电离辐射(矿物质、原子弹和核反应堆发射的辐射)对人体的主要危害是:削弱和破坏 DNA,要么对细胞造成足够的损害以杀死它们,要么导致细胞发生变异,最终导致癌症。 上周日本发生地震和海啸后,福岛第一核电站的四座核反应堆受损并释放出辐射。工人们努力防止反应堆恶化,但自己也受到了辐射,而日本政府已呼吁核电站 20 公里范围内的所有人撤离。 核辐射与灯泡或微波炉的辐射不同,它的能量足以通过击落原子上的电子来电离原子。这种电离辐射可以通过破坏原子之间的键直接损害 DNA 分子,也可以使水分子电离并形成自由基,这些自由基具有很强的反应性,也会破坏周围分子(包括 DNA)的键。 麻省理工学院辐射防护委员会成员彼得·迪顿解释说:“放射性元素的原子核衰变后会释放出高能粒子。如果你挡住了这些粒子,它们就会与你体内的细胞发生相互作用。实际上,你会得到一个粒子,一个能量包,穿过你的细胞和组织。” 如果辐射使 DNA 分子发生足够大的改变,细胞将无法复制并开始死亡,从而导致辐射病的直接影响——恶心、肿胀、脱发。受损较轻的细胞可能存活并复制,但其 DNA 的结构变化会破坏正常的细胞过程——例如控制细胞分裂方式和时间的机制。无法控制分裂的细胞会失控生长,变成癌细胞。 德顿说,摄入的颗粒中,有些颗粒可能在造成严重损害之前就穿过了身体,但有些颗粒会停留在体内。放射性碘-131 的风险特别大,因为它会被甲状腺迅速吸收并滞留在那里。这就是为什么建议那些可能接触到空气中放射性物质的人预先服用碘片:非放射性碘会被甲状腺吸收,因此即使放射性碘出现,甲状腺也不会吸收。 辐射暴露风险以西弗特为单位进行测量,该单位考虑了辐射的类型和数量,以及身体暴露的部位,使我们能够在一个范围内比较不同类型的暴露。 在典型的一年中,一个人可能从环境放射性、飞机飞行和医疗程序等因素中接受总计两到三毫西弗的辐射剂量。在美国,核电站工人的年暴露量上限为每年 0.05 西弗。在这个水平或以下,修复 DNA 的酶能够跟上损伤的速度,从而将癌症风险保持在较低水平。高于这个水平,人体的修复系统就跟不上速度。根据世界核协会的数据,每年 100 毫西弗是癌症风险开始增加的阈值。 据报道,福岛的辐射水平一直在波动,一度达到每小时 400 毫西弗。德顿说,在这个水平下,七分钟就达到美国的年度限值。超过一小时就可能致命。400 毫西弗的水平并不是持续测量的,而且水平还在不断波动,低得多。 德顿强调,由于辐射像光一样会随着距离的平方而消散,因此即使距离核电站只有几英里的辐射水平很高,其辐射量也微乎其微。对于居住在该地区的人们来说,更大的危险是放射性粒子被释放到空气中,这些粒子会在体内积聚,随着时间的推移会损害组织并导致癌症。 德顿说,一天接受 1 西弗特剂量的辐射就足以让人感到不适。“1 到 3 西弗特剂量的辐射会损害骨髓和器官,你会病得很重。3 到 6 西弗特剂量的辐射会导致出血和感染,”他说。“6 到 10 西弗特剂量的辐射会导致死亡,死亡率大约为 90%。超过 10 西弗特剂量的辐射则被称为丧失能力和死亡。” |
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