人類生活在地球上,存在著各種放射性物質,它們放射出各種射線,加之宇宙等都在不斷作用于人的機體,構成天然本底輻射。天然輻射分為內外照射兩部分。外照射來自宇宙射線和地殼及大氣中的放射性物質,它們共同構成空間輻射場。內照射則來自食物、水和空氣中的放射性物質。
自19世紀末人類發現了放射性以后,到20世紀初,人們發現的放射性元素已有30多種,而且證明,有些放射性元素雖然放射性顯著不同,但化學性質卻一樣。1910年英國化學家F.索迪提出了一個假說,化學元素存在著相對原子質量和放射性不同而其他物理化學性質相同的變種,這些變種應處于周期表的同一位置上,稱做同位素。后來,科學家以氖為研究對象,經過深入研究,終于確認了氖具有原子質量不同的兩種同位素,并從其他70多種元素中發現了200多種同位素。
從科學的定義上來講,如果兩個原子質子數目相同,但中子數目不同,則他們仍有相同的原子序,在周期表是同一位置的元素,所以兩者就叫同位素。有放射性的同位素稱為“放射性同位素”或“放射性核素”,沒有放射性并且半衰期大于1050年的則稱為“穩定同位素”,并不是所有同位素都具有放射性。到目前為止,己發現的元素有109種,只有20種元素未發現穩定的同位素,但所有的元素都有放射性同位素。有些放射性同位素是天然存在的,有些則是人工制造的。大多數的天然元素都是由幾種同位素組成的混合物,穩定同位素約300多種,而放射性同位素竟達1500種以上。
放射性同位素(radioisotope)是不穩定的,它會“變”。放射性同位素的原子核很不穩定,會不間斷地、自發地放射出射線,直至變成另一種穩定同位素,這就是所謂“核衰變”。 放射性同位素在進行核衰變的時候,可放射出α射線、β射線、γ射線。
放射性同位素的應用可以給我們帶來許多好外,比如:
1.射線照相技術,可以把物體內部的情況顯示在照片上
2.測定技術方面的應用,古生物年齡的測定,對生產過程中的材料厚度進行監視和控制等。
3.用放射性同位素作為示蹤劑。
4.用放射性同位素的能量,作為航天器、人造心臟能源等。
5.利用放射性同位素的殺傷力,轉惡為善,治療癌癥、滅菌消毒以及進行催化反應等。
不過,放射性同位素不是只有上面所說的這些優點,它也有它不好的一方面,這主要是由于它在“核衰變”的過程中產生的各種射線同時對人體健康有巨大的危害作用,如果管制不好,這些射線很容易對我們的身體健康帶來嚴重危害。,放射線、放射性物質是有害的。人體受到放射線的照射,隨著射線作用劑量的增大,有可能隨機地出現某些有害效應。例如它可能誘發白血病、甲狀腺癌、骨腫瘤等惡性腫瘤;也可能引起人體遺傳物質發生基因突變和染色體畸變,造成先天性畸形、流產、死胎、不育等病癥。因此,對于放射線、放射性物質必須有嚴格的管制,同時,我們也必須對它們做好必要的防護。
放射性核素主要通過四種途徑進入體內,即呼吸吸入、飲食食入、皮膚吸收以及傷口侵入。面對核輻射污染,防護方法就是避免吸入,避免食入,避免皮膚和傷口沾染。皮膚吸收份額比較小,根據不同的核素和核素的化學形態,數額各不相同。傷口吸收的份額比正常皮膚高10倍,應避免有傷口的地方被沾染。防護放射性物質的方法是室內活動、關閉門窗。如果必須要進行戶外活動的話要戴口罩,避免皮膚的暴露,這是防護反射性氣溶膠進入體內造成內照射最基本的方法。
在所在放射性核素中,有四種放射性同位素碘-131、銫-137、鍶-90及钚-239是對人體比較有危險的。因為它們酷似人體天然所需的物質,極易進入人體的組織。碘-131是早期混合裂變產物中的主要成分之一,正常情況下自然界中不會存在。碘131的半衰期是8天左右。銫共有38個同位素,除銫-133為穩定同位素外,其余均為放射性同位素。放射性銫是核爆料和反應堆運行產生的主要裂變產物。銫137的半衰期大約30年左右,一些長半衰期的放射性物質沉降到海洋或者土壤當中,如果濃度過高,對當地的環境可能會持續影響一段時間,放射性核素在環境當中有一個生態轉移的過程,也有一個逐漸衰變;钚是一種具強放射性的超鈾元素。目前被應用于器和核反應堆。一旦侵入人體,就會潛伏在人體肺部、骨骼等組織細胞中,破壞細胞基因,提高罹患癌癥的風險。而且這一放射性元素的半衰期很長,钚的同位素是钚-244,半衰期約為8000萬年,但它最重要的同位素是钚-239,半衰期達到2.41萬年,在處理上更為困難。
當然,人體內受某些微量的放射性核素污染并不影響健康。只有當照射達到一定的劑量時,才能出現有害作用。但是,目前隨著社會的快速發展,越來越多的人工放射源進入了我們生活的周圍,這些放射源都需有一套完整的監管體系,一刻也不能松懈。但是讓人不無擔心的是,這兩年,全國各地關于人工放射源丟失以及群眾受到放射源污染的新聞并不乏見。因此,我們仍然需要對它們保持長期、足夠的警惕。
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