科普:电离辐射生物效应与其剂量限值

本文主要讲解电离辐射的问题,电磁辐射另讲。

众所周知,生活在地球上的各种生命体,包括人类,无时无刻都受到各种辐射。本文主要讨论电离辐射(后文都简称辐射)。辐射可以来源于天然,也可以来源于人工。天然辐射源通常来源于宇宙辐射、放射性核素的衰变等,人工辐射源则包括X光机、加速器、核反应堆以及核武器等。

电离辐射标志

辐射会对生物体产生作用,称为辐射的生物学效应。以人体为例,辐射会导致人体细胞的死亡,或者变异,从而造成器官或组织的损伤,产生各种辐射效应,影响人体健康。人体辐射效应分为2类,一种是辐射效应显现在受辐照者本人身上,称为躯体效应,另一种出现在受辐照者后代身上,称为遗传效应(基因突变)。1927年就有学者通过X光照射果蝇,发现辐射会导致果蝇的基因突变,并被遗传。

果蝇:遗传学的重要研究生物


为了便于分析辐射对人体的危害,人们将辐射效应分为随机性效应和确定性效应。

随机性效应:主要是用来描述小剂量、小剂量率的慢性辐照,如致癌效应、遗传效应等。

辐射可能引起癌症

确定性效应:主要是用来描述大剂量、大剂量率的急性辐照,如急性放射性病。

由于辐射会对生物体带来有害的影响,催生了人类对辐射防护的需求。人们开始研究影响辐射生物学效应的因素。

通过科学研究,目前将影响因素分为2类,即辐射自身的物理因素和生物体自身的因素。

辐射自身的物理因素包括辐射剂量(生物体的吸收剂量,表示单位质量的受辐射照射物质吸收辐射能量大小的物理量)、辐射品质、以及辐射剂量率;生物体自身的因素包括不同生物种类的辐射敏感性、生物体不同发育阶段的辐射敏感性、不同细胞或组织器官的辐射敏感性,以接受照射的方式和面积。

物理因素中起决定性作用的是辐射剂量,当辐射剂量达到某一数值时,对人体就会产生确定性效应。就辐射剂量率来说,一次大剂量率的急性照射比小剂量的分散照射更容易产生辐射危害。

不同生物对辐射危害的敏感性不同,例如细菌、老鼠、乌龟等就比人更能耐受辐射(即某一辐射剂量,人比老鼠等更容易产生躯体损伤);生物体不同发育阶段的辐射敏感性不同,以人为例,成人比婴幼儿更耐受辐射;不同细胞或组织器官的辐射敏感性不同,肌肉组织比淋巴组织更耐受辐射。

由于辐射剂量起决定性作用,为了做好辐射防护工作,人们对人体受到额外辐射照射时的安全剂量进行了研究。目前,根据国家标准,剂量限值如下表:

源自:GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准

请注意上面表格中公众(不从事放射性工作的人员)的限值为每年1mSv。这是普通公众需要关心的数值。

对于人体某些器官的限值:

每年的上限值

最后说一下,辐射虽然会给生物体带来各种危害,但是它也是推动生物体进化的一个因素(基因突变的遗传效应),对辐射的危害,不能一概而论,要辩证的看待辐射,例如,核电站核心的辐射并不小,但是在做好防护的情况下,危害并不大,可能比你我天天用的手机的辐射危害都要小。另外,需要注意的是,要加强对辐射的认知程度,千万不要谈“核”色变,其实心理上的恐惧比辐射的危害更大。o(∩_∩)o

本文由Beck编写。

标准名词解释:

1、电离辐射:在辐射防护领域,指能在生物物质中产生离子对的辐射。

2、剂量:某一对象所接受或 吸收 的辐射的一种量度。

3、果蝇:一种小型蝇类,由于繁殖快、成熟时间短等优势,成为良好的实验生物,推动了遗传学、进化生物学及发育生物学等学科在方法和理论上的发展。