来自 工作 2021-09-29 13:13 的文章

人体也是有放射性的?我们在放射性环境中进化

据外媒报道,看了这么多科幻和好莱坞电影,你可能会觉得辐射是一种罕见而危险的东西,它要么会把人类变成超级英雄,要么会变成可怕的怪物。但实际上,辐射无处不在,甚至在我们自己的身体里。
 
但是辐射到底是什么呢?我们身体里有多少?
 
辐射由一系列过程组成。本质上,辐射意味着物体以粒子或波的形式向外释放能量。但当我们谈论“辐射”时,我们大多指的是高能波(如伽马射线)和铀码等放射性原子释放的高能粒子。这些高能波和粒子会伤害暴露在其中的细胞,这对生物来说是非常危险的。
 
元素周期表中所有的元素都有同位素,同位素也是元素的一种形式,只是原子核中的中子数不同。一些同位素非常稳定,而另一些则不稳定,这意味着它们具有放射性,会释放高能波或粒子。此外,有些元素(如铀)只能以不稳定的形式存在。
 
自然界中有许多同位素和放射性元素,它们分布在植物和水源中。因此,人们每次吃饭或喝水时,都会消耗少量的放射性同位素。我们体内辐射的主要来源是微量的碳14和钾40。虽然我们体内的辐射大部分来自这两种同位素,但钾40和碳14的平均日摄入量分别只有0.39 mg和1.8 ng。人体内同位素释放的辐射水平相当于从波士顿飞往东京的飞行过程中所接收辐射的1%。
 
大多数放射性同位素通过食物、水和空气进入我们的身体。有些食物含有高含量的放射性同位素,比如香蕉含钾40,巴西坚果含镭。当然,就正常人每天的食物摄入量而言,这些元素并不会增加与辐射相关的健康风险。
 
放射性元素衰变示意图。放射性元素衰变示意图。
还有一些环境因素会大大增加人体的放射性。比如,如果你住在通风不良、花岗岩量大的地下室,你吸收的氡和相关同位素会比普通人多得多。氡是一种放射性无嗅气体,会在环境中自然形成。
 
1984年,宾夕法尼亚州一位名叫斯坦利·瓦特拉斯的辐射工作人员意外启动了辐射报警器。然而,安全人员困惑地发现,瓦特拉斯没有携带任何放射源。事后,他们发现是瓦特拉斯从他居住的地下室吸收了大量的氡气,大大增加了他患肺癌的几率。
 
人类摄入的放射性同位素是通过不同的过程产生的。例如,钾40是一种“原始核素”,也就是说,早在地球上出现生命之前,它就以现在的形式存在了。原始核素衰变的时间非常长,所以它们目前的状态与大爆炸中恒星诞生或形成时的状态基本相同。
 
所有的天然钾都含有0.011%的钾40,可以说钾40无处不在,根本无法避免。我们在放射性环境中进化,包括太阳系形成过程中产生的无处不在的钾40。
 
碳14和氚等放射性同位素是重元素衰变的产物。当不稳定的重原子核,如铀分裂时,分裂的部分通常会变成其他同位素。
 
稳定同位素通过强大的相互作用力结合在一起,可以将质子和中子结合在一起。但是随着原子核越来越大,强大的相互作用力可能会被质子和中子之间的排斥力所克服,比如质子之间的静电排斥。当原子核衰变为更小的原子核时,会释放出高能粒子或波,这就是辐射源。
 
在人类吸收的同位素中,有些是人类活动产生的。上世纪五六十年代在大气中进行的核武器试验产生了少量的锶90,福岛和切尔诺贝利核事故释放了一些铯137和铯134,但后者几乎已经衰变。