辐射及其防护

    广义的辐射指的是能量以波或粒子方式进行的一种传送，能量从辐射源向外所有方向直线放射。辐射依其能量的高低及电离物质的能力分为电离辐射和非电离辐射，我们这里讨论的是电离辐射。电离辐射可以将原子或分子电离化，主要有三种：α、β及γ辐射。人类一直生活在有辐射的环境中，可以说辐射无处不在，我们的食物、房屋、天空、大地、山水草木乃至人体本身都存在着辐射。

 

    从辐射的来源看，辐射分为天然辐射和人工辐射两种。天然辐射包括宇宙射线、地球中自然存在的放射性核素（主要包括三个“天然放射性衰变系”）的辐射，以及人体内存在的放射性核素（主要是钾–40）产生的辐射。天然辐射叫做“天然本底”或“本底”。人工辐射是由人工辐射源产生的辐射，包括核工业生产过程中产生、使用以及向环境中排放的放射性物质的辐射核电厂；核应用技术中使用的放射性核素及加速器产生的射线，特别是医学诊断和治疗方面的辐射（如医用X光透视技术）；大气核武器试验沉降物的辐射等。人工辐射中居首位的是医疗辐射。

 

    天然辐射所占比例比人工辐射高得多。辐射引起的人的生物效应用“剂量”表示。剂量的单位是希沃特（Sv），1希沃特的千分之一叫毫希沃特（mSv）。人类所受辐射照射的集体剂量中，92%来自天然本底辐射，7%来自医疗，仅有1%是由其他人工辐射引起的。日常生活中的辐射剂量当量见图1所示。

 

    辐射防护是研究保护人类和其他生物种群免受或少受辐射危害的应用性学科。

 

    人体所受的辐射分为外部辐射（称为外照射）和内部照射（称为内照射）两种。外照射主要是由体外辐射源发出的γ射线、X射线、中子等引起的。内照射则是由以各种方式进入人体内的α粒子源、β粒子源、γ射线源或中子源引起的。这些辐射源都是放射性物质，它们可通过消化系统（食入）、呼吸系统（吸入）、血液（如皮肤伤口）进入人体。不同的放射性核素对人体的毒性不同，人体不同的组织器官对辐射敏感性不同，肌肉组织的辐射敏感性最低。不同的放射性核素积累在人体的不同器官中，如放射性碘积累在甲状腺中，放射性锶积累在骨骼中等等。当核电厂发生重大的反射性泄露事故时，周围居民可服用由稳定的碘化钾做成的碘片，成人每天服一片，不超过十天，其作用就是使稳定性碘先积累在甲状腺中，防止放射性碘（主要是碘–131）积累在甲状腺造成危害。少量的辐射对人体没有危害，国际上公认的辐射生物效应是：一次受照射剂量小于1毫希沃特时对人体无影响。全身受辐射的辐射剂量达到7000－10000毫希沃特时将导致死亡。

 

    由放射性元素衰变产生的α、β、γ三种射线中，α射线穿透性最弱，用一张纸就可以挡住，也无法穿透人的皮肤，基本上不用考虑它所造成的外照射；γ射线的穿透性最强，要用很厚的混凝土才能挡住，对γ射线最好的防护材料是密度很大的物质，例如铅；β射线的穿透能力介于二者之间，用几毫米的铝片可以挡住。而这三种射线中α射线的电离能力最强，应防止α射线源进入人体内引起内照射。

 

    人们在对辐射产生健康危害的机理进行大量的理论和实验研究的基础上，建立了有效的辐射防护体系，并不断加以发展和完善。目前，国际上普遍采用的辐射防护的三个原则是：实践的正当性，防护水平的最优化和个人剂量限值。实践的正当性要求任何伴有辐射的实践所带来的利益应当大于其可能产生的危害；防护水平的最优化是指在综合考虑社会和经济等因素之后，将辐射危害保持在合理可行、尽量低的水平上；而规定个人剂量限值的目的则是为了保证社会的每个成员都不会受到不合理的辐射照射。从事与辐射有关的工作的人员（例如从事核医学诊断和治疗的医生，核电厂工作人员等）受到的辐射叫职业照射。国际基本安全标准规定公众受照射的个人剂量限值为每年1毫希沃特，而受职业照射的个人剂量限值为每年20毫希沃特。为什么职业照射限值会比公众照射的限制高许多呢？有些人甚至因此认为这种职业是高危险职业，其实不是这样的。职业人员的限值比公众限值高最主要原因是职业人员受过专业的辐射防护培训，可以通过定期体检和修养的方式使得随机性效应产生的受伤机体组织得到及时的恢复。

 

    核能发电是核能和平利用的主要方式。在正常运行情况下，核电厂对周围公众产生的辐射剂量远远低于天然本底的辐射水平。我国国家核安全法规要求核电厂在正常运行工况下对周围公众产生的年辐射剂量不得超过0.25毫希沃特，而核电厂实际产生的辐射剂量远远低于这个限值。大量的研究和调查数据表明，核电厂对公众健康的影响远远低于人们日常生活中所经常遇到的一些健康风险，如坐飞机，吸烟，医学X射线检查等。例如，浙江秦山地区居民的天然本底是0.24毫希沃特/年，而一座百万千瓦级核电厂周围的居民因核电厂运行而增加的的辐照剂量仅为0.048毫希沃特/年，与每天吸一支香烟的剂量相当，或与在高空坐5小时飞机受到的辐射剂量相当，或相当于做一次X射线胸透。据统计资料，一个人的寿命按60岁算，每天吸一包烟会减寿7年，而在一座百万千瓦级核电厂工作人员接受核辐射仅会减寿24秒。

 

    辐射防护分为外照射的防护和内照射的防护两类。对于外照射的防护，可采用时间防护、距离防护和屏蔽防护三种方法，即缩短受照时间，增大与辐射源的距离，在人与辐射源之间增加防护屏蔽。内照射的防护除了采用湿式操作外，主要是进行封闭，一是把操作的放射性物质限制在密封设备内，二是在产生气体和微尘的工作场所把人体部分或全部封闭起来，如戴防护面具、穿气衣等，并进行通风换气。为了防止放射性物质进入人体内，要养成有利于避免个人污染的习惯，如不随手触摸设备，在指定地点收集防护用品，不随意丢弃用过的防护用品等。