人们对放射性几乎有着先天的恐惧。放射性不仅是潜藏的威胁,也是潜藏的攻击。基因悄无声息地变异,直到10年或20年后,当癌变最终发生,它才显露出来。
放射性是原子核的爆炸,最有名的放射性原子有:铀、钚、碳同位素、锶90,还有更新近的钋210,曾被用来谋害俄罗斯反情报官员利特维连科(Alexander Litvinenko)。
辐射是指核爆炸后飞出的碎片。和手榴弹一样,造成伤害的正是爆炸的碎片。它们就仿佛榴霰弹、弹片和子弹,以巨大的速度飞溅出来,有时甚至接近或等于光速(如伽玛射线,本身就是光子)。这些碎片穿进你的身体,撕裂你的分子。如果足够多的细胞被杀死,你也会很快死去。小一些的伤害也将引发癌变。
致癌辐射剂量
我们用单位雷姆(rem)来度量辐射对人体的伤害剂量。【rem即人体伦琴当量,Röntgen equivalent man,这个单位现在被西弗(Sv)取代了:1Sv= 100rem。】如果你遭受的全身剂量为100雷姆,可能不会有什么感觉。你的身体会修复大部分伤害,不会让你得病。若遭到200雷姆的打击,你就会生病,那种病叫辐射中毒或辐射病。你的头发会脱落,你会感到恶心、疲倦。如果你认识做辐射治疗的人(通常是为了杀死癌细胞),就见过这些症状。恶心的部分原因是,你的生理系统在劳碌地修复辐射的伤害,占用了其他剧烈活动(如消化)的能量。
当剂量超过200雷姆,你可能会死。超过300雷姆时,你暴露在辐射下的死亡几率将超过50%,除非你得到输血和其他强化治疗。因为这个理由,300雷姆就是半数致死剂量(LD50)。暴露在1000雷姆的辐射下,几个小时就会让你失去活动能力。在如此高的辐射水平下,医疗手段可能也无能为力了。
关于这些事实,我们可以记住一句话:几百雷姆真要命。
不过,100雷姆以下不会引起任何症状。所以,我们说辐射有“阈值”效应。阈值高是因为你的身体强健。它可以应对部分损伤,甚至能修复其中的大部分而不影响身体的正常功能。低剂量尽管可能最终增大癌变的风险(很多年以后),也不会被人注意;我们等会儿再谈。多数疾病都有阈值效应。如果你的身体能识别某种病毒,并在它繁殖之前将其杀死,你就不会患感冒了。
认识辐射阈值的存在是非常重要的。假定担心恐怖分子用脏弹(一种放射性武器)来攻击,如果辐射扩散很广,那么它对任何暴露的人的剂量都将减小到阈值以下。这意味着如果它以这种方式扩散,现场就不会死人;实际上可能连病人也没有。有些恐怖分子就因为这一点而对脏弹的想法感到失望。基地组织大概也正因为这个,才要它在美国的特务帕迪拉放弃制造脏弹的请求,转而考虑用天然气炸毁公寓大楼。
有些癌症患者害怕辐射,躲避放射性治疗,那是没道理的。怕辐射的应该是他们的癌细胞。在辐射面前,癌细胞比正常细胞还软弱,大概是因为它们把所有新陈代谢的能量都用来无限繁殖,而无力去修复伤害。也因为这一点,治疗癌症的最有效方法之一就是在患者能承受的范围内尽量多地施以辐射。
1雷姆的剂量需要多少辐射呢?我们考虑伽玛射线,这种辐射穿透能力很强,而且也是核武器、辐射尘埃、脏弹和核反应堆事故致死的主要祸根。你可以将伽玛射线看做能量极高的X射线。为得到1雷姆的辐射,你需要将身体暴露在10万亿伽玛射线之下!这个数字确实很大。如果告诉你切尔诺贝利的消防队员经历的伽玛射线比它还多几百倍(大于1015),你大概会更惊讶。难怪他们都得辐射病死了。
我们体内都有碳,就因为它,我们身体大约每分钟经历120 000次核衰变,每次衰变释放高能电子(贝塔射线),损害周围的细胞。但即使这样自我暴露一年,也不到1/1000雷姆。重要的是要认识,即使真正的强辐射会致命,低水平的辐射却是自然环境的一部分。除去所有人工核源,美国人每年平均暴露在大约0.2雷姆的自然辐射下。
辐射与癌症
人在成年后,DNA中的一系列特殊基因会告诉细胞停止分裂,所以不再生长了。只有为着某些特殊的目的,分裂才会重新开始——例如在你需要愈合伤口或更新血液的时候。