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        銫-137你了解多少

        2023-01-16 12:52:16李國(guó)平羅孝如
        生命與災(zāi)害 2022年1期
        關(guān)鍵詞:砂性放射源放射性

        李國(guó)平 羅孝如

        2021年11月,一批從境外進(jìn)口的樟子松板材在上海洋山港卸載。貨物在通過洋山海關(guān)關(guān)卡時(shí),觸發(fā)核輻射警報(bào)。海關(guān)人員隨即對(duì)板材進(jìn)行放射性檢測(cè),儀器檢測(cè)結(jié)果為人工核素銫-137。樣品送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)發(fā)現(xiàn),其銫-137的放射性活度超過了國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。上海海關(guān)判定該批貨物屬于被放射性污染的物品,并于11月30日依法將199.5噸被放射性污染的樟子松板材退運(yùn)出境。

        那么,銫-137究竟是一種什么樣的物質(zhì)?它是如何產(chǎn)生的?有哪些用途?對(duì)人類有哪些危害?我們又該如何防護(hù)呢?

        銫-137的物理化學(xué)性質(zhì)是什么

        銫是一種極為活潑的堿金屬元素。在已知的100多個(gè)元素中,其電負(fù)性較小,即失電子并形成陽離子的能力是非常強(qiáng)的,在光照射下易放出電子。該元素溶于液氨,并與之反應(yīng)生成氨基化合物和氫氣,遇水發(fā)生爆炸反應(yīng);在空氣中燃燒,主要產(chǎn)物是超氧化銫;能與磷、鹵素和硫等直接反應(yīng)生成相應(yīng)的二元化合物;與醇類反應(yīng)生成醇鹽及氫氣。銫-137是質(zhì)量數(shù)為137的銫的放射性核素。符號(hào)為Cs-137,半衰期為30.174年。137Cs的衰變過程是β-衰變,衰變過程中發(fā)射兩種β-粒子,最大衰變所釋放的能量分別為0.512兆電子伏和1.17兆電子伏。

        它是如何產(chǎn)生的

        銫-137的來源主要有以下三種:一是原子彈、氫彈等核武器試驗(yàn);二是核武器制造過程中所產(chǎn)生的放射性廢液;三是核燃料后處理廠的放射性廢液和核電站核反應(yīng)堆的放射性廢物等。因此,環(huán)境中的銫-137主要來自:一是在大氣層核試驗(yàn)時(shí),核彈爆炸所釋放產(chǎn)生的放射性落下灰;二是核電站發(fā)生爆炸事故,向大氣釋放的放射性銫-137隨氣流運(yùn)動(dòng)逐漸降落到地表。2011年,日本福島核事故發(fā)生后,放射性物質(zhì)隨著洋流向其他海域擴(kuò)散。2017年,在太平洋白令海和北冰洋楚科奇海檢測(cè)出福島核事故泄漏的銫-137。

        主要用途有哪些

        銫-137是一種常用的γ放射源,可用于校對(duì)醫(yī)治癌癥的放射治療設(shè)備,也可以用于校對(duì)用來監(jiān)測(cè)放射治療人員及病人所接受的輻射水平的輻射監(jiān)測(cè)儀器。其主要用途有:一是制作工業(yè)γ放射源,用于密度測(cè)量、厚度測(cè)量、核輻射稱重、卷煙密度測(cè)量、測(cè)井、煤炭勘探開發(fā)等;二是醫(yī)用γ放射源,氯化銫注射液可用于心臟掃描,輔助診斷心肌梗死等病變,還可用來診斷甲狀腺腫瘤及癌癥治療;三是用于農(nóng)業(yè)及生物學(xué),高活度銫-137源可用于輻照育種、輻照貯存食品、醫(yī)療器械的殺菌等;四是用于制作同位素電池和同位素?zé)嵩?;五是可作為核電站事故的信?hào)核素;六是可制成137Cs-137mBa放射性核素發(fā)生器。

        危害有哪些

        銫-137的性質(zhì)和大部分放射性核素的性質(zhì)相同,它可以長(zhǎng)期存在于環(huán)境中。但是這種長(zhǎng)期性和生態(tài)系統(tǒng)的特性有關(guān),其決定因素在于土壤的性質(zhì)。相對(duì)于黏土含量較高的土壤或沉積物,通過土壤或沉積物內(nèi)部化學(xué)鍵的相互作用,能夠把銫-137牢牢地吸附住。在這種情況下,土壤就成了銫-137的儲(chǔ)存庫,動(dòng)植物也就只能吸收環(huán)境中非常少部分的銫。與之相反,某些砂性土壤對(duì)銫-137的固定能力差,因?yàn)樵谏靶酝寥乐嘘栯x子交換容量有限,導(dǎo)致砂性土壤不能夠牢固地吸著銫-137。在這種情況下,就會(huì)有較多的銫-137被動(dòng)植物吸收,繼而在生態(tài)系統(tǒng)中長(zhǎng)期循環(huán)。

        自然環(huán)境中的銫-137很容易進(jìn)入人體,其主要方式是通過食物鏈。銫-137被植物吸收,再通過食物鏈進(jìn)入動(dòng)物和人體內(nèi)。同樣,空氣中的銫-137經(jīng)呼吸道等途徑也可進(jìn)入動(dòng)物和人體內(nèi)。

        銫-137對(duì)人體有損傷效應(yīng),主要是因?yàn)樗プ兒笞兂?37mBa,137mBa會(huì)釋放γ射線,雖然其半衰期僅2.55分鐘,但是造成的損傷效應(yīng)卻非常大。其進(jìn)入人體后,主要滯留于骨骼和肌肉組織中,引發(fā)軟組織腫瘤導(dǎo)致癌癥,如甲狀腺癌、卵巢癌、乳腺癌、膀胱癌、膽管癌等。它對(duì)人體的慢性損傷還表現(xiàn)為各種組織和器官的炎癥性病變,最明顯的是肺部、胃腸道、泌尿道及生殖系統(tǒng)炎癥。當(dāng)人體攝入量超過0.25Gy時(shí),將導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)損傷,以及非正常生育乃至絕育;攝入量超過6Gy會(huì)致死。因此,銫-137對(duì)人體的輻射危害很大,我們應(yīng)對(duì)生物體內(nèi)的銫-137含量進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)管理和控制。

        民眾該如何防范

        為防范銫-137對(duì)人體的傷害,民眾可通過三種簡(jiǎn)單方法防范。一是盡量遠(yuǎn)離輻射源。劑量率與距離的平方成反比,即離輻射源越遠(yuǎn),人員所受的危害也就越小。民眾可通過遠(yuǎn)離銫-137放射性核素,有效避免或減輕其對(duì)人體的傷害。二是盡量減少接觸輻射源的時(shí)間。人員所受到的累積劑量與受照射的時(shí)間是成正比的,減少停留時(shí)間就意味著人員受照射的劑量少,所受到的危害也小。因此,由于工作需要,需要接觸銫-137放射性核素時(shí),應(yīng)盡可能地減少人體在該環(huán)境下暴露的時(shí)間,并做好劑量監(jiān)測(cè),嚴(yán)禁超過控制劑量標(biāo)準(zhǔn)。三是采取有效的屏蔽措施。我們通常用鉛來作屏蔽,防止射線對(duì)生命體的傷害。在獲知環(huán)境中含有放射性物質(zhì)銫-137后,民眾應(yīng)利用口罩等就便防護(hù)器材進(jìn)行呼吸道防護(hù),防止放射性核素進(jìn)入體內(nèi),并及時(shí)進(jìn)入建筑物或其他相對(duì)封閉的空間,關(guān)閉門窗和通風(fēng)系統(tǒng),避開門窗等屏蔽差的部位進(jìn)行隱蔽。

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