科学美国人：辐射如何威胁健康？
科学美国人：辐射如何威胁健康？
民众对福岛辐射的忧虑日益增加。我们是否可以衡量辐射照射后短期与长期的健康影响？科学美国人讲述日本所面临的核辐射疾病与其他威胁背后的科学。
3月11日地震海啸后，福岛第一核电站危机的发展已经引发人们对核辐射健康影响的忧虑。核辐射的“危险”水平是多少？它如何危害人体健康？急性的或长期低剂量的辐射会造成什么后果？
尽管为了给受损的反应堆减压已经有放射性蒸汽释放出来，而且三次爆炸造成了更多的辐射泄露，但这样的辐射峰值并不持久。迄今为止，报道的最高辐射水平为3月15日上午10点22分在3号机附近检出的放射量每小时400毫希（毫希是电离辐射的单位，1毫希相当于100雷姆，1雷姆为x光和伽玛射线辐射照射的单位剂量）。随着与出事地点之间的距离增加，辐射程度显著降低。位于福岛西南220千米外的东京的辐射量只是略微高于正常值。
华盛顿大学圣路易斯分校的健康物理学家与辐射安全主管SusanM.Langhorst说：“我们离辐射超标还远得很，人们无需忧虑。”
国际放射防护委员会的副主席AbelGonzalez曾研究过1986年的切尔诺贝利灾难。他表示如今日本关于核泄漏辐射水平信息并不全面，于是对“最差情况”的估计还难以进行。
辐射对健康的影响与其剂量、类型与持续时间有关。
辐射剂量
人们平均每年接受0.2-0.3毫希的背景辐射（编者注：原文数字如此，疑有误，人们平均每年接受的辐射应在2.4毫希左右），它们来自宇宙射线、建筑材料与环境中的自然放射性物质。
美国核管理委员会建议，在此背景辐射水平之上，公众每年可多承受不超过1毫希的辐射。美国规定辐射工作人员的辐射上限为每年50毫希，但很少有工人接受的辐射水平接近这个数值。对于接受辐射治疗的病人，目前没有严格的上限规定，Langhorst称医护人员有责任衡量在诊断与治疗中使用辐射的风险与收益。例如一次CT扫描的辐射量可超过1毫希。
Langhorst说，辐射疾病（或急性辐射综合征）通常发生于全身辐射水平超过3000毫希以上，为每年公众允许辐射上限的3000倍。美国疾病控制与预防中心称，辐射病的最初症状为恶心、呕吐与腹泻，可在几分钟或几日内出现。在之后的几小时至几月中，可能出现更严重的症状，比如食欲不振、疲劳、发热与胃肠道疾病，甚至癫痫发作或昏迷。
辐射类型
目前情况下值得忧虑的是电离辐射，它由重同位素——如碘131和铯137——自发衰变而生成。（同位素同属于某一化学元素，其原子中中子数目不同，于是原子质量也不同。）这种辐射能量较大，可通过去除电子得到正电荷而电离原子，受攻击的原子将可能与活组织中的原子或分子发生有害的化学反应。
电离辐射有很多不同形式：γ和x射线中原子可释放高能光粒子，这些高能量粒子可以穿透人体。α和β粒子辐射的能量较低，一页纸片便可以阻挡住它们。然而，如果人体摄取或吸入放射性材料，低能的α和β粒子更为危险。这是因为大部分γ和x射线辐射将直接穿过人体，并不与身体组织反应，因为从原子水平来看，人体其实大部分是空旷空间。但α和β粒子并不能穿透人体组织，其全部能量将用于与人体内的原子碰撞，可能造成更大损伤。
此次福岛的状况中，检测到的放射性同位素碘131与铯137可放出γ和β射线。这些放射性元素为核电站裂变发电时的副产品。
日本政府已经将福岛第一核电站周围半径20公立内的180，000民众疏散，要求30公里内的民众停留家中，关闭所有窗户，户外活动之后应迅速更换衣服，清洗暴露在外的皮肤。这些措施主要为了减少摄取或吸入可释放β射线的物质的概率。
暴露时间
几分钟内单次高剂量的辐射比长期间多次摄取同等剂量辐射要更加危险。世界核协会称，单次1000毫希剂量辐射可能造成短期辐射疾病并降低白血球数目，但并不致命。单次5000毫希剂量辐射可能在一月内使半数受辐射个体死亡。10000毫希将使人们在几周内死亡。
长期低剂量辐射的影响则更难以评估。电离辐射引起的DNA损伤，可能造成致癌的突变，特别是对于胃肠道、生殖细胞与骨髓等细胞分裂速度较高的组织。但癌症概率的增量很小，这在没有广泛研究大量接受核辐射人群的情况下很难确定。Langhorst举了个例子，接受10毫希全身核辐射的1万人中，罹患癌症的人数可能增加8人。但通常1万人中癌症的发病率预期为2000到3300人。“你怎么确定增加的8个癌症病例呢？”Langhorst问。
切尔诺贝利的教训
Gonzalez称，切尔诺贝利中一些抢救工人接受了几千毫希的辐射，许多人在核电站的酷热中“几乎裸身”工作，使得污染物颗粒可能直接通过皮肤被吸收。而本次日本工人应该有很好的防御措施，至少可以防止皮肤的直接辐射。
核电站所有者东京电力公司已经疏散大部分工人，但仍有50位工人停留于核电站内，抽取海水进入反应堆进行冷却，以防止更多爆炸。这些工人有可能接受了高程度的辐射，冒着极大的健康风险。Gonzalez说：“作为预防措施，工人接受的辐射上限应定为100毫希，而且应轮班工作。”工人应佩戴个人检测器，计算辐射率与总剂量，达到最大辐射剂量时发出警报。“如果工人所接受的辐射达到1000毫希，情况就很危险了。”
切尔诺贝利灾难之后有上千个孩子得病，但他们并不是因为直接受到辐射或吸入了放射性颗粒而受伤害。真正的祸根是被铯137污染的食用牛奶。切尔诺贝利爆炸释放的铯137同位素污染了奶牛食用的草地，放射性物质蓄积在了牛奶中。对此一无所知的家长给孩子喝了受污染的牛奶。“这肯定不会发生在日本。”Gonzalez说。
在医院或核电站中经常与放射性材料打交道的专业工作人员，则需遵守最小有效剂量原则：“在合理可行的前提下尽可能低”。辐射水平的上限设置得相当保守，远低于辐射病或对人体有长期健康影响的水平。短期接受超过上限几倍的辐射，并不一定有危险。
新闻中，美国海军正在转移舰队至核电站的上风向，日本政府开始分发碘化钾药片，新闻图片中身着防护服的检查人员用盖革计数器测量婴儿的辐射程度。这些也许会触发公众的恐慌。但Gonzalez说，到目前为止，这些措施都是基于“最小有效剂量”原则的行动，或者说是“好的额外预防”。小心驶得万年船。