核輻射
核輻射核輻射,或通常稱之為放射性,存在於所有的物質之中,這是億萬年來存在的客觀事實,是正常現象。核輻射是原子核從一種結構或一種能量狀態轉變為另一種結構或另一種能量狀態過程中所釋放出來的微觀粒子流。核輻射可以使物質引起電離或激發,故稱為電離輻射。電離輻射又分直接致電離輻射和間接致電離輻射。直接致電離輻射包括質子等帶電粒子。間接致電離輻射包括光子、中子等不帶電粒子。輻射定義輻射定義放射性物質以波或微粒形式發射出的一種能量就叫核輻射,核爆炸和核事故都有核輻射。核輻射主要是α、β、γ三種射線:α射線是氦核,只要用一張紙就能擋住,但吸入體內危害大;β射線是電子,皮膚沾上後燒傷明顯。這兩種射線由於穿透力小,影響距離比較近,只要輻射源不進入體內,影響不會太大;γ射線的穿透力很強,是一種波長很短的電磁波。y輻射和X射線相似,能穿透人體和建築物,危害距離遠。宇宙、自然界能產生放射性的物質不少,但危害都不太大,只有核爆炸或核電站事故泄漏的放射性物質才能大範圍地對人員造成傷亡。 電磁波是很常見的輻射,對人體的影響主要由功率(與場強有關)和頻率決定。通訊用的無線電波是頻率較低的電磁波,如果按照頻率從低到高(波長從長到短)按次序排列,電磁波可以分為:長波、中波、短波、超短波、微波、遠紅外線、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。以可見光為界,頻率低於(波長長於)可見光的電磁波對人體產生的主要是熱效應,頻率高於可見光的射線對人體主要產生化學效應。輻射單位常用輻射單位:
核電站物理量 老單位 新單位 換算關係活度居里(Ci) 貝可[勒爾](Bq) 1Ci=3.7×1010Bq照射量倫琴(R) 庫侖/千克(C/kg) 1R=2.58×10-4C/kg吸收劑量拉德(rad) 戈[瑞](Gy) 1Gy=100rad劑量當量雷姆(rem) 希[沃特](Sv) 1Sv=100rem天然輻射天然輻射主要有三種來源:宇宙射線、陸地輻射源和體內放射性物質。據有關資料統計,天然輻射造成的公眾平均年劑量值如下表所列。 照射成分 年有效劑量(毫希)正常本底地區 照射量升高的地區
核爆炸宇宙射線 0.38 2.0宇生放射性核素 0.01 0.01陸地輻射:外照射 0.46 4.3陸地輻射:內照射(氡除外) 0.23 0.6陸地輻射:氡及其衰變物的內照射吸入222Rn 1.2 10吸入220Rn 0.07 0.1食入222Rn 0.005 0.1總計2.4人工輻射人工輻射源包括放射性診斷和放射性治療輻射源、放射性藥物、放射性廢物、核武器爆炸的落下灰塵以及核反應堆和加速器產生的照射等。根據有關資料記載,人工輻射源對公眾產生的平均
核爆炸年劑量值如下表所列。輻射源 劑量(毫希/年)放射診斷 0.22放射治療 0.03醫用同位素 0.002放射性廢物 0.002核爆炸落下塵 0.01職業照射 0.009其他輻射源 0.012核電站周圍 0.001~0.02輻射防護輻射防護是研究保護人類(系指全人類、其中的部分或個體成員以及他們的後代)免受或少受輻射危害的應用學科,有時亦指用於保護人類免受或盡量少受輻射危害的要求、措施、手段和方法。輻射包括電離輻射和非電離輻射。在核領域,輻射防護專指電離輻射防護。輻射的種類自然界存在著三種射線:α(阿爾法)、β(貝塔)、γ(伽瑪)射線。人類接受的輻射有兩個途徑,稱為內照射和外照射。Α、β、γ三種射線由於其特徵不同,其穿透物質的能力也不同,他們對人體造成危害的方式不同。α粒子只有進入人體內部才會造成損傷,這就是內照射;γ射線主要從人體外對人體造成損傷,這就是外照射;β射線既造成內照射,又造成外照射。輻射的危害
核爆炸人們在長期的實踐和應用中發現,少量的輻射照射不會危及人類的健康,過量的放射性射線照射對人體會產生傷害,使人致病、致死。劑量越大,危害越大。輻射防護原則輻射防護三原則是指實踐的正當性、防護水平的最優化和個人受照的劑量限值。國際基本安全標準的劑量限值主要有哪些?劑量限值 5年平均值(毫希/年)任一年值(毫希/年)職業照射 20 50 公眾照射 1 5註:中國將頒發的標準等效採用國際基本安全標準。外照射防護方法體外輻射源對人體的照射稱外照射。外照射的防護方法有受照射時間的控制、增大與輻射源 間的距離和採用屏蔽三種方法。控制內照射原則進入人體內的放射性核素作為輻射源對人體的照射稱內照射。控制內照射的基本原則是防止或減少放射性物質進入體內,對於放射性核素可能進入體內的途徑要予以防範。如何防護α射線由於α粒子穿透能力最弱,一張白紙就能把它擋住,因此,對於α射線應注意內照射,其進入體內的主要途徑是呼吸和進食時,其防護方法主要是:(1) 防止吸入被污染的空氣和食入被污染的食物;(2) 防止傷口被污染。
核爆炸β粒子防護β粒子、其穿透能力比α射線強,比γ射線弱,因此,β射線是比較容易阻擋的,用一般的金屬就可以阻擋。但是,β射線容易被表層組織吸收,引起組織表層的輻射損傷。因此其防護就複雜的多;(1)避免直接接觸被污染的物品;以防皮膚表面的污染和輻射危害;(2)防止吸入被污染的空氣和食入被污染的食物;(3)防止傷口被污染;(4)必要時應採用屏蔽措施。γ粒子防護γ射線穿透力強,可以造成外照射,其防護的方法主要有以下三種:(a)儘可能減少受照射的時間;(b)增大與輻射源間的距離,因為受照劑量與離開源的距離的平方成反比;(c)採取屏蔽措施。在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物,可以降低外照射劑量。屏蔽的主要材料有鉛、鋼筋混凝土、水等,我們住的樓房對外部照射來說是很好的屏蔽體。核輻射效應核爆炸頭10幾秒內放出的中子和γ射線對生物體、電子器件和其它物體的
核輻射防護殺傷破壞作用及效果。由於中子和γ射線具有很強的貫穿能力,又稱貫穿輻射效應。早期核輻射主要由彈體內核反應產生,或從裂變產物中釋放,或由中子與空氣作用產生。早期核輻射對人員和物體的損傷程度取決於吸收劑量(即單位質量的物質吸收射線的能量),其單位為戈[瑞],指每千克受照射物質吸收一焦[耳]射線能量的吸收劑量。早期核輻射可直接或間接使物質電離,造成輻射損傷,其主要殺傷破壞對象是人員和電子器件。人員在短時間內受到1戈瑞以上劑量照射時,會發生急性放射病;電子器件在大劑量或高劑量率作用下會引起瞬態干擾和永久損壞;瞬發γ射線可引起核電磁脈衝、內電磁脈衝和系統電磁脈衝;中子還會使某些物質產生感生放射性;γ射線會使攝影膠片感光和光學玻璃變暗等效應。早期核輻射的強度由於空氣吸收,隨距離的增加衰減很快,即使千萬噸梯恩梯當量級的大氣層核爆炸,早期核輻射的殺傷破壞事半徑也不超過4公里。早期核輻射穿過物體時期強度將被削弱,可用一定厚度的物質來防護,工事和重型兵器本射對早期核輻射效應都有一定的防護作用。輻射環境人類生活在放射環境中實際上,人類的生活沒有一刻離開過放射性,這些放射性是天然放射性,主要來自三個方面:1. 宇宙射線;2.地面和建築物中的放射性;3.人體內部的放射性。微量的放射性不會危及健康。人們的放射性活動人類的很多活動都離不開放射性。例如,人們攝入的空氣、食物、水中的輻射照射劑量約為0.25毫希/年。帶夜光錶每年有0.02毫希;乘飛機旅行2000公里約0.01毫希;每 天抽20支煙,每年有0.5-1毫希;一次X光檢查0.1毫希等等。核電給人帶來的放射性核電給人們帶來的放射性是很小的。秦山地區居民的天然放射性本底是0.24毫希/年,而一座百萬級核電站周圍的居民多接受的放射性為0.048毫希/年,與每天抽一支香煙的輻照劑量相當。因核電而增加的輻照劑量專家們研究測算表明:全人類集體輻照劑量中,3/4來自自然界。約1/5來自醫療及診斷,核電的份額是1/400。假定全球人類的預期壽命為60歲,則每天抽一包煙將減壽7年,而核電的影響是減壽24秒。對於核輻射污染,即放射性污染,常人往往只注意到現代科學研究中的核輻射核工廠里某些特殊車間產生的放射性物質造成的危害,或者醫院的X射線治療所產生的放射性造成的影響及損害,而未考慮生活中還會有放射性污染源。實際上,生活中的放射性物質能通過多種途徑進入人體,造成對機體的慢性損害。要防止生活中的放射性污染源對人體健康的危害,有關執法部門要增強環境保護意識的宣傳。另一方面,政府及執法部門要加強對放射性物質的管理,對容易受放射性物質污染的商品要進行定期監測。注意居室中的放射性污染隨著工業的發展,經常利用工業廢渣做建築材料,可能造成建材中含有一些放射性物質,經放射性衰變產生了放射性氣體及其子體產物,懸浮於室內空氣中,氡及其子體產物放射出能量較高的α射線(粒子),人若吸進這樣的氣體,即會照射人體肺組織。如果長期受到照射,便容易產生支氣管炎和肺癌等疾病。另據國外報道,大多數家庭居室中自然出現的放射性氣體氡,如果與煙氣混合,將會有致命的影響。氡是肺癌的一個致病因素。另外,裝修居室用的花崗岩及其它板石材料也含有一定量的氡,特別是通風不良時,可造成居室內放射性污染加重。經監測表明,室內氡氣多在通風不良的地方積累,所以經常打開居室的窗戶,促進空氣流通,使氡稀釋,這是減少室內氡濃度的良好措施。裝修房屋用的石(板)材要有選擇地使用。石材的放射性核素含量隨礦床、所在地等天然條件的不同而有所增減,必須對其進行監測,才能知道是否適合居室裝修。謹防飲用水的核污染加強對飲用水源地的環境保護,謹防飲用水受到核污染。受放射性物質污染的水不能直接飲用。如果用受放射性物質污染的水澆灌農作物、蔬菜。其放射性物質的含量普遍增高,食用有害人體健康。中國礦泉水水源豐富,其中也有不少水源在流經途中受到人工或天然的放射性污染。據報道,通過有關部門監測,某些盲目開發的礦泉水水源中含氡的濃度過高,若長期飲用這種礦泉水就會危害身體。因此,各地有關執法和監督部門,要對礦泉水的開發項目要嚴加管理,不僅要嚴格控制商品礦泉水的衛生指標,還要重視它是否受到放射性物質的污染。要防燃煤的放射性污染燃煤中常含有少量的放射性物質。研究分析表明,許多煤炭煙氣中含有U、Th、Ra、210Po和210Pb。大多數情況下,儘管這些物質含量稀少,但如長期聚集,其放射性物質亦會隨空氣及烘烤的食物進入人體,造成機體的慢性損害。平時生活使用燃煤,要注意通風排氣,警惕煤煙通過呼吸進入人體內。禁止食用煤碳直接烘烤食物,尤其是茶葉、煙葉、肉類和餅乾等。如果必須使用燃煤(碳)烘烤食物時也要注意屏蔽,不要讓食物與煤煙直接接觸。莫要長期佩戴金銀首飾佩戴金銀首飾是人們,尤其是女士們美容化妝的重要生活內容。殊不知經常佩戴首飾也會給人們帶來煩惱,那就是容易患"首飾病",即皮膚病。一般來講,除純金(24K)首飾以外,其他的首飾在製作過程中都要摻入少量鋼、鉻、鎳等材質,特別是那些異常光彩奪目的或廉價合成首飾製品,這些首飾製品的材質成分更加複雜,對人的皮膚造成傷害的可能性更大。據報道,美國專家在檢驗了幾千件首飾後發現,其中有近百件含有放射性物質,這些放射性元素對人體有嚴重地損害,如果長期佩戴,有可能誘發皮膚病或皮癌。金銀首飾,不宜常戴。常戴的首飾製品,最好進行含放射性物質測定。室內擺件雖然體積和重量均較小,但它們是「寵物」,緊密貼近人,其放射性有時也會傷人:寶石,有名貴的金剛石(鑽石)、紅寶石、藍寶石、祖母綠和貓眼以及普通寶石水晶、瑪瑙和石榴石等。這類寶石經檢測,尚未發現有高放射性的,例如水晶,是石英晶體,放射性就很低,瑪瑙放射性也不高。玉石,包括硬玉和軟玉以及多種用於工藝美術雕刻的礦物和岩石,如遼寧的岫岩玉和新疆的和田玉,廣東的「廣片」,浙江的「青田玉雕」,天津的「彩玉雕」和湖北的「松石雕」等。其中如大理石以及與之相近的雲石、漢白玉、東北紅、東北綠、曲紋玉、桃紅、艾葉青、曲陽玉等,及其製品都是由灰岩變質而成的,放射性都很低。「夜明珠」,據悉,一是由重晶石中的部分鋇置換鐳後,並經加工而成的,夜能發光,有強的放射性;二是由螢石經加工而成,在加熱或在紫外線照射下顯螢光以及在受到鈾照射後,可具不同程度的放射性;三是由某些含磷的物質加工而成,一般具放射性;四是由某些材料加工而成;五是由輻照而成。「夜明珠」是否具傷人的放射性,一要看放射性安全證明,二要經過實測,並以國際或國家標準來衡量。[2]核輻射對人體的危害放射性物質可通過呼吸吸入,皮膚傷口及消化道吸收進入體內,引起內輻射,y輻射可穿透一定距離被機體吸收,使人員受到外照射傷害。內外照射形成放射病的癥狀有:疲勞、頭昏、失眠、皮膚髮紅、潰瘍、出血、脫髮、白血病、嘔吐、腹瀉等。有時還會增加癌症、畸變、遺傳性病變發生率,影響幾代人的健康。一般講,身體接受的輻射能量越多,其放射病癥狀越嚴重,致癌、致畸風險越大。具體的說:輕度損傷,可能發生輕度急性放射病,如乏力,不適,食慾減退。中度損傷,能引起中度急性放射病,如頭昏,乏力,噁心,有嘔吐,白細胞數下降。重度損傷,能引起重度急性放射病,雖經治療但受照者有50%可能在30天內死亡,其餘50%能恢復。表現為多次嘔吐,可有腹瀉,白細胞數明顯下降。極重度損傷,引起極重度放射性病,死亡率很高。多次吐、瀉,休克,白細胞數急劇下降。核事故和原子彈爆炸的核輻射都會造成人員的立即死亡或重度損傷。還會引發癌症、不育、怪胎等。以下是遭受的輻射量(單位:毫雷姆)的後果:450000~800000: 30 天內將進入垂死狀態;200000~450000: 掉頭髮,血液發生嚴重病變,一些人在 2 至 6 周內死亡;60000~100000: 出現各種輻射疾病;10000: 患癌症的可能性為 1/130;5000: 每年的工作所遭受的核輻射量;700: 大腦掃描的核輻射量;60: 人體內的輻射量;10: 乘飛機時遭受的輻射量;8: 建築材料每年所產生的輻射量;1: 腿部或者手臂進行 X 光檢查時的輻射量。核電站事故一覽1957 年9 月29 日:前蘇聯烏拉爾山中的秘密核工廠「車裡雅賓斯克65 號」一個裝有核廢料的倉庫發生大爆炸,迫使蘇聯當局緊急撤走當地11000 名居民。1957 年10月7日:英國東北岸的溫德斯凱爾一個核反應堆發生火災,這次事故產生的放射性物質污染了英國全境,至少有 39 人患癌症死亡。1961年1月3日:美國愛荷華州一座實驗室里的核反應堆發生爆炸,當場炸死3名工人。1967年夏天:前蘇聯「車裡雅賓斯克 65 號」用於儲存核廢料的「卡拉察湖」乾枯,結果風將許多放射性微粒子吹往各地,當局不得不撤走了9000 名居民。1971年11月9日:美國明尼蘇達州「北方州電力公司」的一座核反應堆的廢水儲存設施發生超庫存事件,結果導致5000 加侖放射性廢水流入密西西比河,其中一些水甚至流入聖保羅的城市飲水系統。1979 年3月28日:美國三里島核反應堆因為機械故障和人為的失誤而使冷卻水和放射性顆粒外逸,但沒有人員傷亡報告。1979 年8月7日:美國田納西州濃縮鈾外泄,結果導致1000 人受傷。1986 年1月6 日:美國俄克拉荷馬一座核電站因錯誤加熱發生爆炸,結果造成一名工人死亡,100 人住院。1986 年4月26 日:前蘇聯切爾諾貝利核電站發生大爆炸,其放射性雲團直抵西歐,造成約八千人死於輻射導致的各種疾病。2011年3月14日: 日本東京電力公司福島第一核電站3號機組當地時間上午11點過後發生氫氣爆炸。福島縣政府13日發布消息稱,新確認有19名從福島第一核電站方圓3公里撤離的人員遭到核輻射,已確認遭核輻射的人數由此上升至22人。福島第一核電站泄漏的核物質已經飄至東京,東京地區的放射線量已經超過了往常的20倍,而且繼續處於上升的趨勢。預防核輻射● 一旦核反應堆的安全殼出現破損,就要盡量把釋放的污染物控制在廠區內,同時控制地下水水源和土壤。避免放射物質和灰塵碰在一起,否則將會隨著流動的空氣擴散。● 核電站平時也會給周圍居民發放應急物品,如碘製劑,一旦發生核泄漏就服用。● 盡量避免外出,盡量留在室內密閉空間。如果一定要出門,就用濕毛巾捂住口鼻,並盡量減少裸露的皮膚和空氣接觸。● 如果核電站發生泄漏,附近居民首先應該撤離,距離防護是第一位的。受到輻射才能吃碘葯日本經濟產業省原子能安全和保安院12日宣布,受地震影響,福島第一核電站的放射性物質泄漏到外部。此後,如何防輻射,成為眾多博友的熱議話題。微博上傳言,吃碘鹽、提前吃碘葯能有效保護我們不被核輻射危害。對此,浙醫一院職業病科副主任、主任醫師高慎永提醒:「千萬不要盲目購買碘鹽、碘葯服用。」「日本地震之後,更多的人開始關注核輻射。我要提醒大家的是,一些常用的防輻射措施,比如喝綠茶、吃木耳、戴口罩、穿孕婦防輻射服,根本起不了作用。受到輻射污染,最好的方法是緊閉家裡的門窗、勤洗手洗澡。」高慎永主任醫師說道。他說:「碘鹽里所含的碘是極其微量的,吃碘葯也必須在受到污染危害之後,一天一次,每次一顆碘化鉀。自行購買提前吃,反而會對自己身體造成危害。」而在新浪微博上,@科學松鼠會也提醒博友:「普通民房雖無法保持微正壓,但緊閉門窗仍能避免部分放射性微塵進入。若身處放射性區域,進入室內後可將外套外褲集中放置,然後使用清潔水源沖洗身體。沖洗法可去除核沾染物,當然必須保證沖洗水源沒被污染。勤洗手,避免內照射也是關鍵。」東京都宣布核輻射超標20倍 稱不會威脅健康2011年03月15日14:32中國新聞網
3月14日,日本東京電力公司福島第一核電站3號機組當地時間上午11點過後發生氫氣爆炸。NHK電視台畫面顯示福島第一核電站爆炸前(下)後(上)對比圖。中新網3月15日電 據日本共同社報道,日本東京都當地時間15日下午13時發表核輻射監測報告說,福島第一核電站泄漏的核物質已經飄至東京,東京地區的放射線量已經超過了往常的20倍,而且繼續處於上升的趨勢。另外,與東京都相鄰埼玉縣政府也發表報告說,埼玉縣的核輻射量也比平時增加了20倍。東京都知事石原慎太郎發表談話說,目前的這些核輻射量不會對健康構成危險。截至東京時間上午10點22分2號機組和3號機組間放射量濃度為30毫希,3號機組周邊達到400毫希,4號機組周邊達到100毫希,「是會對身體產生影響的數值」。專家稱日本核電站輻射氣體飄散可能持續一年2011年03月15日14:32中國新聞網
日本政府表示,當地時間15日晨6時10分左右,福島第一核電站2號反應堆附近傳來爆炸聲。早些時候的報道指出,福島第一核電站2號反應堆容器出現部分破損,這表明可能導致更為嚴重的核泄漏。圖為日本東京核電官員用結構圖講解福島第一核電站2號機組爆炸情況。
日本政府表示,當地時間15日晨6時10分左右,福島第一核電站2號反應堆附近傳來爆炸聲。早些時候的報道指出,福島第一核電站2號反應堆容器出現部分破損,這表明可能導致更為嚴重的核泄漏。圖為福島第一核電站爆炸前(左)後(右)對比圖。中新網3月15日電 據台灣「聯合新聞網」15日報道,日本福島第一核電站三天內多次發生氫氣爆炸,日本與美國專家認為,日本核電站將被迫一再以釋放輻射氣體的方式減壓,使得輻射塵向外飄散的時間可能從數周直到一年。日本福島核電站一、二、三、四號機組均已出現氫氣爆炸的現象,前三個機組注水冷卻反應堆的作業正持續進行,據報道已取得初步成效。二號機組約四米長的核燃料棒當地時間14日晚間一度完全外露,核電站將此緊急事態通報給了福島縣當局。14日下午,二號機組冷卻循環系統停擺,反應爐水位開始下降,緊急展開注入海水,水位仍無法恢復,到到當地時間晚間八時左右,燃料棒一度完全外露,燃料棒堆心熔毀的危險性大大增加。14日,三號機組反應爐廠房發生爆炸,掀翻屋頂,大量濃煙直衝上空,造成11人受傷或失蹤,其中1人重傷,方圓20公里的居民奉命待在室內。日本內閣官房長官枝野幸男表示,爆炸原因是三號機組廠房內部釋放蒸汽後氫氣與空氣中的氧結合,引發爆炸。為避免反應堆燃料出現熔毀現象,注入海水冷卻反應堆的做法可謂是「不得已而為之」。15日的消息稱,包括東京在內的日本關東地區,已檢測到比通常更高的放射性物質。在茨城縣檢測到的放射性物質比平常高出100倍,神奈縣的放射性物質含量比平時高出近10倍。此外,在千葉縣及市原縣也檢測到了較高的放射性物質。日本文部科學省表示,現在檢測到的數值雖然對人體健康沒有太大影響,但已要求各地的有關部門提高測定頻率。據報道,日本與美國專家指出,未來出問題的日本核電站必須不時引海水注入反應爐,作為緊急冷卻措施,換言之,核電站也必須不斷釋出輻射氣體。即使在放射性物質停止外泄後,這樣的措施仍須進行一年以上。
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