輻射對人體的影響

2006/12/21 10:19:00

作用于人體的電離輻射可分為天然輻射和人工輻射兩大類。來自天然輻射源的電離輻射稱為天然輻射；來自人工輻射源或加工過的天然輻射源的電離輻射稱為人工輻射

天然輻射對人體的照射可分為天然輻射源的正常本底照射（天然本底照射）和由于工業技術發展所變更的天然照射兩大類。它是人類受照的最大的輻射源。

天然本底照射按照內、外輻射源的照射分為內照射和外照射兩類。

外照射來自地球外的宇宙射線和地球本身的天然放射性核素，即存在于地殼、建筑物和空氣中的天然放射性核素衰變時釋放出的α、β、γ射線所致的地球輻射。而內照射則是由于環境中的放射性核素經食入、吸入進入人體所致。致內照射的放射性核素包括宇生放射性核素（由宇宙射線與大氣中原子核和地球表層原子核作用所致），如 3 H、 7 Be、 14 C和 22 Na等，和原生放射性核素（地球本身固有的長壽命核素），如 40 K、 87 Rb、 238 U和 232 Th等。

根據聯合國原子輻射效應科學委員會估算，正常本底輻射地區天然輻射源致人體年有效劑量當量約為2.4mSv，其中內照射所致的有效劑量當量約為外照射的一倍，而其中 222 Rn最為重要，約為1.3mSv， 40 K約為0.2mSv。而外照射中，宇宙射線約為0.4mSv，地面輻射約為0.5mSv。

隨著工業技術的發展，現今人類會受到愈來愈多變更了的天然輻射，這種變更可以是增加的，也可以是減少的。工業技術發展增加的天然輻照指的是，隨著某些非特意設計用來產生輻射的工業技術的活動而引起的天然輻射源的照射等，例如，乘飛機旅行，燃煤發電廠排出物對周圍居民的照射等。有些工業活動也可以減少天然照射。例如飲用經凈化處理降低了鐳和其它天然放射性核素濃度的地表水等。

由上述工業技術發展變更所引起的天然照射甚微，對全球范圍的集體有效劑量沒有明顯影響，但可以增加局部地區或非常條件下受照人員的劑量。

人類除受到天然輻射的照射外，還經常受到各種人工輻射的照射。現今世界上主要人工輻射源包括核爆炸、核能生產中產生的人工輻射源或加工過的天然輻射源，以及醫療照射和消費品中應用的輻射源等。

核爆炸對廣大居民影響最大的是大氣層核爆炸。核爆炸所致的放射性沉降物污染環境后對人體的照射可以是通過吸入地表空氣中的放射性核素對人體的照射和食入放射性污染的食物引起的內照射，也可以是受到地表空氣中或沉降到地面的放射性核素引起的外照射。然而，核爆產物進入人體最主要的途徑是食入，以 14 C、 137 Cs和 90 Sr為主要核素，其次是外照射，以 137 Cs和一些短壽命放射性核素為主要核素。

核能生產包括鈾礦開采、礦石加工、鈾燃料生產、反應堆動力生產、燃料后處理、各生產部門之間的放射性物質的運輸和放射性廢物的最終處置等。

至今，核能生產對工作人員和居民所致的總集體有效劑量當量負擔相當于1天的天然本底照射。至2500年核電生產所造成的人均年有效劑量當量預計相當于天然本底輻射的1％。

各種電離輻射和放射性核素在醫療診斷和治療中得到了廣泛的應用，主要包括放射治療、核醫學和醫用χ線診斷。目前，醫療照射是人類受照的最大的人工輻射源。

這里主要指消費品中的人工輻射，這些消費品或摻入了放射性核素，或能發射出χ射線，這些放射性消費品包括含 226 Ra、 147 Pm和 3 H等放射性核素的輻射發光產品，如鐘表等，含有放射性物質或由于電子受到減速而發射χ輻射的電子和電子器件，含放射性物質的靜電消除器，煙霧探測器和含鈾、釷制品等。

人體所受的輻射照射分為內照射和外照射兩類，進入人體內的輻射源對人體產生的照射稱為內照射，而處在體外的輻射源對人體產生的照射稱為外照射。不論是內照射還是外照射，都有可能對人體健康產生一定的影響。

人體受到電離輻射照射后，輻射對人體產生的效應可以出現在受照射本人或其后裔身上。出現在受照者本人身上的稱為軀體效應；出現在受照射者后裔身上的稱為遺傳效應。國家輻射防護委員會26號出版物中，又將這些效應分為隨機效應和非隨機效應（現稱為確定性效應）。隨機性效應是指發生幾率（而不是嚴重程度）與劑量大小無關的效應，對于這種效應不存在著劑量的閾值。確定性效應是指嚴重程度隨劑量而變化的效應，對于這種效應存在著劑量閾值，低于這個閾值，不會發生有害效應。

遺傳效應和軀體效應中癌的發生都是隨機性效應。為了防護目的，假定了在低水平照射下，隨機性效應的發生率和劑量有著線性無閾的關系。即發生率和劑量成正比，也就是說即使很小的劑量，也有可能使人體受到損害，只是發生的幾率是很微小的。

確定性軀體效應表現為機體機能的改變，例如形成白內障、皮膚的良性損傷、骨髓中細胞的減少、生育能力的減退、血管或結締組織的損傷等，這些效應不會表現在后裔身上，所以不屬于遺傳效應。確定性效應的嚴重程度（疾患嚴重程度）取決于劑量的大小，即只有在機體接受的劑量超過一定閾值時才能發生。例如，引起影響視力的眼晶體混濁的閾劑量當量不會低于15mSv（1500ram），可引起有損美容的皮膚閾劑量是幾個星期或幾個月內局部接受20Gy（2000Rad）。

電離輻射引起上述這些效應的機理較為復雜，目前尚未完全研究清楚。有人認為，人體細胞中含有大量水分，電離輻射可使水分子電離，形成自由基（H，OH）和過氧化氫等有害物質。自由基的化學性質極活潑，過氧化氫為強的氧化劑，它們與細胞中的硫氫基及其它重要化合物發生反應，造成細胞損傷。大量研究還證明，電離輻射還可以直接使細胞中的染色體或其他重要成分斷裂，從而造成非正常細胞的出現。如果損傷的細胞是體細胞，則表現為軀體效應；如果損傷的是生殖細胞，則輻射效應表現在受照者的后代身上，這就表現為遺傳效應

確定性軀體效應存在著閾劑量，當受照劑量超過某一閾值時，會引起急性損傷的一些效應，在受照者身上出現相應的癥狀。表1給出了一次全身受到較大劑量的照射后能引起的癥狀。

表1 一次全身受到大劑量的照射后能引起的癥狀

表1中的劑量是指一次（如一天內）給予全身照射時所產生的效應，分次或局部受照射時效應應當完全不一樣。實踐告訴我們，很多因素如射線的種類、受照的總劑量、劑量率、照射方式（照射面積和部位）、機體生理狀態（年齡和健康狀況等）及受照后的醫療條件等，都能直接影響受傷的嚴重程度和發生幾率。但是，其中主要因素是受照射的總劑量、劑量率和照射方式。