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第44集 乘坐飞机,要担心宇宙射线辐射吗?

第44集 乘坐飞机,要担心宇宙射线辐射吗? 0:00/0:00
最新发布时间: 2020-02-08   浏览数:
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  在现代,地铁、高铁和飞机为日常出行提供了极大的便利,同时也让一个疑问在我们心中默默生根,那就是地铁每次进站都要经过X光安检仪,坐飞机时会面临宇宙射线,这些辐射会影响我们的健康吗? 

  一说起辐射,有的人会想到原子弹、切尔诺贝利事故或福岛核危机。没错,这些骇人听闻事件中的核辐射与车站安检仪中的X光都是一种可能影响人体健康的“电离辐射”。当人体受到电离辐射的照射时,其中一部分能量可能被人体的各个部位吸收,以一定概率造成分子电离、化学键断裂、DNA损伤,进而引发人体生理反应。但是,正如适量饮酒无须担心酒精中毒,当某种电离辐射的强度很低,人体的受照时间很短,总有效剂量低于一定标准时,它的健康效应就可以忽略不计了。 

  中国的《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定,公众受到人工辐射的年平均有效剂量的估计值不能超过1毫希沃特 

  希沃特是一种衡量电离辐射的生物学效应的单位。通常认为,世界上平均每个人受到的天然辐射的年平均有效剂量是2.4毫希沃特,这些天然辐射包括宇宙射线、地表的电离辐射、通过饮食摄入的天然放射性核素和在室内外吸入的放射性氡气。 

  与以上两个数字相比,车站安检仪造成的辐射剂量又有多少呢? 

  由于无法在人体的各个部位植入剂量仪,《中国辐射卫生》2011年发表的一篇论文用计算机程序模拟一个人经过安检仪的全过程。文章作者假设一个人每年要上班300天,每天两次经过安检,每次路过都要耗时20秒。在这个过程中,如果安检仪进出口处的铅帘始终保持完整,这个人在一年中受到的辐射总量为1毫希沃特的1/14000。即使铅帘受到严重损坏,打开了3个5厘米宽的缝隙,这个人在一年中受到的辐射总量也仅为1毫希沃特的1/120。与生活中无法避免的天然辐射相比,安检仪造成的辐射微不足道。 

  国家疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所网站上的一份资料显示,受地质条件影响,我国广东阳江地区天然放射性水平较高,这里群山环绕,山体岩性为花岗岩。花岗岩中,铀、钍、镭等天然放射性核素含量较高。山表面的岩层风化并受雨水的冲刷,使含天然放射性核素特别是富含 [tǔ]的微粒沉积在该地区低洼的地面上。阳江部分地区居民受天然辐射的年平均有效剂量为6.4毫希沃特。也就是说,一个住在这些地区的居民受到的额外的天然辐射剂量远远超过其他地区居民从安检仪处受到的辐射剂量。 

  科学家不但计算了这些居民的年平均有效剂量,还对个人终生累积照射剂量进行了估算,结果并未发现额外的辐射剂量对这些地区的居民健康产生显著的不利影响,包括癌症、自然流产率、多胎率、不育率、新生儿死亡率、儿童生长发育等。相反,数据提示这些居民的某些细胞免疫功能有了显著提高。虽然关于低剂量辐射的健康影响有待于进一步深入,但与之相比,安检仪的公众健康效应确实已经低到可以令人放心的程度。  

  所以,总的来说,我们不必担心X光安检仪会影响健康。不过,在不增加生活和社会成本的前提下,我们也可以设法避免接受不必要的辐射。例如,行李离开安检仪出口时,旅客应等铅帘完全放下时再取走,以减少受到铅帘缝隙处泄露的微量辐射;不要从安检仪中向外掏行李,更不要随便钻进安检仪。 

  另外,值得一提的是,辐射有一部分来自宇宙射线,即来自外太空的高能粒子。对于生活在低海拔地区的人来说,由于宇宙射线会与地球大气层相互作用而被削弱,因此对我们的影响并不大,但随着海拔增高,空气变得稀薄,宇宙射线造成的影响也会更加显著,在远离地表的高空就更为明显。因此经常乘坐飞机的人以及飞行员和机组人员会受到更多来自宇宙射线的辐射。 

  那么常坐飞机的人、飞行员和机组人员是否需要担心宇宙射线辐射造成的危害呢? 

  首先我们需要清楚由于高空飞行遭受的宇宙射线的辐射有多强。在评价辐射对生物体可能造成的危害时,我们通常使用剂量这个概念,即一定时间内被生物体吸收的辐射。简单来说,飞行时间越长、飞行高度越高,来自宇宙射线的辐射剂量就越多。除此之外,在高纬度地区特别是两极飞行时会比在低纬度地区同一高度飞行受到更多来自宇宙射线的辐射,这是因为宇宙射线会被地球磁场屏蔽,而这种屏蔽作用在赤道最强,两极最弱。 

  根据这些因素,一些权威机构都给出了估算由于高空飞行所受到的辐射剂量的工具。一般来说,每飞行1600公里,我们会由于宇宙射线而额外接受0. 01毫希的辐射剂量。作为对比,每年来自于背景辐射的辐射剂量大约是3毫希。对于飞行员和机组人员,一般认为每年会受到0.2-5毫希的辐射剂量。根据这个估算,飞行员和机组人员每年额外受到的辐射剂量已经接近甚至超过核电站员工等由于职业需要必须接触辐射源的从业者。 

  不过即便如此,由于经常乘坐或者驾驶飞机而额外接受的辐射的剂量仍然是相当低的,也低于目前国际原子能机构设定的由于职业原因每年接受辐射的剂量限值。这么低的辐射剂量如果对人体有影响,主要的表现形式将会是癌症等疾病的发病率上升。因此我们可以用流行病学调查的方法来研究这些辐射对人的影响,即分别比较一下普通人和飞行员或者经常坐飞机的人,看看后者是否有某些疾病的发病率会明显增加。 

  那么这些流行病学调查的结论如何呢? 

  虽然有的研究表明暴露在更强的宇宙射线辐射下确实能够增加患某些疾病的风险,例如2005年一项流行病学调查就表明飞行员更高的白内障发病率与遭受更多的宇宙射线辐射相关,但还有很多研究虽然发现飞行员和机组人员这个群体癌症等疾病的发病率确实高于普通人,却并不能确定发病率的增加一定是来自于更多的宇宙射线辐射。还有的研究则干脆观察不到这种风险的增加,例如在欧洲进行的一项研究表明,飞行员由于患癌症而死亡的比例反而低于对照组。因此,关于宇宙射线对飞行员、机组人员、常坐飞机的人等群体健康的影响,目前的研究可以用三个字归纳:不清楚。 

  由于目前的实验研究尚不能给出确切的结论,我们只能从理论上估算一下宇宙射线对健康的影响。目前世界各国在评估低剂量辐射带来的风险并采取防护措施时,通常采用“线性无阈”模型,也就是说任何剂量的辐射都会对人体造成伤害,伤害的严重程度与辐射剂量呈简单的正比关系。这个模型是否真的能准确描述低剂量辐射对健康的影响,实际上存在争议,但由于使用起来比较方便,因此仍然被普遍接受。 

  根据这个模型,给出了一个估算的例子:一位飞行员每年执行700个飞行时数的纽约至芝加哥的美国国内航班,25年下来,来自宇宙射线的辐射剂量约为68毫希,这会使得他由于癌症死亡的概率增加千分之三 。而根据统计,在英美等国,癌症造成的死亡已经占到总的死亡数的四分之一左右。 

  也就是说,一个普通人本来就会有20-30%的概率死于癌症。由此可见,由于经常坐飞机而遭受的更多宇宙辐射对健康造成的损害,即便确实存在,也是微不足道的。实际上几乎任何职业都存在对健康造成负面影响的风险因素,而在现有的安全标准下,辐射相关行业的从业者健康受到的损害并不比其他行业更加突出。 

  综上所述,经常坐飞机的人以及飞行员或者机组人员确实会由于宇宙射线的原因比普通人受到更多的辐射剂量,但这些更多的辐射对健康的负面影响即便有也是非常小的,因此我们不必为此过于担心。 

  好的,今天的非常科学到这里就要告一段落了。如果您想要了解更多的科普信息,可以搜索微信公众号“feichangkexue”来关注我们,或者通过新浪官方微博“经济之声非常科学”与我们节目组进行互动。主持人亚楠代表编辑制作感谢大家的收听,并诚邀您明天同一时间继续与我们相约《非常科学》。 


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