背景辐射是否有害健康?

前不久科学公园微信公众号推送的一篇题为《电离辐射常识》的文章(作者:挣脱枷锁的囚徒), 其中提到背景辐射不会对人体造成危害, 引起了一些争议 。 有人认为, 该文中的说法不妥, 背景辐射对人体是其实有害的 。
那么背景辐射对人体到底有没有危害?

背景辐射是否有害健康?



(图片来源:businessinsider)
首先我们要搞清楚什么是背景辐射 。 许多人看到这四个字可能首先想到的是物理学上的概念“宇宙背景辐射”或“宇宙微波背景辐射” 。 实际上背景辐射 (background radiation) 也称本底辐射, 是辐射安全与防护领域的概念 。

我们知道, 按照能否使原子与分子发生电离, 辐射经常被分为电离辐射和非电离辐射, 前者包括α粒子、β粒子、中子等粒子以及电磁波中的γ射线、X射线和波长较短的部分紫外线;后者则主要包括电磁波中的可见光、红外线、无线电波以及波长较长的紫外线 。 相比于非电离辐射, 电离辐射能量更强, 因此对生物体的破坏作用更大 。 我们提到辐射防护时, 通常就是专指电离辐射的防护 。
设想房间里有一台X射线机, 我们在讨论如何对它造成的辐射进行防护时, 首先要确定它的辐射到底有多强 。 但是房间中并不是只有X射线机这一个辐射源, 地板的石材中可能含有微量的天然放射性元素, 空气中还有微量的放射性元素氡 。 因此我们首先需要弄明白除了X射线机之外的所有辐射有多强, 才能在这个基础上具体分析X射线机的辐射对健康的影响以及相应的防护措辞 。 像这样在指定的某个辐射源之外所有辐射的总和就是背景辐射 。
还有一些时候我们并没有选择特定的辐射源, 那么背景辐射就指的是所有电离辐射的总和, 特别是经常被用来反映人们在职业暴露(例如操作核反应堆、测试核武器、进行辐射育种、对病人进行放疗等)之外所能接触到的所有辐射 。
那么背景辐射通常都有哪些组成成分?简单来说, 背景辐射可以分为自然背景辐射和人造背景辐射 。 自然背景辐射的存在与人类活动无关, 通常包括以下几个部分[1]:
宇宙射线, 即来自外太空的高能粒子 。 宇宙射线会与大气层相互作用并受到削弱, 因此居住在高海拔地区的人会受到更多来自宇宙射线的辐射, 人在乘坐飞机时也会因此额外受到一些宇宙射线的照射[2] 。

地表环境中的背景辐射 。 这些辐射来自于各种放射性元素, 广布于大气、土壤、岩石和水体中, 它们也是背景辐射的主要来源 。

另外, 我们每天的饮食中也含有微量的放射性元素, 它们同样会产生辐射, 甚至生物体本身也存在一定量的放射性元素 。 这些辐射同样被视为自然背景辐射的一部分 。

而人造背景辐射顾名思义, 指的是由于人类活动造成的背景辐射 。 人造背景辐射主要的来源是各种医疗活动, 例如X射线成像、CT等医学影像诊断手段以及放疗等治疗措施 。 经济发达的国家医学技术也相对比较进步, 居民往往有更多地机会接触这些涉及辐射的诊治手段, 因此来自医疗活动的辐射在背景辐射中所占的比例也就越高 。 例如世界范围内来自医疗活动的背景辐射通常不超过背景辐射总量的20%[3], 而在美国这个比例竟然高达50%[4].

背景辐射是否有害健康?


背景辐射的主要来源(图片来源:BBC)
背景辐射有多强?我们在评估辐射对生物体的影响时, 通常考虑的是辐射的剂量, 即一定时间内被人体吸收的辐射总量, 常用的单位是西弗 (Sv), 但这个单位太大, 使用起来不方便, 实际上经常使用毫希(mSv, 1Sv= 1000 mSv). 除了西弗和毫希, 雷姆(rem) 和毫雷姆 (mrem) 也经常被用来描述辐射剂量, 换算关系为1 rem = 1000 mrem = 0.01 Sv = 10 mSv.  世界各地的背景辐射水平在不同地区略有差别, 平均来看, 每人每年由于背景辐射受到的辐射剂量大约是3毫希,

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