輻射傷害的防護基本理念: ALARA (As Low As Reasonably Achievable),受曝劑量越低越好的合理抑低原則。
在輻射傷害防護的範疇內,總的來說,LNT(Linear-Non-Threshold)模式對於高劑量、高強度的輻射暴露的情況相對來說,更加的適用。在一般日常生活的狀態來說,避免輻射傷害,普遍採取 ALARA( As Low As Reasonably Achievable),也就是越低越好的合理抑低原則,這是人類關於游離輻射防護的基本理念。
ALARA( As Low As Reasonably Achievable; 越低越好的合理抑低 )原則也是美國能源部國家核子保安總署(DOE/NNSA)輻射 緊急事件支援及訓練中心(REAC/TS)出版之「The Medical Aspects of Radiation Incidents (台灣翻譯為:輻射傷害醫療處置)」手冊內容中所提及的輻射防護基本理念。
“ALARA (As Low As Reasonably Achievable) is the underlying philosophy associated with protecting people from ionizing radiation.
It basically means that one should not unnecessarily expose themselves to radiation without the benefit outweighing the risk.
Time, distance, andshielding are widely considered to be the primary
concerns. At REAC/TS, we like to add a fourth item to the list - quantity. All four of these concepts are used concurrently with the others. "
其基本意涵是 : 一個人應該避免不必要且無利益的輻射 曝露風險(這裡指的是非醫療性質的輻射暴露。任何輻射暴露都會造成傷害,但在治療重大疾病的時候,兩害相權取其輕,接受有限度且嚴格控管的輻射照射將體內惡性病變組織破壞,阻止其增生、擴散惡化的潛在利益大於輻射照射所引起的傷害的醫療應用案例,不屬於這裡所指的“不必要且無利益的輻射曝露風險”的範疇)。
此外,有報導指出:“...... 在日本的實際研究案例中,「餵飲氘水佔1/3的水,經過1個禮拜,老鼠腦部組織裡的氫被替換掉,老鼠變得眼睛上吊,有攻擊性,一直囓咬鐵籠的鐵網,反覆地昏睡或暴躁。」東京工業大學理工特任教授入口紀男(Norio Iriguchi),透過老鼠實驗,提醒福島氚污染水的危害。
入口紀男教授是日本核磁共振學會委員,透過上述實驗鼠的核磁共振影像,解說老鼠腦部組織內的氫被氘替換之後,所發生的變化。「左邊有點突出的是嗅腦(嗅覺發達中樞),右下突起的部份是延髓開端。目前只有腦部明顯地浮腫了。」
福島核災後,產生大量輻射污染水,其中氚因為無法用過濾去除,又稱為氚污染水。多位專家警告,氚污染水的危害,不只是體內輻射被曝,還有在體內被當成氫嵌入到蛋白質等組織的問題。而入口紀男(用有同樣效果的氘做)的實驗,具體呈現後者的狀況。
「氚在體內被當成氫嵌入」是什麼意思呢?擁有近40年的放射線治療經驗、北海道癌症中心名譽院長西尾正道詳細解釋道:「氚在人體內會被當成氫來代謝。人體有62%是水(H2O),氚會被當成氫來結合,在種種構成人體的高分子化合物的化學式裡也一樣。」
「氚因為有這樣和物質相結合的性質,在體內造成長期被曝。用醫學實驗,可以證明氚會被當成氫攝入到細胞核內。構成DNA的基因的4個鹽基,是靠氫來結合,換成氚進去的話(失去結合力),鹽基化學式產生變化,遺傳情報也會改變。導致健康上的實際損害。」而當被攝入的氚衰變成氦時,也會損傷細胞( http://www.inaco.co.jp/hiroshima_2_demo/pdf/20140103_tori_A4.pdf )。
對此,西尾正道等專家批判:「不能說自然界本來就有而不考慮,原本自然界裡氚的最大來源就是核試爆跟核電,排放標準也是為了沸水式原子爐把氚排到海裡而制定的,並不是因為有在科學上醫學上檢討健康被害而決定的。」「因為距離極近,即便氚的放射線弱,仍會相當程度地傷害DNA。」
又,氚水的化學式是HTO,因為氚很容易和生物體內的碳結合,成為有機結合型氚(Organically Bound Tritium、簡稱為OBT),跟氚水相比,後者滯留體內時間為20~50倍,被染色體等人體重要部份攝取。「氚水被放流後,經生物攝取變成有機結合型氚,人類去吃這些生物,便會蓄積在體內。」在核食檢測上,有機結合型氚的檢測程序,又比普通的氚來得複雜。
氚,被日本諾貝爾物理學獎得主小柴昌俊,與馬克斯威爾獎(美國物理學會頒發)得主長谷川晃,稱之為劇毒。
福島核電廠在災後,因為會不斷放出有放射性的蒸氣等污染,入口紀男比喻為「國土百萬年的惡夢」。而這惡夢除了往大氣的污染,還因為地下水流經,每天產生3-400噸的輻射污染水。
在日本政府規劃的輻射污染水處理方案裡,海放是成本最低的方法,比起地下埋設等耗資千億日圓以上的方法,海放只要17~34億日圓。另一方面民間、在地漁業團體與鄰國,持強烈反對的立場。....."
也有多項相關的醫學研究報告指出:
A 1961 experiment showed that mice dosed with 21.5 μCi/g of Cs-137 had a 50% fatality within 30 days (implying an LD50 of 245 μg/kg).
A similar experiment in 1972 showed that when dogs are subjected to a whole body burden of 3800 μCi/kg (140 MBq/kg, or approximately 44 μg/kg) of caesium-137 (and 950 to 1400 rads), they die within 33 days, while animals with half of that burden all survived for a year.
Important researches have shown a remarkable concentration of 137Cs in the exocrine cells of the pancreas, which are those most affected by cancer.
In 2003, in autopsies performed on 6 children dead in the polluted area near Chernobyl where they also reported a higher incidence of pancreatic tumors, Bandazhevsky found a concentration of 137Cs 40-45 times higher than in their liver, thus demonstrating that pancreatic tissue is a strong accumulator and secretor in the intestine of radioactive cesium.
一項重要的醫學研究發現,人體胰腺外分泌細胞中所聚積的137Cs濃度非常高,而胰腺外分泌細胞是受癌症影響最大的人體細胞。
在2003年由Bandazhevsky研究團隊,對六名生活在靠近車諾比核災污染區附近的兒童的屍體進行醫學檢驗解剖。
解剖研究發現這六名兒童患胰臟惡性腫瘤的比率,比一般正常狀態下來的更高,經檢驗,研究團隊發現這六名兒童胰臟中所含的Cs-137濃度,竟然是肝臟中所含Cs-137濃度的40-45倍之多。研究證實在人體內Cs-137最容易聚積在胰臟內。
胰臟癌是指胰臟細胞發生癌變而產生的腫瘤,這些腫瘤細胞具有侵犯其他組織的能力。胰臟癌很少發生在40歲以下的病人,半數以上的患者超過70歲。
此外,1961年的一項實驗發現對老鼠注射21.5 μCi/g 濃度的Cs-137,在30天之內有一半的受試老鼠死亡,這項實驗的結果等同於半至死劑量為0.000245公克(也就是百萬分之245公克),所謂半至死劑量指的是指在固定濃度下,暴露一定時間(通常1~4 小時)後,觀察14 天, 能使試驗動物組群半數(50 %)死亡的濃度。
在1972 年有另外一項類似的實驗, 對受試驗的狗群注射3800 μCi/kg (140 MBq/kg, or approximately 44 μg/kg,大約百萬分之44公克濃度)Cs-137,這群受試的狗在33天內全數死亡,而另一群接受一半劑量的受試狗群,則可以存活到為期一年。
從上述的那些實際醫學研究例證,包括了比較適用於LNT模式的狀態,以及一般日常生活環境下遭遇到低劑量但是長期輻射暴露累積下來的狀態。ALARA( As Low As Reasonably Achievable; 合理抑低 )原則在兩種狀態下通通一體適用。
參考資料:
https://orise.orau.gov/resources/reacts/documents/medical-aspects-of-radiation-incidents.pdf
http://www.inaco.co.jp/hiroshima_2_demo/pdf/20140103_tori_A4.pdf
https://e-info.org.tw/node/221554
^Moskalev, Yu. I. (1961). "Biological Effects of Cesium-137". In Lebedinskiĭ, A. V.; Moskalev, Yu. I. (eds.). Distribution, Biological Effects, and Migration of Radioactive Isotopes. Translation Series. United States Atomic Energy Commission (published April 1974). p. 220. AEC-tr-7512.
^ H.C. Redman; et al. (1972). "Toxicity of 137-CsCl in the Beagle. Early Biological Effects". Radiation Research. 50 (3): 629–648. Bibcode:1972RadR...50..629R. doi:10.2307/3573559. JSTOR 3573559. PMID 5030090.
^ Nelson A , Ullberg S, Kristoffersson H, Ronnback C (1961). "Distribution of Radiocesium in Mice". Acta Radiologica. 55, 5 (5): 374–384.
doi:10.3109/00016926109175132. PMID 13728254.
^ Bandazhevsky Y.I. (2003). "Chronic Cs-137 incorporation in children's organs". Swiss Med. Wkly. 133 (35–36): 488–90. PMID 14652805.
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同時也有2部Youtube影片,追蹤數超過147萬的網紅Kento Bento,也在其Youtube影片中提到,Our Merch: https://standard.tv/kentobento Our Patreon: https://patreon.com/kentobento Nebula: https://watchnebula.com/kentobento Twitter: https://tw...
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caesium 在 天堂島嶼.撒哈拉.蔡適任 Facebook 的精選貼文
《歐非無處不飛塵》
疫情期間,航空及旅遊中斷,想來撒哈拉一探究竟的人們,真的只能在漫長等待中,癡情遙望嗎?
不,撒哈拉也有可能跨越國界,遙送深具歷史感、科技性與軍備性的粉塵到你家.
進入二月後,我常因空氣飽含粉塵而過敏、氣喘不止,雖然風力只到微型沙塵暴的程度,然而放眼望去,整片沙漠黃塵漫漫,說不出來的詭異,讓人很不舒服.二月初那次最嚴重,我跟家族小孩全鼻塞、流鼻水,夜裡,我氣喘非常嚴重.隔了兩天,即看到新聞說,撒哈拉粉塵壟罩阿爾及利亞數座城市,甚至遠達法國西部與南部,讓正在庇里牛斯山滑雪的觀光客,瞬間不知自己是在滑雪還是滑沙.
這幾天,粉塵再度飄揚撒哈拉,已抵達法國,甚至可能遠及挪威.
接著,法國非政府組織「西部放射性控制協會」(ACRO)研究報告出來了,科學家蒐集二月初飛抵法國與瑞士交界的朱拉(Jura)山區的撒哈拉沙塵,檢驗後發現含有具輻射性的銫-137(Caesium-137),然而銫-137是核裂產物,並不存在於自然中,現時環境存在微量的銫-134幾乎全來自四O至六O年代核武試爆及某些核事故。而此時飄揚北非、地中海及歐洲上空的撒哈拉粉塵,裡面所含的銫-137,判斷應來自六O年代法國在阿爾及利亞撒哈拉沙漠進行的核武試爆遺物.
法國是少數擁有核武的國家之一,其核子試驗可分為四個時期:
一、1960年至1961年:阿爾及利亞Reggane地區,試爆4次。
二、1961年至1966年:阿爾及利亞In Eker地區,地下試爆13次。
三、1966年至1974年:法屬玻利維西亞Moruroa環礁與Fangataufa環礁,空中試爆46次。
四、1975年至1996年:法屬玻利維西亞Moruroa環礁與Fangataufa環礁,地下試爆147次。
首度核子試爆在法國戴高樂總統任內,於1960年2月13日在阿爾及利亞Reggane地區執行,稱為「藍色跳鼠」(Gerboise Bleue),當時正值阿爾及利亞獨立戰爭期間,同時也是史上最大的首次試爆,陸續又在Raggane執行白色跳鼠、紅色跳鼠及綠色跳鼠等。爾後才移至法屬玻利維西亞.
是唷,之為核武大國,法國當然清楚核爆威力,所以全挑偏遠殖民地來進行核武試爆!
幾個月前,才剛在法國與摩洛哥合作的電影《惡靈戰場》(Djinn,2010年)看到這段核武實驗歷史,萬萬想不到,自己雖身在撒哈拉,離阿爾及利亞Reggane極為遙遠,卻也極可能籠罩在輻射性核試爆粉塵中.
六十一年過去了,軍武競備的核試爆惡靈(Djinn)仍如影隨形,遺留的粉塵甚至遠及執行核爆實驗的殖民母國,要說「萬般帶不走,唯有業隨身」嘛,卻又是所有人活在同一場集體業力中.
極少數專家譴責當年法國在撒哈拉進行的核武實驗,新聞評論多半堅稱六十年過後,這些銫-137已過半衰期,污染性低且是微量,歐洲民眾大可放心,頂多對居住在撒哈拉的遊牧民族影響較重些.
呵,而我恰恰住在撒哈拉唷!
當年法國核武試爆我並未參與,此時卻極可能活在飄揚銫-137的粉塵裡,而這些生長在舊殖民地的撒哈拉遊牧民族又何其無辜!
在網上抓圖,右邊那張是撒哈拉沙塵暴裡的游牧民族及駱駝,左邊兩張是2021年二月,受撒哈拉粉塵波及的法國居民,別說空中如撒哈拉一般塵埃飛揚,連雪地上,全沾染鵝黃塵埃.一座撒哈拉,粉塵歐非共享.
思及自己日日在撒哈拉呼吸的空氣裡,極可能含有六十一年前,法國在阿爾及利亞撒哈拉沙漠進行的核試爆而來的銫-137,真真感受到往事並不如煙,卻是陰魂不散,沒有人可以置身事外,沒有人有權獨善其身,因你我皆活在同一張生命網絡中.
中央通訊社難得有篇相關報導,多半是歐洲觀點的,阿任能分享的是活在撒哈拉粉塵裡的在地感受.
中央通訊社報導:https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202103020181.aspx?utm_source=cna.facebook&utm_medium=fanpage&utm_campaign=fbpost&fbclid=IwAR3vj5G0fTUqcDeOZKR_CfiLYxM8dSsCmuoGzNYucbpLCgkgCECNsj-xFiA
caesium 在 余海峯 David . 物理喵 phycat Facebook 的精選貼文
【推舊文】人類將重新定義公斤 從此宇宙間牛扒質量都相同(物理雙月刊)
我們去街市買牛肉時,都是量度肉的質量去計算價錢的。質量的單位必須準確,我們才能知道有多少牛肉。現代,我們使用國際單位制(Système International d'Unités, SI units)制定的公斤(kilogram, kg)作為量度質量的基本單位。
不難想像,這種國際公認的度量衡,需要一個不會改變的標準:上星期賣的一公斤牛肉與明天賣的一公斤牛肉必須擁有同等質量、你在台灣買的一公斤牛肉與我在德國買的一公斤牛肉亦必須擁有同等質量。
在巴黎近郊的國際計量局(Bureau international des poids et mesures, BIPM)實驗室裡,收藏著一個137 年前製造的金屬圓柱體。這個圓柱體是人類對一公斤的定義。在宇宙任何地方,當你測量質量時,都必須以這個放在銀河系之中一顆不起眼的恆星旁的一個行星上的一個城市之中的實驗室裡的一支金屬圓柱體為標準。
很明顯,這即使對地球人來說也並非一個太方便的定義,更遑論為客觀的科學標準。這金屬圓柱體縱使被密封於實驗室裡接近真空之中,細小的微塵、侵蝕等效應亦有可能改變其質量,而且更有丟失的危險,其複制品也不可能做到百分百相同質量。美國國家標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology, NIST)物理學家Stephan Schlamminger說,如果我們有朝一日與外星人交流科學,這個金屬圓柱體將會成為「銀河系笑話」。
其實使用實際物件去做成度量衡的標準,在從前是必需的。以前科學並未發達的時候,我們並不知道物理定律之中藏著一些永遠不變的物理量。例如,古時人們就以人類身體部分尺寸作為長度的標準。
如今,我們發現宇宙中存在一些基本常數(fundamental constant),這些物理量的數值不論何時何地何人測量,亦是固定的。最常聽說的有光速(speed of light, c)、電子的基本電荷(elementary charge, e)、量度量子單位的普朗克常數(Planck constant, h)、量度溫度單位的波爾茲曼常數(Boltzmann constant, k)、量度原子數量的阿伏加德羅常數(Avogadro constant, NA)等等。
國際單位制採用十進制,有七個基本單位。米(metre, m),量度長度;秒(second, s),量度時間;公斤,量度質量;安培(ampere, A),量度電流;開爾文(kelvin, K),量度溫度;摩爾(mole, mol),量度粒子數量;坎德拉(candela, cd),量度發光強度(luminous intensity)。只用這七個基本單位,就能夠描述所有已知的物理量。
時間和距離,可說是最基本的度量衡概念。在中世紀,一秒定義為一個太陽日(solar day)的1/86,400,即相鄰兩個正午的1/86,400。可是,由於地球繞太陽公轉軌道並非正圓,太陽日於一年不同季節之長度並不相等。1956年,一秒被重新定義為一個回歸年(tropical year,亦稱太陽年solar year)的1/31,556,925.9747。回歸年指太陽重新回到天空同一點所需時間。雖然使用回歸年定義一秒比用太陽日更加準確,但由於地球自轉軸會進動(即歲差),加上其他天體動力學效應,每個回歸年亦非一樣。
可想而知,使用地球和太陽的運動去定義時間單位,並非全宇宙通用。最終在1967年,一秒被定義為銫(caesium, Cs)原子基態的兩個超精細能階(hyperfine energy level)量子躍遷所釋放之電磁輻射的9,192,631,770個週期之時間長度。銫原子基態的量子結構在宇宙何時何地都不會改變,因此這是一個可以用來跟宇宙中其他文明交流科學知識的客觀定義。
另一個已被客觀永恆不變的物理概念定義的基本單位是米。在1793年,科學家把一米定義為穿過巴黎的子午線(即經線)由赤道到北極的1/10,000,000。這個距離不易量度之餘,地殻板塊運動也可能改變其值。1889年,一米被定義為一個放在巴黎國際計量局裡的鉑(platinum, Pt,即白金)金屬棒的長度。這個定義方法與公斤的定義一般,都依賴放於巴黎國際計量局裡的實物。
科學家希望用客觀概念定義長度。1960年,一米的定義被改為氪(Krypton, Kr)原子在真空之中兩個能階之間的量子躍遷所釋放之電磁輻射波長的1,650,763.73倍。這個定義就像使用銫原子的量子躍遷去定義一秒,其實已經足夠客觀。不過科學家更進一步,最後於1983年把一米定義為光在真空中1/299,792,458秒內行進的距離。這個定義不但無需使用某一任意元素,而且更反過來定義了光速。在此之前,光速的數值是用實驗測量出來的,存在實驗不確定性;現在,光速是被定義出來的,其數值為每秒299,792,458米。
普朗克常數大約是h= 6.62607x10-34 kg m2/s。科學家預期能在2018年前把h準確測量至200萬分之1個百分比。然後,就像定義光速一樣,普朗克常數會反過來被定義。由於h的單位包括公斤、米和秒,而米和秒已被上述方法客觀定義,因此固定h的數值就等於客觀定義公斤。
如果使用不同方法得出的h值互相吻合,聯合其他基本常數如c、e、k和NA等,科學家將會於2018年國際計量大會(Conférence générale des poids et mesures, CGPM)上投票決定是否更新公斤、安培、開爾文和摩爾的定義。
無論結果如何,以上所講都不會對任何人的生活造成影響:牛扒不會變輕、我們也不會變瘦。使用宇宙通行的基本常數去定義各度量衡單位,是科學文明的一大進步。因為科學研究,應建基於客觀的、可重複的實驗結果之上。
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Sources:
http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a254669.pdf
https://fas.org/nuke/cochran/nuc_01009302a_112b.pdf
http://users.physics.harvard.edu/~wilson/publications/pp747/techa_cor.htm
https://serc.berkeley.edu/field-trip-to-the-worlds-most-contaminated-site/
http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/33/011/33011239.pdf
https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(16)00019-7
https://www.huffingtonpost.ca/samira-goetschel/ozersk-city-40-russia_b_9857470.html?guccounter=2
https://www.independent.co.uk/news/world/europe/the-worlds-worst-radiation-hotspot-1784502.html
Music:
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Channel Description:
Animated documentary-style videos on extraordinary Asian events.
Credits:
Kento Bento — Researcher, writer, narrator, audio editor, video editor, motion graphics & art director
Charlie Rodriguez — Illustrator
Isambard Dexter — Research assistant
Nina Bento — Cheerleader
Video Title: How This Lake in Northwest Asia Got Deadlier Than Chernobyl
"Central Russia, 1957. Villagers near the Southern Ural mountains were scared. They were terrified. Men claiming to be from the government had appeared out of nowhere ordering people to leave their homes. Without warning, they started burying crops, and slaughtering their livestock. The villagers were in shock and they were confused. What was going on?..."
Talking Points:
- Hiroshima & Nagasaki Atomic Bombings
- The Soviet Union's early nuclear history
- Joseph Stalin
- Nuclear Arms Race
- Nuclear weapons development
- Mayak (Russia's first plutonium plant)
- Chelyabinsk
- Secret City of Chelyabinsk-40 or City 40
- Lake Kyzyltash
- Russian and US closed cities
- Hanford Nuclear Plant
- Secret City of Richland, Washington
- Soviet spy rings
- Manhattan Project
- Techa River
- Lake Irtyash (Plutonium Lake or The Lake of Death)
- Lake Karachay (Lake Karachai, Карача́й)
- Nuclear accident
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