人體也有放射性?新浪科技 2021-10-16 作者:葉子 |
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,看過那么多科幻小說和好萊塢電影,你也許會(huì)認(rèn)為輻射是一種罕見又危險(xiǎn)的事物,要么將人類變成超級(jí)英雄、要么變成可怕的怪獸。但在現(xiàn)實(shí)中,輻射其實(shí)無處不在,即使我們自己體內(nèi)也有輻射。
但輻射究竟是什么?我們體內(nèi)又有多少呢?
輻射由一系列過程構(gòu)成。從本質(zhì)上來說,輻射是指一個(gè)物體通過粒子或波的形式向外釋放能量。但我們說到“輻射”時(shí),大多指的是高能量波(比如伽馬射線),以及由鈾院子等放射性原子釋放出的高能粒子。這些高能量波和粒子會(huì)對(duì)暴露在其之下的細(xì)胞造成傷害,對(duì)生物而言十分危險(xiǎn)。
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種形式,只是原子核中的中子數(shù)不同。有些同位素十分穩(wěn)定,有些則不太穩(wěn)定,意味著它們具有放射性,會(huì)釋放出高能量的波或粒子。此外,有些元素(比如鈾)只能以不穩(wěn)定的形式存在。
自然界中存在許多同位素和放射性元素,分布在植物和水源中。因此人們每次吃東西或喝水時(shí),都會(huì)攝入少量放射性同位素。我們體內(nèi)最主要的輻射來源為微量的碳14和鉀40。雖然我們體內(nèi)的大部分輻射都來自這兩種同位素,但我們每天平均攝入的鉀40和碳14分別只有0.39毫克和1.8納克。人體內(nèi)由同位素釋放的放射水平相當(dāng)于乘飛機(jī)從波士頓到東京過程中所受輻射的1%。
大多數(shù)放射性同位素都是通過食物、水和空氣進(jìn)入我們體內(nèi)的。有些食物中的放射性同位素含量較高,比如香蕉中含有鉀40,巴西堅(jiān)果中含有鐳。當(dāng)然,就正常人每日攝入的食物量而言,這些元素并不會(huì)增加輻射相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)。
還有一些環(huán)境因素會(huì)大大增加人體的放射性,例如,如果住在通風(fēng)不佳、且由大量花崗巖建成的地下室中,吸收的氡及相關(guān)同位素就會(huì)比常人多許多。氡是一種具有放射性的無味氣體,會(huì)在環(huán)境中自然形成。
1984年,美國(guó)賓州一位名叫斯丹利·瓦特拉斯的輻射工人意外激活了輻射計(jì)量警報(bào)器。但安全人員困惑地發(fā)現(xiàn),瓦特拉斯身上并未攜帶任何放射源。事后他們發(fā)現(xiàn),其實(shí)是瓦特拉斯從他所居住的地下室中吸收了大量氡氣,大大提高了他患肺癌的概率。
人類攝入體內(nèi)的放射性同位素是通過不同過程產(chǎn)生的。例如,鉀40是一種“原始核素”,即早在地球出現(xiàn)生命之前就以如今這種形式存在了。原始核素衰變的時(shí)間極長(zhǎng),因此如今的狀態(tài)和剛在恒星誕生過程中、或大爆炸中形成時(shí)的狀態(tài)基本差不多。
所有天然鉀中都含有0.011%的鉀40,因此鉀40可以說到處都是,根本避不開。我們是在一個(gè)放射性環(huán)境中演化至今的,其中就包括在太陽(yáng)系形成時(shí)產(chǎn)生的、無處不在的鉀40。
像碳14和氚這樣的放射性同位素都是重元素衰變的產(chǎn)物。當(dāng)鈾元素等不穩(wěn)定的重核原子核分裂時(shí),分裂出的各部分一般就會(huì)變成其它同位素。
穩(wěn)定的同位素是由強(qiáng)相互作用力結(jié)合在一起的,這種基本力可以將質(zhì)子和中子綁定在一起。但隨著原子核變得越來越大,強(qiáng)相互作用力也許會(huì)被質(zhì)子和中子之間的排斥力戰(zhàn)勝,比如質(zhì)子之間的靜電斥力。當(dāng)原子核衰變成較小的原子核時(shí),就會(huì)釋放出高能粒子或高能量波,這便是輻射的來源。
在人們吸收的同位素中,還有一些是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的。上世紀(jì)五六十年代在大氣層中開展的核武器試驗(yàn)產(chǎn)生了少量的鍶90,福島和切爾諾貝利核事故又釋放出了一些銫137和銫134,不過后者已經(jīng)衰變得差不多了。
責(zé)任編輯:劉鑫嶸
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