被核輻射污染過的牛奶，煮開了能喝嗎？

2011年6月28日，科學松鼠會出現在了當日中央電視台的《焦點訪談》節目里，隨後，科學松鼠會網站的訪問量激增，很快導致網站的徹底癱瘓[1]。然而，節目裡面主持人和記者拿來說明科普的一個問題，卻讓人忍不住要說兩句。敬一丹阿姨說「被核輻射污染過的牛奶，煮開了能不能喝？」，而記者去街頭採訪的時候，問的是「被核輻射過的牛奶，煮開了是否能喝？」。這個問題雖然取材於《第八次中國全民科學素養調查》（以下簡稱為《調查》），但是卻並不準確。《調查》裡面的問題，實際上是一個判斷對錯題，題目為「含有放射性物質的牛奶經過煮沸後對人體無害」[2]，答案是「錯誤」。這幾個題目有什麼區別呢？

其實，「核輻射」和「核污染」是兩個有聯繫但是並不等價的概念，相比《調查》的原題，主持人和記者的表述將這兩個概念混淆在了一起。

自然界存在很多放射性元素，人類也製造了很多人工的放射性元素。這些放射性元素在發生聚變、裂變、衰變等核反應的時候就會放出各種核輻射，包括攜帶很高能量的質子、中子、氦原子核、電子、光子等等。核輻射是一些快速運動的微觀粒子，除光子外，它們的速度一般接近光速的量級，帶有的能量都比分子裡面的化學鍵的鍵能高。因此，這些核輻射的粒子在碰到人體的時候有一定的可能性破壞人體內分子的化學鍵，造成分子的性質改變，就可能會對人體造成損傷。一般來說，這些損傷都是可以修復的，只要我們受到的核輻射水平不超過一定的數值，就可以認為是安全的。

用來衡量輻射對生物體組織的傷害（劑量當量）的數據，國際單位是Sv（Sievert，譯作西弗或者希沃特），一Sv等於一焦耳每千克，實際使用中很多數據比較小，常用毫（千分之一，m）Sv或者微（百萬分之一，μ）Sv。全球人均每年受到的自然輻射是2.4 mSv，一些常見的輻射數據請參考《輻射傷害知多少？（上）》和《輻射劑量圖表》。對於牛奶來說，質子、氦原子核（alpha射線）、電子（beta射線）還有高能光子（gamma射線）的輻射並不會對牛奶的營養產生很大的影響，這些粒子也不會停留在牛奶裡面，並不會對牛奶造成污染，對人體也不會有影響。受到這些核輻射的牛奶，即使不煮開，也是可以喝的。甚至對於部分食品，輻照滅菌是一種常見的處理方式（參見雲無心 《輻照食品，望文生「疑」》）。

前面說過，自然界裡面就存在有一定的放射性元素。實際上，我們喝的水，呼吸的空氣，裡面都含有少量的放射性元素，比如地下水和土壤里就含有微量的放射性元素氡。所以實際上，我們體內就有一定量的放射性元素，給我們帶來從內到外的核輻射。而且我們平時吃的食物喝的水，裡面都會有微量的放射性元素，只要劑量在一定範圍內，通常認為對健康並不會造成影響。核輻射（準確來說是包括核輻射和x光在內的電離輻射）對人體產生的傷害有兩種效應，一種是確定性效應，指輻射劑量超過一定數值之後發生的效應，比如說，在原子彈爆炸或者核電站發生嚴重核泄漏事故的時候 因為受到高劑量輻射導致的輻射病或者放射性損傷（比如上千mSv的劑量有可能導致不育等嚴重傷害身體機能的癥狀甚至致命），空氣、食物和水裡面含有的放射性物質一般都低的很，遠小於確定性效應需要的數值。另一種是隨機性效應，我們受到的電離輻射不管劑量多小，總是有可能誘發癌症以及遺傳疾病，受到的輻射劑量越高，誘發癌症或者遺傳疾病的可能性也越高[3]。 從防護隨機性效應的角度出發，可能有人希望除去所有空氣和食物裡面的放射性物質，然而，這樣的想法在技術上是非常困難的，其經濟成本也是我們不能承受的。 前面提到的全球年人均受到的自然輻射裡面，來自於呼吸的空氣和攝入的食物裡面的氡、鉀-40和碳-14等的貢獻約為1.5 mSv[4]，只要從食物裡面獲得的電離輻射劑量不比這個數字大太多，就可以不用擔心食物里的放射性問題。

然而，如果是原子彈爆炸，或者是核電站發生嚴重的放射性元素泄漏事件的時候，就有可能在一定地區裡面含有大量的放射性物質粉塵，這樣的區域就是核污染區域。核污染區域裡面生產的牛奶、青菜等，就可能含有大量的放射性物質，對福島核事故有一定關注的讀者肯定比較熟悉。被核污染的牛奶，如果含有超過一定標準的放射性物質，那麼對人體就有可能造成傷害。而且，其內部含有的放射性物質不會受到「煮沸」的影響。因此，《調查》裡面的那道題目，「含有放射性物質的牛奶」經過「煮沸」之後並不能保證對人體無害，而是要看裡面含有的放射性物質究竟有沒有超標，這道題答案應該是「錯誤」。

舉個例子來說，半衰期約為8天的碘-131是核污染中常見的一种放射性元素（參閱vivimice的《「鹽」盡於此》），以美國食品藥品管理局（FDA）給出的牛奶裡面碘-131為例，其限定值（ Derived Intervention Level）為170貝克勒耳每千克[5]，相當於每秒鐘一千克牛奶裡面有170個碘-131原子發生衰變反應，超出這個數值的牛奶長期飲用有可能對人造成危害。煮沸並不能保證把牛奶裡面超過標準放射性元素含量降到標準以下。而體重70公斤的成人體內每秒鐘有約4300個鉀-40原子發生衰變，有約3000個碳-14原子發生衰變[6]，相比較來說，符合FDA這個標準的牛奶不會明顯增加人們被電離輻射誘發癌症等的幾率，也不會對人的健康造成明顯的影響。

細心的讀者可能會注意到，在前邊提到「核輻射」的時候，我們並沒有提到中子輻射（可參見松鼠Sheldon關於中子輻射的文章）。這一般在接近原子彈爆炸的中心點附近或者發生嚴重泄漏的核電站附近才會有很大的影響，在很強的中子輻射作用下，一般的物質也可能會產生嚴重的放射性，對周圍的人員造成後續的輻射傷害[7]。不過，對於牛奶來說，考慮安全問題時極少會涉及到中子輻射，對於核污染區域的牛奶，一般只會考慮裡面含有的放射性物質的含量。

總結來說，「核輻射過」的牛奶，除一般不常見的大劑量中子輻射之外，一般來說對健康是沒有影響的，可以放心飲用，應不應該煮沸跟它「被輻射過」沒關係。「核污染」的牛奶，或者「含有放射性物質」的牛奶，如果放射性物質含量超過一定的數值，則可能對健康產生危害，煮沸也無濟於事。因此，將「含有放射性物質的牛奶經過煮沸後對人體無害」的問題轉變成「被核輻射污染過的牛奶，煮開了能不能喝？」或「被核輻射過的牛奶，煮開了是否能喝？」，其答案也會有相應的變化。

感謝Sheldon，雲無心，趙承淵和游識猷對本文提供的幫助。