关于福岛核电站泄露的放射性物质

以下均为网上搜集资料整理所得，不保证其100%正确

众所周知，福岛核电站是沸水反应堆，²³⁵U是它的核原料，它的半衰期约为7亿年[1]。²³⁵U裂变的放射性产物主要是¹³¹I、⁹⁰Sr同¹³⁷Cs，另有惰性气体⁸⁷Kr同¹³³Xe，此外还有¹²³I、¹³²I、¹³³I、⁸⁷Br、¹³⁵Xe、¹³⁸Xe、⁸⁸Kr等上百种。

如果有其他目的的话，那么借用慢化后的中子轰击²³⁸U，可以得到²³⁹Pu。而²³⁹Pu最重要的应用就是核武器。

¹³¹I的半衰期是8.02天[2]，对人体的有效半减期为7.6天，在人体内的最大容许积存量为1.8x10⁶ Bq [3]。¹³¹I在放射性工作场所空气中和露天水源中的最大容许浓度分别为0.33 Bq/L和22 Bq/L。¹³¹I是β-衰变核素，发射β-和γ射线，β-射线最大能量为0.6065兆电子伏，主要γ射线能量为0.364兆电子伏。碘(I)多以化合物形态存在，碘化物易溶于水，且易被人体吸引并积于甲状腺。¹³¹I衰变时将释放β-射线，其在甲状腺组织内的作用射程为2mm，可破坏甲状腺上皮细胞。

⁹⁰Sr的半衰期是28.5(29.1?)年，对人体的有效半减期约为16年，在人体中的最大容许积存量为7.4x10⁴ Bq。⁹⁰Sr属高毒性核素，主要积集在骨骼内并很难排出。⁹⁰Sr在放射性工作场所空气中和露天水源中的最大容许浓度分别为3.7x10^-2 Bq/L和2.6 Bq/L。⁹⁰Sr是纯β-衰变核素，β-射线的最大能量为0.546兆电子伏。⁹⁰Sr衰变子体⁹⁰Y也是β-衰变核素，β-射线的最大能量为2.288兆电子伏，半衰期为64.1小时。

¹³⁷Cs的半衰期是30.17年，生物半衰期140天，有效半衰期138天。铯(Cs)在空气中易氧化，遇水可爆炸，其氧化物可同空气中的水、二氧化碳等进一步发生各种化学变化，铯盐易溶于水。¹³⁷Cs是β-衰变核素，发射两种β-粒子，最大能量分别为0.51163兆电子伏(94.0%)和1.176兆电子伏(6.0%)。¹³⁷Cs发射0.51163兆电子伏的β-射线后，转变为¹³⁷Ba。¹³⁷Ba作同质异能跃迁衰变，其γ能量为0.662兆电子伏，半衰期为2.55分钟。

⁸⁷Kr的半衰期是76分钟[4]。

¹³³Xe的半衰期是5.29天。

其中，碘、锶、铯由于可被动植物吸收，并最后进入人体内，所以对人类的危害也最大。放射性物质对人体的核辐射危害，通常来讲，人体摄入量小于0.25 Gy[5]属于安全范围；摄入1 Gy的辐射会恶心欲吐，2~5 Gy会引起脱发、出血，导致造血系统、神经系统损伤，非正常生育乃至绝育；> 6 Gy很难存活，> 8 Gy死亡率达到100%。

以下是关于核幅射放射性的一些计量单位：

R，伦琴。伦琴是放射性物质产生的照射量的一个单位，英文代号为R。其定义是在0ºC，760 mmHg气压的1 cm³空气中造成1静电单位（3.3364×10⁻¹⁰库仑）正负离子的辐射强度等于1伦琴单位。伦琴单位不是国际单位，但在医学等方面还是很常用。与国际单位的换算是1伦琴单位=2.58x10^-4 C/kg（库仑/千克）。伦琴单位表示的是存在的辐射量，不等于生物组织的吸收情况。衡量后者使用的是辐射剂量，单位为雷姆或希沃特。1雷姆大致相当于人体全部吸收了1伦琴单位的辐射。

rem，雷姆。雷姆全称为人体伦琴当量，英文Röntgen equivalent man，符号为rem。为辐射剂量当量的单位，相当于一伦琴的X光射线或γ射线。
1 rem = 0.01 Sv = 10 mSv = 10000 μSv

Sv，希沃特。希沃特是一个由于人类健康安全防护上的需要而确定的具有专门名称的国际单位制导出单位，英文Sievert，缩写Sv。为物理量计量当量(H)、周围计量当量、定向计量当量、个人剂量当量的单位，用来衡量辐射对生物组织的影响程度。计量当量的定义为：在要研究的组织中，某处的吸收剂量D、品质因数Q和其他一切修正因数N的乘积，H=DQN。具体的生物组织伤害不只取决于能量密度，也和不同的辐射来源、不同生物，或同一生物的不同部分有关。在计算的时候，要考虑进两个额外因子Q和N，然后逐类按质量(dm)积分计算。
1 Sv = 100 rem
希沃特是一个很大的单位，较常用的是较小的毫希沃特(mSv)。一毫希沃特等于一千分之一希沃特。典型的胸肺X光检查中得到有效剂量为0.05 mSv。

Gy，戈瑞。戈瑞是一个国际单位制导出单位，英文Gray，是物理量电离辐射能量吸收剂量（简称吸收剂量，Absorbed dose）的标准单位。Gy是用于衡量由电离辐射导致的能量吸收剂量的物理单位，它描述了单位质量物体吸收电离辐射能量的大小。仅在描述X射线、γ射线、β射线的辐射剂量时，戈瑞和另一个单位希沃特是等价的，因为这几种辐射的辐射权重因数都是1。二者单位相同，但戈瑞在实际应用中用于描述辐射吸收剂量（Absorbed dose）的大小，希沃特则描述当量剂量（Equivalent dose）。

不管是Sv还是Gy，它的国际标准单位都是m²/s²。而对人体的最终伤害，则要正比于体重kg，正比甚至指数倍比于辐射时间，以及加上不同射线类型和不同身体组织的相关权重D、Q、N。这里需要注意的是，Sv和Gy的标准单位的时间是秒(s)，而我们现实中的时间通常是小时或者天，一小时就等于3600秒，即需要在我们通常所看到的mSv或mGy的基础上再乘以3600，也就相当于不仅抵消了毫(m)这一千分之一的数量级，而且还要再乘以3.6的系数。这样一天下来，系数就变成了3.6 x 24 = 86.4。

现在，我们再想一想，0.05 mSv这一典型的胸肺X光检查以及0.25 Gy的人体安全摄入范围，时间、时间、时间、时间的累积……在时间的累积之下，在86.4x10³的放大之后，任何微小的误差都将带来巨大的伤害……可是，现在公布的各种数据之中……

辐射对人体的伤害不是简单的倍数，而是随着辐射剂量与时间的指数放大……

[5] Gy：核辐射剂量国际单位，每1千克受照物质吸收1焦耳核辐射能时，其核辐射剂量称为1戈瑞。