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人体也有放射性?
来源:科普中国 作者: 时间:2021年10月11日  14:56

据国外媒体报道,看过那么多科幻小说和好莱坞电影,你也许会认为辐射是一种罕见又危险的事物,要么将人类变成超级英雄、要么变成可怕的怪兽。但在现实中,辐射其实无处不在,即使我们自己体内也有辐射。

但辐射究竟是什么?我们体内又有多少呢?

辐射由一系列过程构成。从本质上来说,辐射是指一个物体通过粒子或波的形式向外释放能量。但我们说到“辐射”时,大多指的是高能量波(比如伽马射线),以及由铀院子等放射性原子释放出的高能粒子。这些高能量波和粒子会对暴露在其之下的细胞造成伤害,对生物而言十分危险。

元素周期表中的所有元素都有同位素,同位素也是元素的一种形式,只是原子核中的中子数不同。有些同位素十分稳定,有些则不太稳定,意味着它们具有放射性,会释放出高能量的波或粒子。此外,有些元素(比如铀)只能以不稳定的形式存在。

自然界中存在许多同位素和放射性元素,分布在植物和水源中。因此人们每次吃东西或喝水时,都会摄入少量放射性同位素。我们体内最主要的辐射来源为微量的碳14和钾40。虽然我们体内的大部分辐射都来自这两种同位素,但我们每天平均摄入的钾40和碳14分别只有0.39毫克和1.8纳克。人体内由同位素释放的放射水平相当于乘飞机从波士顿到东京过程中所受辐射的1%。

大多数放射性同位素都是通过食物、水和空气进入我们体内的。有些食物中的放射性同位素含量较高,比如香蕉中含有钾40,巴西坚果中含有镭。当然,就正常人每日摄入的食物量而言,这些元素并不会增加辐射相关的健康风险。

还有一些环境因素会大大增加人体的放射性,例如,如果住在通风不佳、且由大量花岗岩建成的地下室中,吸收的氡及相关同位素就会比常人多许多。氡是一种具有放射性的无味气体,会在环境中自然形成。

1984年,美国宾州一位名叫斯丹利·瓦特拉斯的辐射工人意外激活了辐射计量警报器。但安全人员困惑地发现,瓦特拉斯身上并未携带任何放射源。事后他们发现,其实是瓦特拉斯从他所居住的地下室中吸收了大量氡气,大大提高了他患肺癌的概率。

人类摄入体内的放射性同位素是通过不同过程产生的。例如,钾40是一种“原始核素”,即早在地球出现生命之前就以如今这种形式存在了。原始核素衰变的时间极长,因此如今的状态和刚在恒星诞生过程中、或大爆炸中形成时的状态基本差不多。

所有天然钾中都含有0.011%的钾40,因此钾40可以说到处都是,根本避不开。我们是在一个放射性环境中演化至今的,其中就包括在太阳系形成时产生的、无处不在的钾40。

像碳14和氚这样的放射性同位素都是重元素衰变的产物。当铀元素等不稳定的重核原子核分裂时,分裂出的各部分一般就会变成其它同位素。

稳定的同位素是由强相互作用力结合在一起的,这种基本力可以将质子和中子绑定在一起。但随着原子核变得越来越大,强相互作用力也许会被质子和中子之间的排斥力战胜,比如质子之间的静电斥力。当原子核衰变成较小的原子核时,就会释放出高能粒子或高能量波,这便是辐射的来源。

在人们吸收的同位素中,还有一些是由人类活动产生的。上世纪五六十年代在大气层中开展的核武器试验产生了少量的锶90,福岛和切尔诺贝利核事故又释放出了一些铯137和铯134,不过后者已经衰变得差不多了。


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