的可能性与辐射剂量成正比。儿童和青少年面临的这种风险较高,因为他们对辐射暴露的敏感性远远高于成年人。

关于接触到辐射的人群(例如原子弹爆炸幸存者或接受放射治疗的患者)的流行病学研究表明,剂量超过100毫西弗,会大大增加罹患癌症的风险。最近对在儿童期出现医学暴露(儿科断层扫描)的个体开展的一些流行病学研究提示,即使是较低剂量(50-100毫西弗)也可能会提升癌症风险。

妊娠8至15周期间的急性期剂量若超过100毫西弗,16至25周期间超过200毫西弗,这种产前暴露于电离辐射就可能引起胎儿的脑损伤。人类研究没有显示在妊娠8周前或妊娠25周后辐射会危害胎儿的大脑发育。流行病学研究表明,胎儿暴露于辐射后患癌症的风险与幼儿期暴露后的风险相同。

世卫组织的应对

世卫组织设立了一个辐射规划,保护病人、工作人员和公众免遭在计划、现存和应急照射情况下出现的辐射暴露带来的健康危险。这一规划的重点是与辐射保护有关的公共卫生内容,所涵盖的活动涉及辐射危险评估、管理和交流。

按照“制定规范和标准并促进和监测其实施”这一核心职能,世卫组织与7个其它国际组织合作修订和更新了国际辐射基本安全标准。世卫组织于2012年采用了新的国际基本安全标准,且目前正在努力支持各会员国落实这一标准。