近日，最新一期英國《科學報告》雜志發表了日本研究人員的最新發現，在福島核電廠核泄漏事故后，生活在關東地區北部蒼鷹的繁殖成功率正在下降，顯示出放射性污染物對生態環境的巨大影響。
由于公眾對核技術知之甚少，提起“核”，人們最先想到的就是核輻射、核泄漏這些低概率的“核事故”帶給人類的危害，對“核”的認識也一直都是兩個詞：一是恐怖，二是神秘。
“其實核技術與人類的生產生活息息相關，在工農業、醫療、地質等領域業績非凡。”理論物理學博士、河北師范大學副教授郭志輝說。
一面是無處不在的“核輻射”，一面是業績非凡的“核技術”，讓我們跟隨專家，追尋“核”與你我的關系。
業績非凡的“核技術”
“了解核技術，首先要知道什么是放射性。”郭志輝指出，核技術的“核”指的就是化學元素的原子核，原子核由質子和中子兩種粒子構成。有一些元素的原子核不穩定，可以輻射出很高能量的質子、中子、電子或者光子等等，這些粒子可能脫離原子核而放射出去，從而形成我們熟知的各種射線，如α射線、β射線、x射線、γ射線等，這就是“放射性”。
郭志輝介紹，放射性射線能夠穿透普通光線所不能穿透的某些材料，并且與被輻射物質發生物理、化學或生物效應。
醫學領域是放射性藥物與核技術應用中最重要、最活躍的領域之一。在發達國家中，放射性診療在整個衛生支出中占10%以上。
人們研制了放射性藥物，進行“放射性示蹤”。郭志輝解釋，“放射性示蹤”，其實就是我們經常在醫院聽到的“造影”。由于任何一種放射性核素從不穩定到穩定都要經歷一個衰變期，不同核素衰變類型不同，有特定的半衰期和衰變能量，因此對于放射性的檢測和追蹤也較為容易。“X光機、CT、γ相機等醫學設施都使用了‘放射性示蹤’。”
“我們在醫院做胃部造影時，喝下的硫酸鋇就屬于放射性藥物，它在胃部聚集，通過X射線檢測就可以判斷胃部是否存在病變。此外，進行CT檢查前也會服用放射性藥品。”郭志輝說。
“放射性示蹤”在工業上的應用也很廣泛。據介紹，應用放射性核素硫—35做成示蹤劑，注入油井，打一些檢測井進行檢測，就可以知道地下的油水分布情況。
此外，在考古領域，應用放射性核素碳—14測年;在食品工業領域，利用輻照技術為食品保藏與滅菌等，都已經非常普遍。
無處不在的“核輻射”
“應用廣泛、業績非凡也意味著核輻射的無處不在。”河北省國防科技工業局(河北省核事故應急辦公室)專家周海煥介紹，輻射是一種自然現象，自古以來，人每時每刻都生活在天然輻射的照射中。
據了解，天然輻射的第一類來源是宇宙外層空間發射的α、γ等高能射線，第二類來源是土壤、巖石中含有的鈾、釷等放射性物質。這些天然輻射被稱為本底輻射。此外，人還自覺地接受著額外的人工輻射，比如坐飛機、去醫院做CT檢查等。
不僅如此，人體本身也是輻射源，人體內部都有天然性放射性元素鉀—40，放射β、γ射線，這些射線一半被人體吸收，一半向外輻射。
周海煥介紹，輻射劑量的單位是希沃特(有效輻射當量劑量的單位，記作Sv)，每千克人體組織吸收1焦耳能量記為1希沃特。
有數據顯示，地球上每人每年平均受到天然輻射的劑量約2.4毫希沃特(1希沃特=1000毫希沃特)，受人工放射性核素影響的輻射劑量為0.01毫希沃特。乘飛機每小時輻射量為0.005毫希沃特;每次X光檢查的輻射量為0.2—2毫希沃特。如果做胃部造影，喝下硫酸鋇后進行透射，所受的輻射劑量為5到15毫希沃特。
“只有過量的輻射才會對人體造成傷害。”周海煥介紹，輻射對人體的傷害主要有兩種：一種是對人本體的傷害，比如高強輻射會造成血液病變、皮膚燒傷和致死等;另一種是輻射會造成人的遺傳基因發生變異，影響下一代健康。
據了解，人體一次受到250毫希沃特以下的核輻射照射不會發生損傷;當劑量在250到500毫希沃特時，可能引起血液變化，但無嚴重傷害;當劑量超過4000毫希沃特，在沒有醫學監護的情況下，有50%的死亡率;超過6000毫希沃特時，則可能致命。
那么，如何有效地防止有害輻射?周海煥介紹，在防止輻射方面，應該區分外照射和內照射。
所謂外照射是指放射性核素在生物體外，使生物受到來自外部射線的照射。對此，可以采取的措施有：加大人與放射源的距離、縮短在放射性區域停留時間、采用屏蔽技術等，常用的屏蔽材料有混凝土、鐵、鉛。內照射是指放射性物質進入人體內產生的照射，要減少內照射需要盡量不讓放射性物質進入體內，如進入放射性工作區穿特制的連體服，強放射性物質的操作要在熱室中進行等。
周海煥介紹，雖然核輻射處處存在，但實際上國內外所發生的放射性傷害，主要是急性的放射性事故。比如放射源被盜、丟失，輻照設備操作失誤等。
安全高效的“核電廠”
除了核輻射，核能是人類應用核技術的另一個重點領域。
郭志輝介紹，核能俗稱原子能，它是原子核里的核子(中子或質子)重新分配和組合時釋放出來的能量，一類是裂變能，一類是聚變能，兩種類型都會帶來巨大的威力。
核能是目前能取代化石燃料的高效、清潔的能源之一。據介紹，1公斤鈾核裂變釋放的能量，約等于2700噸標準煤燃燒所放出的化學能，核聚變釋放的能量更巨大。
雖然核能效率很高，但人們對核電廠的安全更為關心。
“核燃料鈾化合物在鏈式裂變釋放熱量的同時，會伴隨著中子和α、β和γ射線。”周海煥指出，為了避免輻射傷害，核電廠的關鍵部位核反應堆內外都建有多重保障系統，包括核燃料元件的包殼、壓力容器和安全殼等。
首先是包殼。周海煥說，核燃料被制成顆粒狀，封閉填充在包殼內，構成燃料棒。包殼材料要求耐高溫高壓、耐腐蝕，破損率萬分之一。
其次是壓力容器。燃料棒密閉后按一定規律排列在一起，構成燃料組件，放在壓力容器內。“壓力容器是反應堆的心臟，要求強度大、抗腐蝕，保證絕對沒有裂縫和泄漏。”
第三重保障體系就是安全殼。保證反應堆在一個密閉的體系里運行，安全殼要求能耐3—4個大氣壓，能承受颶風、地震和來自內部或外部飛射物與飛機墜落的襲擊。
此外，核反應堆內還設有空氣凈化、噴淋水和消除氫氣等系統，能夠防止氫氣爆炸、阻止放射性核素外放，減少對環境的影響。
周海煥介紹，核電站對放射性的檢測是非常嚴格的，在核電廠內裝有許多監測頭，在核電廠外的幾千米甚至幾十千米范圍內，也設有許多輻射監測點。此外，還有檢測車、監測船和飛機航測做流動巡回檢測，取樣分析空氣、水、土壤中的放射性濃度，以及糧食、牛奶和海產品中的放射性水平。
輻射是一種自然現象，人每時每刻都生活在天然輻射的照射中
“可以說沒有什么物質能夠像放射性一樣被靈敏地捕捉。放射性一旦超標，儀器會自動報警。”周海煥說。
根據對現有核電站的監測，核電站周圍增加的核輻射劑量只在幾個微希沃特(1毫希沃特=1000微希沃特)水平，不到天然本底輻射的百分之一。比如中國秦山核電站對周邊環境的輻射劑量率小于10微希沃特/年，而秦山地區天然本底輻射為2.4毫希沃特/年。
至于核廢料的處置，“低中放射性廢料已經有比較完善的處理方法。”周海煥指出，要認真對付的是那些包含有長壽命核素(如镎—237，钚—239等，半衰期長達數十萬年)的放射性強度高、毒性大的高放廢液。這些廢物，可以采取玻璃固化或陶瓷固化的形式，固化后封裝在非常耐腐蝕的高級合金鋼制成的容器內，運到高放廢物處置庫。
“根據現有的科學研究結論，天然輻射、醫療輻射和核工業廠礦、正常運行的核電廠的輻射照射，對人體的健康是不會有影響的。”周海煥說，采取有效措施，可以做到安全、無害的開發利用核科學技術，持久地為人類造福。