日本輻射外洩，會影響我們嗎？

撰文∕李名揚

　　今年3月11日日本大地震所引發的海嘯，造成福島第一核電廠發生嚴重事故，大量輻射物質釋放到外界，使得日本政府強制疏散距電廠20公里以內的居民。台灣與日本同處東亞，「輻射物質是否可能飄到台灣」這個問題，迅速取代了對地震、海嘯的恐懼，成為許多人關心的議題。

何謂輻射？ 

　　許多人聞「輻射」而色變，嚴格來說，這裡的「輻射」指的是「游離輻射」，是一種強度足以使原子游離為電子及正離子的能量；能量不足以使原子游離的，則為「非游離輻射」。在電磁波中，波長較短的X射線及γ射線為游離輻射，其餘皆為非游離輻射。另外，以超高速前進的高能粒子也是游離輻射。游離輻射會對人體造成傷害，主要是因為其能量有機會打斷遺傳物質DNA分子中的鍵結，而使細胞受到損傷。

　　日本核災造成污染的不是輻射本身，而是「會發出輻射的物質」，也就是放射性核種。放射性核種是不穩定的原子，會放出游離輻射並衰變成另一種原子。隨著越來越多原子衰變了，剩下的放射性核種數量減少，輻射強度也就越來越弱。放射性核種發出的強度減少到只有剛開始的一半所需要的時間，稱為「半衰期」，每種放射性核種皆有其固定的半衰期，半衰期越短，輻射強度衰減越快，可能造成危害的時間就越短。

　　放射性核種發出的輻射主要為α、β、γ三種射線，皆可能對人體造成傷害。輻射的單位（活度）為「貝克」，一貝克就是每秒有一個原子發生衰變。

　　不同核種放出的輻射種類及能量不同，即使活度相同，對物質造成的破壞程度也可能不一樣。因此要計算輻射會對物質造成多大破壞，得看該物質會吸收多少輻射能量，這種吸收劑量的單位為戈雷，一戈雷就是一公斤物質會吸收一焦耳能量。然而輻射有α、β、γ、X射線、高能質子、高能中子等，人體組織吸收不同輻射所受到的傷害不一樣，不同部位對輻射的敏感度也不相同，因此人體承受的輻射劑量以「有效劑量」來表示，單位為西弗。若是β、γ、X射線照射到全身，人體各組織的吸收劑量平均之後，一西弗大約為一戈雷（其他種類輻射造成的有效劑量需經過換算）。

輻射的傷害力 

　　核電廠的發電原理是以中子撞擊鈾235或鈽239等放射性元素，造成核分裂並放出熱能，將水加熱為蒸汽以推動汽機發電。核分裂的過程非常複雜且多元，福島第一核電廠的一、二號機是以中子撞擊鈾235，會產生許多半衰期僅幾分鐘甚至不到一秒鐘的「短命核種」，以及一些非常少量、幾乎測量不到的核種；但是也會產生如碘131、銫134、銫137及鍶90等半衰期較長且產量較大的核種，它們也是這次福島核災主要的外洩物。福島附近也偵測到少量鈽239，可能是福島第一核電廠三號機的燃料，但也可能是其他機組燃料中的鈾238吸收一個中子所形成。

　　這些外洩的放射性核種會以三種形式存在於環境中：飄浮在空氣中的輻射塵、黏附在地表或牆壁的輻射塵，以及落在土壤或水中、被植物吸收、動物攝食而進入食物鏈的輻射塵。然而它們的傷害力究竟有多強呢？

　　我們首先應該知道，照射到地球的宇宙射線就是輻射，自然界中有許多物質也會發出輻射：植物中有天然存在的鉀40，很多岩石、土壤及建材會釋放出氡222，菸草中含有釙210…，輻射可說是無所不在。以台灣而言，各地的天然背景輻射劑量通常為每小時0.04~0.1微西弗，原子能委員會訂定各地的輻射劑量只要在每小時0.2微西弗以下，都屬正常範圍，我們一年大約會自然接受到1.6毫西弗的天然背景輻射。世界上有些地區的天然背景輻射值很高，例如中國廣東陽江市為一年6~6.5毫西弗，印度喀拉拉邦高達5~15毫西弗，這些地區居民的罹癌率並沒有比較高。

　　以人為活動而言，若照一張胸部X光片，大約等於接受了0.02毫西弗的輻射劑量；搭乘飛機因處高空，會接受較強的宇宙射線，從台北到美國西岸一趟大約是0.09毫西弗；而若一天抽一包半香菸，一年相當於接受了13毫西弗。根據國際原子能總署訂定的「游離輻射基本安全標準」，一般民眾一年接受的輻射劑量（不含天然背景輻射）不應超過1毫西弗，核能相關工作人員一年不能超過50毫西弗、五年累積不能超過100毫西弗。

　　至於輻射對人體健康的影響，長庚大學醫學影像暨放射科學系教授董傳中指出，根據醫學統計，人體在短時間內接受輻射劑量若在500毫西弗以下，並沒有顯著的臨床效應，到了1000毫西弗以上就會出現急性症狀，超過6000毫西弗的話，大多數人短期內便會死亡。

　　以上是短時間內接受高劑量輻射的結果，若是低劑量但長期照射，當累積到1000毫西弗，會有大約5%的機率發生嚴重癌症，0.2%的機率產生嚴重遺傳效應（生出突變的下一代）。如果以這個數值進行線性推估，則當人體接受的輻射劑量累積到20毫西弗時，大約有0.1%的機率因而發生癌症，0.004%的機率產生遺傳效應。

　　不過董傳中強調，這些數據是追當年日本受到原子彈轟炸時，接受高劑量輻射的倖存者所得到的結果，再線性推估低劑量輻射的可能效應，只能稱為保守性的「風險評估」。有些科學家並不贊成這種線性推估，認為高估了低劑量輻射所造成的傷害。

從日本到台灣 

　　這次日本核災，福島第一核電廠廠區內的輻射劑量最高曾飆升到每小時400毫西弗，是當地背景值（約為每小時0.05微西弗）的800萬倍。不過日本政府在此之前就已經強制疏散距廠區20公里以內的居民，並設置許多監測點來監測疏散區以外的區域。受到地面風向及降雨影響，各監測點測量到的數值差異甚大，日本政府根據監測結果估計，在疏散區西北方約500平方公里的範圍，在一年內的累積劑量將可能超過20毫西弗，目前考慮這些區域也要強制疏散。

　　至於台灣，在中國、香港陸續於3月29日偵測到放射性核種碘131之後，原能會也在3月31日測到了，其中北部和南部地區空氣中的碘131濃度分別是每立方公尺0.0002貝克及0.00006貝克，4月1日又在南部測到每立方公尺0.0009貝克。以其中最高的0.0009貝克來換算，南部地區的民眾一年約增加0.045微西弗的有效劑量，相當於照了0.0023張胸部X光片。

　　來到台灣的輻射塵，也可能沉降到農作物表面而被我們吃下。事實上，原能會也確實在北部地區的植物葉片表面偵測到沉降的碘131，濃度為每公斤1.3~4.88貝克，遠低於我國的限量標準每公斤300貝克，也遠低於同一批植物葉片上天然存在的鉀40的量測值（每公斤140貝克），而且這些植物表面的輻射塵只要以水洗即可清除。原能會評估，若正常食用受到這種程度污染的葉菜類一年，將吸收4微西弗有效劑量，相當於照0.2張胸部X光片。

【本文轉載自《科學人雜誌》2011年5月號】