人體也有放射性?我們是在一個放射性環境中演化至今的

北京時間9月29日消息,據國外媒體報道,看過那麼多科幻小說和好萊塢電影,你也許會認為輻射是一種罕見又危險的事物,要麼將人類變成超級英雄、要麼變成可怕的怪獸。但在現實中,輻射其實無處不在,即使我們自己體內也有輻射。

但輻射究竟是什麼?我們體內又有多少呢?

輻射由一系列過程構成。從本質上來說,輻射是指一個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,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對暴露在其之下的細胞造成傷害,對生物而言十分危險。

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不同。有些同位素十分穩定,有些則不太穩定,意味着它們具有放射性,會釋放出高能量的波或粒子。此外,有些元素(比如鈾)只能以不穩定的形式存在。

自然界中存在許多同位素和放射性元素,分佈在植物和水源中。因此人們每次吃東西或喝水時,都會攝入少量放射性同位素。我們體內最主要的輻射來源為微量的碳14和鉀40。雖然我們體內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。人體內由同位素釋放的放射水平相當於乘飛機從波士頓到東京過程中所受輻射的1%。

大多數放射性同位素都是通過食物、水和空氣進入我們體內的。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,巴西堅果中含有鐳。當然,就正常人每日攝入的食物量而言,這些元素並不會增加輻射相關的健康風險。

放射性元素衰變示意圖。

放射性元素衰變示意圖。

還有一些環境因素會大大增加人體的放射性,例如,如果住在通風不佳、且由大量花崗岩建成的地下室中,吸收的氡及相關同位素就會比常人多許多。氡是一種具有放射性的無味氣體,會在環境中自然形成。

1984年,美國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量警報器。但安全人員困惑地發現,瓦特拉斯身上並未攜帶任何放射源。事後他們發現,其實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。

人類攝入體內的放射性同位素是通過不同過程產生的。例如,鉀40是一種“原始核素”,即早在地球出現生命之前就以如今這種形式存在了。原始核素衰變的時間極長,因此如今的狀態和剛在恆星誕生過程中、或大爆炸中形成時的狀態基本差不多。

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。我們是在一個放射性環境中演化至今的,其中就包括在太陽系形成時產生的、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物。當鈾元素等不穩定的重核原子核分裂時,分裂出的各部分一般就會變成其它同位素。

穩定的同位素是由強相互作用力結合在一起的,這種基本力可以將質子和中子綁定在一起。但隨着原子核變得越來越大,強相互作用力也許會被質子和中子之間的排斥力戰勝,比如質子之間的靜電斥力。當原子核衰變成較小的原子核時,就會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產生的。上世紀五六十年代在大氣層中開展的核武器試驗產生了少量的鍶90,福島和切爾諾貝利核事故又釋放出了一些銫137和銫134,不過後者已經衰變得差不多了。(葉子)

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