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可以先認識輻射,再談反核嗎?
2018/11/09 21:56:08瀏覽267|回應0|推薦2

可以先認識輻射,再談反核嗎?


《序》

  不好意思,小弟是鍵盤放射師,聽完劉黎兒的(2016.03.05)反核演講有感而發。

  反核的理論都圍繞在核電廠事故無法處理、核廢料無法處理、輻射很危險,並且以此為前提去延伸出後續的推論,藉此正當化反核的必要性,可惜假設是錯的,後續的推論當然也不會正確,這樣散播恐懼,並沒有讓台灣更安全。

  反核演講雖然講得出貝克、西弗這些劑量單位,卻在本質上就不瞭解什麼是輻射,對於輻射的物理性質、生物效應,可以說完全不懂,如果一開始就因為自身恐懼,而到處尋找文章支持自己的反核論點,有失客觀。

  如果在核電廠參觀一圈,在期刊上面看幾篇文章,就能成為核能專家的話,人人都是核能專家,對於學術知識的態度不應如此。

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《放射物理學》

  人類自1895年發現輻射之後,對於輻射的物理效應進行大量研究,完全有能力阻擋輻射、控制其路徑與分布,農產品藉由輻射照射延長保存期限,火災偵煙器也使用鋂–241探測煙霧,癌症治療透過精準的定位,直接用輻射殺死癌細胞,這些便利的生活應用,都來自徹底的研究與瞭解,輻射在一般人眼中是神秘未知的東西,在專家眼中卻像瓦斯爐上的火焰,完全可以控制。

  任何物質皆可阻擋輻射,阻擋效益與電子密度有關,包括較厚重的衣物、痠痛貼布、飾品、人體本身也會阻擋輻射,因此X光檢查都要求病患穿著輕便,肥胖的病人甚至要提高輻射劑量與能量,才有辦法穿透肥肉進行檢查,金屬物品因為較高的電子密度,而有很強的輻射阻擋效果,與一般大眾認為輻射無限穿透且難以阻擋的概念,有很大的差距。

  低能量的輻射為直線前進,不會轉彎,會造成電子游離,電子的能量若足夠,會產生二次輻射,高能量的輻射則會產生散射,每次散射都會衰減能量,1MeV以上的高能輻射會形成微量反物質,透過迴旋加速器加速質子(10MeV~30MeV)撞擊特定元素,則可以產生相對應的放射核種,產生的核種被應用於核子醫學檢查。

  癌症治療的輻射線是由粒子加速器打出,根據設備與治療計畫的不同,能量在6MeV到20MeV之間,屬於高能輻射,穿透力是核廢料的10倍以上,在設計適當的屏蔽之後,也能讓周圍的工作環境輻射劑量降低到背景值,如果民眾都敢住在醫學中心附近,甚至常常到醫學中心裡面看診,對於核廢料的輻射根本不需害怕。

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《輻射生物效應》

  輻射接觸細胞之後,會游離水分子形成OH自由基,若OH自由基剛好接觸到DNA會造成化學結構改變,是所謂的「間接傷害」,而輻射剛好直接命中DNA並且游離電子,造成DNA化學結構改變,則是「直接傷害」,如果很巧的OH自由基與輻射本身都沒有命中細胞DNA,則不會造成傷害。

  DNA是雙股螺旋結構,A-T、C-G為固定組合,可互相參考自動修復,人類基因組中大約有30億個鹼基對,每天每個細胞都有約500處DNA損傷需要修復,內生性損傷為細胞內部化學反應造成,外生性損傷則由紫外線與輻射線造成,DNA單鏈斷裂可以被完全修護,只有在雙鏈斷裂的情況才會出錯,因為錯誤的修補與結合而產生突變基因,而無法進行正確的細胞複製,或造成遺傳缺陷導致疾病。

  細胞週期分為G1(合成準備期)、S(DNA 合成期)、G2(分裂準備期)、M(分裂期),其中G2與M期對於輻射最敏感,因此快速分裂的細胞最容易遭受輻射傷害,細胞發現DNA受損會先嘗試修復,如果DNA破壞程度過大或該細胞已老化,則會觸發細胞凋亡過程。

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《自然背景輻射》

  地球上普通人接受的輻射劑量平均值為(2.4毫西弗/每年),其中氡為1.2毫西弗,宇宙射線為0.4毫西弗,地表背景輻射為0.5毫西弗,食物中攝入0.3毫西弗,地球生物演化40億年,對於輻射本來就存在一定抗性。

  根據國際輻射防護委員會ICRP 103號報告指出,100毫西弗以下的劑量(包括一次或多次)不會造成臨床上的功能損害,無論劑量高低皆有輻射傷害,是所謂線性無閥值假說,因為測得100毫西弗以上的吸收劑量有機率對人體造成傷害,而推測100毫西弗以下的劑量,即使終其一生無法觀測到輻射傷害,也「假設其傷害存在」,線性無閥值假說僅僅只是「假說」,在癌症治療的臨床觀察、相關研究報告中,並沒有數據可以佐證,在學術界是有爭議的。

  說到自然界中的輻射就必須提到香蕉等效劑量,1香蕉等效劑量為0.0778微西弗,因為香蕉含有大量的鉀元素,天然的鉀有0.0117%為帶有放射性的鉀40,鉀40半衰期長達12億5千萬年,因此每1公克天然鉀中,可測得31貝克輻射計數,每一根香蕉大約含有0.5克的鉀,因此每根香蕉大約可測得15貝克輻射計數,造成0.0778微西弗的吸收劑量,部分含鉀非常豐富的食物,如向日葵種子、蠶豆、馬鈴薯、巴西豆等,亦有人提出類似的等效劑量概念,但香蕉內的鉀會經由人體自然代謝而不會完全留在體內,所以實際上的劑量會比計算上更低。

照一次胸腔X光會吸收約0.01毫西弗的輻射,等於吃了128根香蕉。

搭飛機往返台北與美西一趟會吸收0.09毫西弗的宇宙輻射,等於吃了1156根香蕉。

日本東京背景輻射(0.031微西弗/時),等於1小時吃0.39根香蕉,一年吃3416根香蕉。

蘭嶼核廢料場背景輻射(0.043微西弗/時),等於1小時吃0.55根香蕉,一年吃4818根香蕉。

法國巴黎背景輻射(0.057微西弗/時),等於1小時吃0.73根香蕉,一年吃6394根香蕉。

台北背景輻射(0.058微西弗/時),等於1小時吃0.74根香蕉,一年吃6482根香蕉。

福島空港背景輻射(0.08微西弗/時),等於1小時吃1.02根香蕉,一年吃8935根香蕉。

英國倫敦背景輻射(0.093微西弗/時),等於1小時吃1.19根香蕉,一年吃10424根香蕉。

台灣原子能委員會建議每年吸收劑量低於1毫西弗,等於一年不要吃超過12853根香蕉。

福島第一核電站(0.14微西弗/時),等於1小時吃1.8根香蕉,一年吃15768根香蕉。

車諾比管制區檢查哨(0.16微西弗/時),等於1小時吃2根香蕉,一年吃17520根香蕉。

印度喀拉拉邦高原(15毫西弗/每年),等於一年吃19萬根香蕉。

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《燃煤與核廢料》

  是燃煤讓你每天吃輻射,因為自然界中普遍存在放射性元素,煤礦中的鈾、釷、鐳、釙、鉛,會透過燃燒釋放到空氣中,因此空氣汙染越嚴重的地區,背景輻射也越高,除了二氧化碳溫室效應,與直接吸入微量重金屬的污染之外,放射性的汙染也相對嚴重。

  核電廠除了興建之外,運作期間不會造成空氣汙染與輻射汙染,事後的放射性廢棄物也被妥善的保管,不會增加環境背景輻射,即使發生核災,經過整理之後,其放射性也是人類與生物可以接受的範圍,車諾比都開放觀光旅遊了,福島農作物也開始外銷了,核電廠一出事就完蛋的概念,可以理性的評估看看。

  核廢料完全是可以處理的東西,低階核廢料置放百年,經過多次的半衰期之後,放射性與普通廢棄物沒有差別,一個放越久越安全的東西,為什麼要去擔心它的保存期限?何況周圍的3層防水、80公分鋼筋混凝土、地下水監測系統、混凝土固化裝桶,只要保證百年內不外洩,未來更不須擔心。

  高階核廢料又稱未來燃料,就像吃剩的便當裡面還帶著飯粒,早期的反應爐無法把鈾燃料棒完整的用完,所以燃料棒用到一半就必須取出換新,而殘留高放射性的燃料棒就必須暫時封存,這些放射性會殘留數十萬年,但我們並不需要真的儲存它們這麼久,第四代反應爐、快中子增值反應堆、超臨界水反應爐都可以把燃料棒完整的用乾淨,因此用過的燃料棒就像珍貴的未來燃料一樣,許多國家都採用暫時儲存的方式,等待反應爐更新,就有數十年不需要再購買核燃料,直接使用高階核廢料發電。

  最後是核爆的問題,武器級核燃料的鈾235濃度90%,核電廠發電用的鈾235濃度3%,天然鈾礦的鈾235濃度0.7%,就算把全台灣的16000束廢棄燃料棒都集中起來,也無法產生核爆。

  不蓋儲存場,還是會有核廢料產生,目前乾式儲存場、高階核廢料儲存場、低階核廢料儲存場,都是經過專家評估的作法,如果執意不蓋儲存場,就是一個想丟垃圾卻沒有垃圾桶的概念,在核一核二核三的冷卻池內繼續囤積更多的高階核廢料,安全性沒有比較高。

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《結語》

  相信每個關心能源議題的人,都希望未來子孫有健康富足的環境,台灣晶圓代工與製造業用電量就是這麼高,縮減用電也意味著降低產能或需要更新設備、產業升級,就算今天真的可以節省用電量,也是先關閉火力發電廠,才會降低台灣的背景輻射與空氣汙染,正所謂冤有頭債有主,關錯電廠只會讓你吃更多輻射劑量,蘭嶼核廢料儲存場周圍的背景輻射比台北更低,也間接證明了燃燒比核廢料帶有更多放射性。

(核能+綠能)vs(火力+綠能)

  未來的局勢非常清楚,就是要在以上兩者二選一,如果對於輻射有足夠的認識,也評估過風險,仍然覺得核能是如此恐怖、無法接受,那麼就等於是間接的支持火力發電,因為綠能科技還不夠成熟的今天,需要有一種發電方式去度過空窗期,補足綠能的電力缺口,也許百年後的綠能科技可以達成非核無媒,可是今年是2016,到底要核能還是火力,值得三思。

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《1分鐘弄懂各種輻射單位》

KeV = 千電子伏特,描述粒子或光子能量的單位,一般X光檢查約使用40 KeV到120KeV之間,放射性同位素衰變產生的能量,根據核種的不同,大部分在30到300KeV之間,但也有少數會超過,像香菸內含有的Po-210就會產生5.4MeV的α粒子,相同種類的輻射裡面,能量越高穿透力越強。

MeV = 百萬電子伏特,描述粒子或光子能量的單位,可計算癌症治療的高能輻射,能量越高穿透力越強。

α粒子 = 兩個質子及兩個中子(不帶電子) = 氦原子核,一張紙即可阻擋,穿透力弱。

β粒子 = 帶有能量而脫離原子軌域高速移動的電子,可藉由磁力透鏡聚焦與轉向,穿透力弱,每2MeV穿透80公分的空氣,或每2MeV穿透1公分的水,能量越高穿透距離越長,被應用於治療皮膚癌與表淺腫瘤。

γ射線 = 波長在0.01奈米以下的電磁波,是手機訊號、微波、紅外線、可見光、紫外線的同類,但因為帶有較高能量,可造成電子游離,因此稱為可游離輻射。

Bq(貝克) = 同頻率單位 Hz,代表每秒偵測到的輻射計數,例如10貝克就是1秒裡面有10個輻射粒子被偵測到。

Sv(西弗) = (吸收劑量Gy)x(射質因數Q)x(組織加權因數N),用來評估輻射對生物組織的影響程度。

Gy(戈雷) = 1焦耳/公斤,輻射吸收劑量。

射質因數Q = 用來區別不同種類的輻射:

 光子,不論能量:Q = 1
 電子和μ子,不論能量:Q = 1
 中子
  能量< 10keV:Q = 5
  10keV <能量< 100keV:Q = 10
  100keV <能量< 2MeV:Q = 20
  2MeV <能量< 20MeV:Q = 10
  能量> 20MeV:Q = 5
 質子, 能量> 2MeV :Q = 5
 α粒子和其他核子:Q = 20

組織加權因數N = 衡量不同器官和生物體受影響的程度:

 骨髓、大腸、肺、胃:N = 0.12
 卵巢和睪丸:N = 0.08
 膀胱, 腦、乳房、腎臟、肝、肌肉、食道、胰腺、小腸、脾臟、甲狀腺、子宮:N = 0.05
 骨質、皮膚:N = 0.01
 病毒、細菌、原生動物:N ≈ 0.03 ~ 0.0003
 昆蟲:N ≈ 0.1 ~ 0.002
 軟體動物:N ≈ 0.06 ~ 0.006
 植物:N ≈ 2 ~ 0.02
 魚類:N ≈ 0.75 ~ 0.03
 兩棲動物:N ≈ 0.4 ~ 0.14
 爬行動物:N ≈ 1 ~ 0.075
 鳥類:N ≈ 0.6 ~ 0.15
 人類全身:N = 1

By.Weberkx3

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《參考資料》

人類健康需要多嚴的輻射劑量規範? - 財團法人核能資訊中心:
http://www.nicenter.org.tw/modules/tadbook2/view.php…

輻射對健康的影響- 行政院原子能委員會:
http://www.aec.gov.tw/…/%E8%BC%BB%E5%B0%84%E5%B0%8D%E5%81%A…

西弗Wiki百科:
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A5%BF%E5%BC%97

日本國家旅遊局
http://www.jnto.go.jp/eq/chc/04_recovery.htm

生物化學-DNA損傷與修復
http://doctor.get.com.tw/Learning/base-class/75.aspx

DNA-Wiki百科:
https://zh.wikipedia.org/…/%E8%84%B1%E6%B0%A7%E6%A0%B8%E7%B…




文章來源:

https://www.facebook.com/groups/294171667382837/permalink/770877073045625/
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