輻射對(duì)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(lái)自天然輻射源的電離輻射稱為天然輻射；來(lái)自人工輻射源或加工過(guò)的天然輻射源的電離輻射稱為人工輻射

天然輻射對(duì)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(yè)技術(shù)發(fā)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(nèi)、外輻射源的照射分為內(nèi)照射和外照射兩類。

外照射來(lái)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(shí)釋放出的α、β、γ射線所致的地球輻射。而內(nèi)照射則是由于環(huán)境中的放射性核素經(jīng)食入、吸入進(jìn)入人體所致。致內(nèi)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(zhǎng)壽命核素），如 40 K、 87 Rb、 238 U和 232 Th等。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)估算，正常本底輻射地區(qū)天然輻射源致人體年有效劑量當(dāng)量約為2.4mSv，其中內(nèi)照射所致的有效劑量當(dāng)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(yè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今人類會(huì)受到愈來(lái)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(yè)技術(shù)發(fā)展增加的天然輻照指的是，隨著某些非特意設(shè)計(jì)用來(lái)產(chǎn)生輻射的工業(yè)技術(shù)的活動(dòng)而引起的天然輻射源的照射等，例如，乘飛機(jī)旅行，燃煤發(fā)電廠排出物對(duì)周圍居民的照射等。有些工業(yè)活動(dòng)也可以減少天然照射。例如飲用經(jīng)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(yè)技術(shù)發(fā)展變更所引起的天然照射甚微，對(duì)全球范圍的集體有效劑量沒(méi)有明顯影響，但可以增加局部地區(qū)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(jīng)常受到各種人工輻射的照射。現(xiàn)今世界上主要人工輻射源包括核爆炸、核能生產(chǎn)中產(chǎn)生的人工輻射源或加工過(guò)的天然輻射源，以及醫(yī)療照射和消費(fèi)品中應(yīng)用的輻射源等。

核爆炸對(duì)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(huán)境后對(duì)人體的照射可以是通過(guò)吸入地表空氣中的放射性核素對(duì)人體的照射和食入放射性污染的食物引起的內(nèi)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(chǎn)物進(jìn)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(chǎn)包括鈾礦開采、礦石加工、鈾燃料生產(chǎn)、反應(yīng)堆動(dòng)力生產(chǎn)、燃料后處理、各生產(chǎn)部門之間的放射性物質(zhì)的運(yùn)輸和放射性廢物的最終處置等。

至今，核能生產(chǎn)對(duì)工作人員和居民所致的總集體有效劑量當(dāng)量負(fù)擔(dān)相當(dāng)于1天的天然本底照射。至2500年核電生產(chǎn)所造成的人均年有效劑量當(dāng)量預(yù)計(jì)相當(dāng)于天然本底輻射的1％。

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

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

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

人體受到電離輻射照射后，輻射對(duì)人體產(chǎn)生的效應(yīng)可以出現(xiàn)在受照射本人或其后裔身上。出現(xiàn)在受照者本人身上的稱為軀體效應(yīng)；出現(xiàn)在受照射者后裔身上的稱為遺傳效應(yīng)。國(guó)家輻射防護(hù)委員會(huì)26號(hào)出版物中，又將這些效應(yīng)分為隨機(jī)效應(yīng)和非隨機(jī)效應(yīng)（現(xiàn)稱為確定性效應(yīng)）。隨機(jī)性效應(yīng)是指發(fā)生幾率（而不是嚴(yán)重程度）與劑量大小無(wú)關(guān)的效應(yīng)，對(duì)于這種效應(yīng)不存在著劑量的閾值。確定性效應(yīng)是指嚴(yán)重程度隨劑量而變化的效應(yīng)，對(duì)于這種效應(yīng)存在著劑量閾值，低于這個(gè)閾值，不會(huì)發(fā)生有害效應(yīng)。

遺傳效應(yīng)和軀體效應(yīng)中癌的發(fā)生都是隨機(jī)性效應(yīng)。為了防護(hù)目的，假定了在低水平照射下，隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率和劑量有著線性無(wú)閾的關(guān)系。即發(fā)生率和劑量成正比，也就是說(shuō)即使很小的劑量，也有可能使人體受到損害，只是發(fā)生的幾率是很微小的。

確定性軀體效應(yīng)表現(xiàn)為機(jī)體機(jī)能的改變，例如形成白內(nèi)障、皮膚的良性損傷、骨髓中細(xì)胞的減少、生育能力的減退、血管或結(jié)締組織的損傷等，這些效應(yīng)不會(huì)表現(xiàn)在后裔身上，所以不屬于遺傳效應(yīng)。確定性效應(yīng)的嚴(yán)重程度（疾患嚴(yán)重程度）取決于劑量的大小，即只有在機(jī)體接受的劑量超過(guò)一定閾值時(shí)才能發(fā)生。例如，引起影響視力的眼晶體混濁的閾劑量當(dāng)量不會(huì)低于15mSv（1500ram），可引起有損美容的皮膚閾劑量是幾個(gè)星期或幾個(gè)月內(nèi)局部接受20Gy（2000Rad）。

電離輻射引起上述這些效應(yīng)的機(jī)理較為復(fù)雜，目前尚未完全研究清楚。有人認(rèn)為，人體細(xì)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(guò)氧化氫等有害物質(zhì)。自由基的化學(xué)性質(zhì)極活潑，過(guò)氧化氫為強(qiáng)的氧化劑，它們與細(xì)胞中的硫氫基及其它重要化合物發(fā)生反應(yīng)，造成細(xì)胞損傷。大量研究還證明，電離輻射還可以直接使細(xì)胞中的染色體或其他重要成分?jǐn)嗔眩瑥亩斐煞钦＜?xì)胞的出現(xiàn)。如果損傷的細(xì)胞是體細(xì)胞，則表現(xiàn)為軀體效應(yīng)；如果損傷的是生殖細(xì)胞，則輻射效應(yīng)表現(xiàn)在受照者的后代身上，這就表現(xiàn)為遺傳效應(yīng)

確定性軀體效應(yīng)存在著閾劑量，當(dāng)受照劑量超過(guò)某一閾值時(shí)，會(huì)引起急性損傷的一些效應(yīng)，在受照者身上出現(xiàn)相應(yīng)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(nèi)）給予全身照射時(shí)所產(chǎn)生的效應(yīng)，分次或局部受照射時(shí)效應(yīng)應(yīng)當(dāng)完全不一樣。實(shí)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(jī)體生理狀態(tài)（年齡和健康狀況等）及受照后的醫(yī)療條件等，都能直接影響受傷的嚴(yán)重程度和發(fā)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。