核辐射及防护的常见问题

Q：什么是核辐射？

A：核辐射是辐射的一种。广义上辐射是以波动形式或运动粒子形式向周围空间或物质传播的能量。如声辐射、热辐射、电磁辐射、核辐射等。核辐射包括射线与粒子辐射。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。

Q：核辐射有哪些种类？

A：核辐射的射线种类主要有α（阿尔法）、β（贝塔）、γ（伽玛）射线以及中子。α辐射由α粒子产生，α粒子就是氦原子核，由2个质子和2个中子组成，带2个单位的正电荷；β辐射由β粒子产生，β粒子就是电子，带一个单位的负电荷；伽玛辐射由伽玛射线产生，伽玛射线是一种波长非常短的电磁波；中子辐射由中子产生，中子是一种不带电旳粒子，一般存在于原子核中。

Q：核辐射是如何产生的？

A：不同种类的辐射产生的原理不同。α粒子主要来自于α衰变，许多锕系元素如铀、钚等的同位素均可以发生α衰变，释放出α粒子。β粒子主要来自于β衰变，一些不稳定的同位素衰变释放出β粒子（电子）。中子的最大来源是核反应堆中的裂变反应，还有加速器中子源也能产生中子，许多核反应，如铍的（α，n）反应也会产生中子。伽玛射线一般伴随着核反应产生，如裂变、衰变等均会产生伽玛射线。

Q：核辐射为什么可能会对人体造成伤害？

A：人们在长期的实践和应用中发现，少量的辐射照射不会危及人类的健康，过量的放射性射线照射对人体会产生健康影响、伤害、致病、甚至致死。核辐射对人体造成伤害的机理十分复杂，至今尚无定论。有一种观点认为[1]，带有大量能量的粒子在穿过人体时有可能会破坏生物大分子，尤其是DNA分子，最终导致细胞的变异或死亡。

Q：核辐射对人体造成的影响如何衡量？

A：核辐射对人体造成的影响用有效剂量或剂量当量来衡量，国际单位是西弗（Sievert），简称Sv。由于一个西弗的剂量比较大，通常也使用毫西弗（mSv）和微西弗（µSv），毫西弗是千分之一西弗，微西弗是百万分之一西弗。

Q：自然界存在辐射吗？

A：存在。自然界存在的辐射叫天然辐射。天然辐射的来源包括宇宙射线和地球上自然存在的放射性元素。天然辐射的水平通常称为天然的“本底辐射”。就世界平均来说，每人每年所受的天然的本底辐射大约是2.4mSv[2]。一般来说高海拔的地区所受的宇宙射线较强，因而本底辐射也较低海拔地区强。某些地区由于环境中的放射性元素丰富，本底辐射也会较强。天然的本底辐射无法避免，人类在漫长的进化过程中，就生活在天然放射性环境中。

Q：除天然的本底辐射外，人们日常活动中还会受哪些辐射？这些辐射量有多大？

A：除天然的本底辐射外，人们日常活动中还会受到如核试验、核设施（包括核电站）、核技术应用、核医学、核燃料循环、建筑等活动而产生的人工辐射。通常在医院做一次X光胸透大约是0.1mSv；做一次心脏血管造影CT大约是20mSv[3]。另外，由于高空中宇宙射线被大气吸收的少，乘坐飞机也会增加辐射剂量，每乘坐一小时的飞机会多受到0.005mSv的辐射[3]。

Q：历史上爆炸的核武器、发生的核事故以及核电站的日常运行会增加环境中的辐射剂量吗？

A：会的。有数据表明，截止到2000年，历史上所有爆炸的核武器、发生的核事故以及核电站的日常运行一共增加了每人每年0.005mSv的辐射剂量，大约是自然界天然的本底辐射的千分之二[4]。

Q：辐射剂量的限值是多少？

A：根据中国国家标准GB18871-2002的规定，对于从事核相关工作的人员（放射工作人员），连续5年的年平均有效剂量不得超过20mSv，任何一年中的有效剂量不得超过50mSv。对于普通公众中的关键人群组的成员所受到的平均年有效剂量不得超过1mSv。

Q：辐射剂量是否能被准确的测量？

A：可以，尽管辐射是肉眼不可见的，但现在的仪器非常灵敏，可以测到极微小的辐射剂量。常见的辐射剂量仪可以测出每小时0.0001mSv的辐射剂量。

Q：如何减少可能受到的核辐射？

A：人们受核辐射的方式有两种：称为内照射和外照射。α、β、γ射线和中子由于其特征不同，其穿透物质的能力也不同，他们对人体造成危害的方式不同。α粒子只有进入人体内部才会造成损伤，这就是内照射；γ射线和中子主要从人体外对人体造成损伤，这就是外照射；β射线既造成内照射，又造成外照射。减少受到核辐射有三个要点：距离、时间和屏蔽，即1）远离辐射源，人员所受的辐射剂量与他和辐射源的距离的平方成反比；2）减少暴露时间，辐射剂量是有累加效果的，暴露在辐射中的时间越长，所受的剂量越大；3）对辐射进行屏蔽，有效的屏蔽能够极大的减少人员所受的辐射。

Q：如何对核辐射进行屏蔽？

A：不同的辐射采用不同的方法。对于α粒子，由于其穿透力很弱，只需要一张纸就可以起到很好的屏蔽效果。对于β粒子，其穿透力也不强，只需要一张铝箔就可以屏蔽。而伽玛和中子，则需要特殊的方法进行屏蔽。

Q：如何屏蔽伽玛？

A：伽玛辐射是一种高能量短波长的电磁波。屏蔽伽玛射线最佳的方法是使用高密度高原子序数的材料，常用的有铁、铅及混凝土材料等。同时，能量越高的伽玛射线需要越厚的屏蔽。

Q：如何屏蔽中子？

A：屏蔽中子主要有两种办法，一是采用所谓的中子慢化剂，既让中子在与慢化剂物质的原子核发生碰撞时损失能量，从而起到降低中子能量的作用；低能的中子会与原子核反应，从而被吸收。质量较轻的原子核与中子碰撞时，中子损失能量较多，因此屏蔽中子多使用富含氢元素的物质，如水、石蜡、聚乙烯、混凝土等材料。二是采用易与中子发生核反应的元素，如硼、镉等，这些元素通过核反应会吸收中子，但这些元素通常对低能种子吸收的效果较好。在中子碰撞和吸收的过程中，一部分的能量会以伽玛辐射的形式释放，因此在屏蔽中子时，还要同时做好伽玛的屏蔽。

Q：为什么在发生核泄露时要求人员戴上口罩，并要求一定范围内的居民呆在家里，紧闭门窗？

A：因为如果沾染放射性物质的尘埃被吸入或食入体内，就会产生内照射。沾染在身体表面的放射性尘埃可以通过清洗的方法除去，而进入体内的放射性物质产生的内照射则长期无法除去，危害很大。戴口罩和紧闭门窗都是为了防止吸入放射性尘埃。

Q：如果怀疑受到了放射性物质的污染，应该怎么做？

A：如果条件允许，应该立即向专业人员寻求帮助。如果无法立刻获得帮助，可以通过淋浴的方法除去身体表面可能沾染的污染物，同时应更换并清洗衣物，必要时应抛弃可能被污染的衣物。同时不要在可能被污染的环境中进食和饮水。

Q:　 食用碘盐能够防核辐射吗？

A:　 不能。在确信摄入放射性碘同位素后，及时服用碘片（含大剂量碘），可以在一定程度上阻止放射性碘同位素在甲状腺富集，降低甲状腺癌的发病率。但食用加碘盐不能防核辐射，因为1）碘盐含碘太少，无法起到阻止放射性碘在甲状腺富集的效果；2）食用碘片也只有24小时的效果，提前食用无预防效果。且过量摄入碘，对甲状腺反而有害。

[1] Michael G. Stabin，Radiation Protection and Dosimetry, an Introduction to Health Physics, ISBN 978-0-387-49982-6, 2007 Springer.

[2] United Nations Scientific Committee, Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation to the General Assembly.

[3] American Nuclear Society, Radiation Dose Chart, www.ans.org

[4] United Nations Scientific Committee, UNSCEAR 2008 Report: "Sources and effects of ionizing radiation".

来源：中国科学院上海应用物理研究所