輻射造成的身體危害


國泰綜合醫院 放射腫瘤科 雷 德 醫師/ 彭秋萍 醫學物理師/ 吳錦榕 主任

2011 十一月 24

日本福島第一核電廠的核輻射問題對人們的影響,超過了地震和海嘯。日本福島縣宣佈對全縣533個避難者進行核輻射狀況檢查,將核電廠週邊疏散半徑由20公里擴展到30公里。福島第一核電廠1-4號機組都發生散氫氣爆炸,東京地區檢測到放射性物質輻射量一度超過標準,日本正採取一切措施,緩解事故的影響。核電廠事故引起的傷害及影響,往往在事後才會顯現,除非在核子反應爐附近遭受大量的輻射曝露,一般受污染者不會當場死亡。不同於其他災害,被輻射污染與否,需經特殊檢查才能確定,除非曝露在高強度輻射環境中,否則當下不會有自覺症狀或不適。

輻射曝露的來源可分為背景輻射、職業曝露、醫療曝露和緊急曝露等。背景輻射包括宇宙射線、天然放射性物質、體內組織中的放射性物質、核子試爆或其他原因而造成的落塵。職業曝露是指從事輻射相關的作業人員所受的輻射,醫療曝露是指病人或醫護人員在醫療過程中所受的輻射,緊急曝露則是指在緊急事故時為搶救或維修工作的自願性曝露。這裡談論的輻射是指游離輻射,即是直接或間接使物質產生游離作用之電磁波或粒子輻射,其測量單位為雷得(rad)和侖目(rem),屬舊制,新制改為格雷(Gray,Gy)和西弗(Sievert,Sv)。

1 Gy=100rad,1Sv=100rem,1Sv=1000mSv(毫西弗)。西弗和侖目為等效劑量,描述不同的輻射對人體不同的影響,是監管機構為了控制輻射釋放與曝露所使用的單位。

不同種類的游離輻射對人體的作用不同。當輻射線進入人體,可直接傷害DNA,或引發組織中的原子離子化,造成人體重要化學鍵的斷裂。傷害的程度取決於所接受的輻射劑量、輻射種類、累積到該輻射量所經過的時間(劑量率)。游離輻射傷害可歸納為二大類,身體細胞的傷害和遺傳效應。

輻射對身體細胞傷害的急性系統性臨床表徵統稱輻射病(radiation sickness),呈現的各種症狀則稱為急性輻射徵候群(acute radiation syndrome),分別有前驅期、潛伏期、發病期。前驅期以胃腸不適為主,如食慾不振、噁心、嘔吐、腹瀉等。潛伏期的時間則與所受之輻射劑量成反比。發病期的各種表徵,除了瞬間大劑量的曝露所引發的腦部和心臟血管傷害外,其他均與造血系統和腸道上皮細胞傷害有關。

游離輻射對身體細胞的傷害通常取決於輻射劑量,具體而言,當短時輻射量低於100毫西弗時,對人體沒有危害。如果超過100毫西弗,會對人體造成危害;100到500毫西弗時,人們不會有感覺,但血液中白血球數目減少;1000到2000毫西弗時,可導致輕微的輻射病,如疲勞、噁心、嘔吐、食慾不振;2000到6000毫西弗時,導致骨髓破壞,造血功能障礙,有內出血與感染的危險,施予輸血和抗生素,存活率很高;6000到10000毫西弗時,骨髓嚴重破壞,會在兩個月內死於感染和出血;10000到20000毫西弗時,腸道上皮細胞組織被破壞,呈現發燒、脫水、營養不良、敗血症,會在兩週內死亡。

除了急性效應外,游離輻射線亦可引發慢性傷害。對胚胎的影響,在受孕初期可導致死胎或畸胎;提早老化,縮短壽命;癌病發生,如皮膚癌、白血病、甲狀腺癌、骨癌、肺癌等,但潛伏期長短不一,可長達數十年;白內障,當累積輻射劑量超過100雷得(rad)時,產生白內障的機會增加。游離輻射線亦可引發基因突變和染色體變異,可能產生畸形風險。但根據日本原子彈事故生還者後代的研究報告,除了後代男女比例差異外,流產、死胎、先天性缺陷、年幼死亡等均與父母親的輻射曝露沒有直接關係。

自1985年侖琴發現X光射線後,游離輻射線在醫學領域包括診斷和治療的應用隨着篷勃發展。隨後核子分裂理論的應用,無論軍事用途的核子武器或和平用途的核能發電均不斷的增長,加上民眾對游離輻射線可能造成的傷害深存疑慮,迫使國際或國家成立專屬單位負責管理和制定輻射允許劑量指引。例如1928年成立的International Commission on  Radiological Protection(ICRP)、1959年美國的Federal Radiation Council(FRC)和我國的原子能委員會(AEC)等,為輻射能安全使用把關。根據我國的游離輻射防護安全標準第12條規定,一般民眾每年有效劑量不得超過1毫西弗;眼球水晶體之等價劑量不得超過15毫西弗;皮膚之等價劑量不得超過50毫西弗。