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輻射災害

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資料來源:減災規劃科       

輻射災害

壹、什麼是輻災?

輻射災害定義:因輻射源或輻射作業過程中,或因天然、人為等因素,產生輻射意外事故,造成人員輻射曝露之安全危害或環境污染者。共分為放射性物質意外事件、放射性物料管理及運送等意外事件、輻射彈爆炸事件、核子事故及境外核災5種。

一、放射性物質意外事件

我國目前使用放射性物質之機關(構)約有七百餘家,應用範圍包括醫、農、工、研等。對於各類放射性物質之使用,事前需經審查輻射作業場所安全及輻射防護計畫合格,始得安裝。安裝完竣後並應經檢查合格發照後,方得使用。輻射工作人員應接受原能會指定之訓練,並領有輻射安全証書或輻射防護執照,始得從事輻射作業。若發生人員接受劑量超過游離輻射防護安全標準之規定,或造成輻射工作場所以外地區,例如空氣中、污水下水道中所含放射性物質之濃度超過游離輻射防護安全標準規定之意外,即為放射性物質意外事件。

二、放射性物料管理及運送等意外事件

 放射性物料係指核子原料、核子燃料與放射性廢棄物,其管理可分為處理、貯存、運送與最終處置。在管理或運送上述放射性原料產生之污染或造成放射性物質外釋,足以產生輻射危害之意外,稱為放射性物料管理及運送等意外事件。

三、輻射彈爆炸事件

 輻射彈是一種裝有傳統炸藥及放射性物質的爆裂物,例如將傳統炸藥與癌症治療用鈷60混合做成輻射彈,引爆後,放射性物質會隨爆炸能量及風向四周散播,造成民眾與設施的污染;輻射彈散播的放射性物質不見得會造成立即性輻射傷害,但遭受污染者會憂慮致癌機率的增加,心理傷害遠比身體實質傷害大。

 

 

 

 

 四、核子事故

核子事故係指核子反應器設施發生緊急事故,且核子反應器設施內部之應變組織無法迅速排除事故成因及防止災害之擴大,而導致放射性物質外釋或有外釋之虞,足以引起輻射危害之事故。

五、境外核災

境外發生核子事故或核彈爆炸事故時,造成放射性物質外釋,經本會研判對我國產生影響或有影響之虞之事故。

    貳、對人的影響

一、什麼是輻射

輻射是一種具有能量的波或粒子。從字面上解釋,「輻射」含有能量從某個源頭(輻射源)向四面八方放射出去的意思。一般來說,我們將具有這種特性的電磁波(如無線電波、微波、可見光、X射線、加馬射線等),以及從放射性物質發射出來的微小粒子(如阿伐粒子、貝他粒子、中子等)都稱之為輻射。

 

我們依電磁波能量的高低分成游離輻射和非游離輻射兩類。其中游離輻射所具有的能量較高,如X射線與加馬射線。相反地,能量較低屬非游離輻射,如無線電波、微波、可見光、超音波等。

 

電子伏特(eV)是我們用於表示輻射能量的單位之一,以醫用電磁輻射為例,其能量通常大於104 eV,例如牙科X光照相的X光能量約6×104 eV,胸部X光檢查能量約在8×104 eV,都屬游離輻射。而能量低的屬於非游離輻射,例如我們常說的彩虹有7種色光,能量最低的是紅光,約有1.8 eV,能量最高的是紫光,約為4 eV。至於基地台或手機通訊電波,以及高壓電塔或變電箱所釋出的電磁輻射,能量非常非常的低。

   二、生活中的輻射

在我們生活的環境中有許多輻射,有來自於天然且早已存在的自然背景輻射,或稱為天然輻射,以及為了提升人類生活,應用在醫療、農業、工業與研究等方面的輻射裝置或所製造產生輻射的設備,稱為人造游離輻射。聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)於2000年的年報資料指出,我們生活中所接受到的輻射曝露來自於天然的約佔88.6%,人造游離輻射的部分約有11.4%。但近年來由於醫療方面應用的迅速發展,現今美國人民所接受來自醫療的人造游離輻射劑量已經與天然輻射劑量值相當,甚至超過。

 

(一)天然輻射

天然游離輻射產生於外太空,例如宇宙射線,也產生於周圍環境,例如包含於土壤、空氣、水和食物中,甚至於人體中都有的放射性核種。天然游離輻射的主要類型有γ射線,也有α粒子、β粒子、中子以及μ介子等。

外太空中充滿各種能量的游離輻射,有電磁波也有粒子,對於生活在地球表面上的生物,由於受到大氣層以及地球磁場的保護,會減少宇宙射線曝露與影響。但對於太空旅行或搭國際航班的乘客,將會受到比地表一般民眾較多的宇宙射線的照射。

地表環境的諸多放射性核種中,若從對人類所造成曝露劑量的百分比來看,我們主要關心的核種有鉀40以及釷232和鈾238衰變系列的子核種。鉀40會隨食物進入人體,也會藉由人體的代謝自動調節平衡,一個60公斤的成年人,約有4000貝克的鉀40含量。而釷232和鈾238U存於地殼土壤中,其衰變所產生的子核種中最受到關注的就是氡氣了。氡是一種放射性元素,目前全世界越來越注意氡的輻射防護與流行病學的研究。室內氡氣來源主要來自於土壤與建材中釷232和鈾238的一系列衰變,所以地質條件以及建材的選擇與使用方式的差異,都會影響室內氡氣的濃度。

 

(二)人造輻射

人造游離輻射的發現與發展雖只是近一百年間的事,但由於在醫療、工業、研究、國家安全以及環境保護方面,游離輻射提供了強大的助益,人造游離輻射的應用非常普遍。不管你熟悉或不熟悉,聽過或沒聽過,人造游離輻射與現代生活已經息息相關。

用於醫療方面,例如診斷用的X光攝影、電腦斷層掃描儀(CT)以及正子放射攝影(PET),治療用的X刀、γ刀、電腦斷層治療機以及建造中的質子癌症治療機;用於食品異物檢出或飲料業的液位計,工業界的輻射照射以及厚度計;科學園區用於檢驗用的X光機、X光繞射分析儀、離子佈植機及靜電消除器;在機場海關或重要設施用於安全檢查或查緝走私的X光安全檢查,環保方面用於污染源的遷移追蹤研究等,我們可以說現代生活時時都在利用輻射。

 三、輻射的防護

隨著游離輻射的應用發展,人們累積了一些受到過量輻射照射對人體產生危害的經驗,也逐步關心起游離輻射潛在的危害。所以為了防止游離輻射危害,維護人民的健康與安全,所有的輻射作業皆必須採行適當的輻射防護措施,減少人員接受輻射劑量以避免輻射的傷害。

 

游離輻射照射人體的過程稱為輻射曝露,輻射曝露有體外曝露與體內曝露二種。體外曝露是指游離輻射由體外照射身體的曝露,例如健康檢查的胸部x光檢查;體內曝露則是指由攝入體內的放射性物質所造成的曝露,例如吃入含有天然放射性物質或受放射性物質污染的食物。我們在採行輻射防護措施時也將從體外曝露與體內曝露分別考慮。

 

體外曝露防護

TSD原則交互運用,是體外曝露防護非常實用的方法,不論你面對的是X光機,或是放射性物質。T指的是時間(Time),意指縮短曝露時間;S指的是屏蔽(Shielding),使用適當屏蔽物質阻擋輻射;D指的是距離(Distance),儘量遠離輻射源。所以選擇適當的屏蔽物質,再以TSD原則搭配運用,就可以減少從體外照射人體的輻射劑量。

     四、輻射對健康的影響

游離輻射對人體健康的傷害分為機率效應與確定效應。確定效應指接受過量輻射照射,造成造成有害的組織反應,若接受的劑量增加,造成的傷害就會更嚴重。確定效應的實例有:睪丸與卵巢因輻射誘發的不孕,造血功能降低與血球細胞減少,皮膚紅斑脫皮等損傷,誘發水晶體混濁與視力減退或器官的發炎。當然劑量若過高,有可能使體內器官嚴重發炎而死亡。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。

另一輻射效應為機率性效應,可能會誘發細胞的突變導致癌症的發生,因為癌症的發生是機率性的,所以這種效應稱為機率效應。癌症發生的機率與劑量有關,機率隨劑量的增加而提高,例如,受到高劑量輻射可能會引起白血症、肺癌、肝癌、卵巢癌與直腸癌等等。

 

另一個機率較低的效應是遺傳方面的效應,如果輻射曝露損傷發生在生殖細胞上,則輻射的效應將發生在受曝露人員的後代,也就是遺傳的效應。國際輻射防護委員會ICRP 103號報告建議,整體的致命風險機率為每西弗(1000毫西弗)百分之五。輻射造成的癌症,可能與人體自然發生或因其他化學致癌物(如吸菸、飲酒及飲食等等)引起的癌症無法清楚的分辨。此外,由於細胞具有自我修復的功能,根據研究顯示,低劑量輻射(小於100毫西弗)發生癌症的機率微乎其微,一般民眾亦不致接受到100毫西弗的劑量,因此對於機率性效應,民眾不必擔憂。

五、輻射劑量比較圖

輻射除了一般生活上的各類應用之外,在我們的生活環境中,也存在著天然背景輻射,包括:(一)來自外太空的宇宙射線、(二)來自地表的土壤和岩石所含之天然放性射核種鈾、釷、鉀等核種所產生的地表輻射、(三)因鈾系及釷系元素在衰變過程中產生的天然放射性氣體-氡氣,及(四)人體體內因自然存在或呼吸飲食攝入人體的放射性核種輻射。下圖顯示,台灣地區每人每年接受的天然背景輻射劑量約為1.62毫西弗。

 

  六、天然輻射與高度的關係

   

玉山國家公園區域範圍位居台灣中央地帶,地跨花蓮、高雄、南投、嘉義4縣4鄉10村,是台灣面積最大的國家公園。 

 

嘉義觸口到水里這段公路分為阿里山公路及新中橫公路,塔塔加遊客中心海拔2,631公尺為這段公路的最高點。台灣地區在海平面的劑量率約為0.04-0.08微西弗/時,嘉義觸口之海拔238公尺,測得劑量率為0.097微西弗/時,沿著阿里山公路前進,到阿里山森林遊樂區高度2,182公尺之劑量率為0.114微西弗/時,東埔山莊海拔2,574公尺之劑量達0.136微西弗/時,再往上到塔塔加遊客中心高度為2,631公尺,劑量率為0.136微西弗/時。這度量結果顯示天然背景輻射隨著高度的增加之趨勢,主要就是宇宙射線因空氣的阻擋較少而增加所致。

 

以上天然背景輻射的變化,均在可接受的安全範圍內,民眾可以放心。

    、天然輻射與地質的關係

陽明山國家公園係以大屯火山群為主體,有獨特的火山地質地形景觀。本區噴氣孔與溫泉主要分佈於北投至金山間之「金山斷層」週邊,區內的大油坑、小油坑、馬槽、大磺嘴等地,都可見到強烈的噴氣孔活動,而分佈於園區內的多處溫泉區,更早已遠近馳名。

 

有些溫泉含有少量的放射性元素鐳及氡氣,所以有可能造成溫泉露頭處的輻射劑量較一般地區為高,在北投地熱谷溪谷中的石頭上累積之硫磺有稍高之背景輻射即為此因。

 

參、台灣核電廠安全嗎?如果發生類似福島的事故,是否能夠因應?

如果發生類似福島的事故,我們的核能電廠會比福島電廠安全。首先,我國核電廠原來就比日本福島電廠多了提供緊急電源和水源的設施,而且在日本發生核災後,我們馬上體檢核電廠安全,強化核電機組抗地震、防山洪、耐海嘯之能力,裝設更多的設施來強化安全和應變系統,把電廠全黑(喪失電源)的狀況降至最低,而且要求電廠制定「斷然處置措施」,以維護民眾安全和環境為最優先。

※補充說明資料:

(一)我國與福島一廠防海嘯設計及重要設備差異及差異:

(1)所有的緊急海水泵有鋼筋混凝土建築保護。

(2)緊急柴油發電機及廠房在地面層 (美國核電廠原始設計將緊急柴油發電機置於地面層以下之目的在於防範龍捲風損壞設備)

(3)有一部兩機組共用之氣冷式緊急柴油發電機 (依據我國安全度評估結果顯示核電廠喪失外電的爐心熔毀風險最高,故增設此種氣冷式設備以降低整廠風險)

(4)有兩部兩機組共用之氣冷式氣渦輪發電機 (台灣係狹長型島嶼且無相連之電網備援,考量此種電網型態較不穩定,故在核電廠設計時增設以備全黑起動之用)

(5)位於高處的生水池 (台灣因旱季缺水的特性,故設置貯存量達數萬噸的生水池,目的在供應乾旱期系統所需補充之淡水)

 

我國核能電廠在設計觀念上針對防海嘯設計與福島電廠之比較如下兩圖。

 

 

我國核能電廠防海嘯4道防護示意圖

 

(二)「斷然處置措施」

 

我國汲取福島事件的經驗與教訓,要求電廠制定斷然處置措施,確保機組在緊急狀況時,能果決斷然執行反應爐灌水程序,避免爐心熔毀及放射性物質大量外釋,使環境和民眾受到的影響減到最低。

 

輻射監測:https://www.aec.gov.tw/gammadetect.html

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