美國核能學會發行的核能新聞文雜誌,2017年9月號登出〈目前的輻射防護限制:迫切需要改變( Current radiation protection limits: An urgent need for change)〉 [1] 一文中載「接受非常高劑量、但非致命劑量的許多生物體的壽命預期,與接受正常背景輻射的生物體相當或更長,接受 高於正常的背景輻射顯現會延長壽命。…認為對醫療和核能應用輻射防護準則的適當修訂,最終將帶來重大的公共衛生和經濟效益。」換句話說,就是低輻射劑量對人體有益,與過去大眾認為輻射對人體有害的說法不同。茲解說於下:
一、日常生活中的輻射源
人們日常生活的自然界中,高空中有許多來自太空的宇宙射線 (cosmic rays),地 上有許多來自空氣、地表和建築物的天然輻射線,人體細胞內有許多會放出輻射線的 鉀-40和碳-14。此外,在醫院照 X-光片時會遭 X-光輻射,在發生嚴重事故(如福島 核災)後的核能電廠外洩入空氣的落塵中,含有以碘-131為主、會放出輻射線的氣態 核分裂產物 (fission products) 。除X-光外,這些微量輻射線大多是不穩定的原子 核種衰變 (nuclear decay) 後放出的產物,這些產物可分為三類,第一類是Alpha 粒子,第二類是beta 粒子,第三類是gamma 射線。當初發現這些 輻射產物,不知道它們是什麼,因此按發現先後順序以希臘字母命名。後來 alpha粒子 被確認是氦核 (He++), beta粒子被確認是電子 (e-), gamma射線被確認是一百萬電子弗 特(1 MeV)左右的高能量光子(電磁波粒) 。醫用X-光源大多是鎢原子靶被高速電子束 撞擊後放出的輻射線,也是高能量光子,能量可由數千到數百萬電子弗特,隨電子束 的加速電壓而定。可見光 (visible light) 是低能量光子,能量只有數電子弗特 。
這些放射之所以被稱為輻射,是因為放射源是很小、很小的一塊,這很小、很小的 一塊放射源,自遠距離觀察就好像一點放射源(point radiation source),從這點 放射源放射出的粒子和光子,有如車輪輻條自車軸撐出般的射出,因此被稱為輻射。 由於是點放射源,輻射的強度與距離平方成反比。譬如日本福島距台灣很遠 (大於一 千公里),落塵飄到台灣,輻射強度已小到測不出來 (飄到台灣的輻射強度,小於在 日本距福島事故電廠一公里處輻射強度的一百萬分之一)。此外,碘-131的半衰期 (half-life) 為八天,衰減得很快。換句話說,倘落塵從福島飄到台灣須八天,落塵 中碘-131的輻射強度,已衰減為當初的一半。
二、背景輻射劑量 (Background Radiation Dose)
輻射劑量的單位是西弗(Sievert: Sv) ,1 西弗相當於1公斤的人體經X-光或 gamma-射 線照射後,吸收1 焦耳的輻射能量。最低安全標準是,每人每年接受的輻射劑量不能 超過 50毫西弗(mSv) ,而且一年中任何一季人體接受的輻射劑量不能超過 25毫西弗。人們每年所得平均的背景輻射劑量約為 3.012毫西弗。
三、台灣輻射鋼筋屋事件、居民健康追蹤檢查報告
大家倘不健忘的話,應記得約三十年前,台灣有鬧得沸沸揚揚的輻射鋼筋屋事件, 原子能委員會曾有主管因管理不周而丟官。基於輻射線對人體有害的認知,原能會每 年都對輻射鋼筋屋居民做健康追蹤檢查。三十年過去了,發現輻射鋼筋屋居民的癌 症死亡率較他處居民低非常多 ,這樣的追蹤檢查結果十分有趣。
根據三軍總醫院核醫部陳維廉醫師團隊的研究報告[2,3] ,輻射鋼筋屋使用了在原 子爐長期照射過含鈷-60的鋼筋,總共約1600戶,大部份在1983年建成。鈷-60的的半 衰期為5.27年,每次衰變會放出1.17 MeV和1.33 MeV的 gamma射線。
1992年,原能會開始對輻射鋼筋屋居民做逐年健康追蹤檢查。經過二十多年的衰變 ,2006年時大部份居民所得輻射鋼筋的劑量為 1 到5 毫西弗。
1996年12月,原能會對輻射鋼筋屋居民做該年健康追蹤檢查的報告記載 [2],估計百分 之二十該地居民接受 5 到 160毫西弗輻射鋼筋的劑量,其餘的該地居民接受低於5毫西弗輻射鋼筋的劑量,該地居民該年接受輻射鋼筋平均的劑量為 13毫西弗。倘用鈷-60的的 半衰期往回推算,1983年該地居民該年接受平均輻射鋼筋的劑量約為 74毫西弗,再加上背 景輻射劑量 3.012毫西弗,總共劑量約為 77毫西弗,超過規定的每人每年接受的最低安全輻 射劑量 50毫西弗。
1996年2月,對癌症病人死亡率追蹤統計的報告記載 [2],輻射鋼筋屋居民的癌症 病人死亡率為每10萬人每年3.5人,其它地區一般居民的的癌症病人死亡率為每10萬 人每年116人,輻射鋼筋屋居民癌症病人死亡率只是其它地區居民癌症病人死亡率的 百分之三。這樣的追蹤結果顯示,低輻射劑量對人體抵抗癌症非常有益。這樣的追蹤 結果,與一般輻射劑量對人體有害的認知相反,十分有趣。
四、日本Sakamoto醫師低輻射劑量癌症治療的經驗
日本Sakamoto博士醫師 (MD, Ph.D.) 自1975年開始,三十多年從事輻射劑量癌症 治療 (oncology) 的工作與研究,他以6 MV X-光,分別用 100毫西弗、每週三次 或 150毫西弗、每週兩次低,連續五週,低輻射劑量治療癌症病人,他治療研究的結果顯 示,低輻射劑量不但能治療癌症,還可增加病人對癌症的免疫力 [4] 。
五、輻射鋼筋屋事件與Sakamoto低輻射劑量治療的比較與分析
台灣輻射鋼筋屋事件與日本Sakamoto低輻射劑量治療的放射源雖不同,一為輻射鋼 筋鈷-60連續放射源,另為X-光機間歇放射源,但放射出來的都是高能量光子,一為 1.17 MeV和 1.33 MeV的 gamma射線,另為 6 MV X-光,而且都屬低輻射劑量,對人體的 輻射反應類似,因此對癌症病情的影響也類似,都顯示 gamma射線和X-光的低輻射劑量 對人體抵抗癌症有益。
從輻射生理學分析,這個與一般輻射劑量對人體有害相反的結果還是有道理的,因 為癌細胞是分裂很快的細胞,而分裂很快的細胞受輻射線的破壞比正常細胞較大,這 也是使用輻射線治療癌症的原理。我們人體多少都帶有少量的癌細胞,低強度輻射線 除可殺傷這些少量的癌細胞外,對正常細胞的破壞力較小,因而降低癌症的得病率和 死亡率。
其實,人體對微量輻射線的傷害,有抵抗和修補的能力,否則人類在充滿了低強度 輻射線源的自然環境中,很難生存。
六、結論
由陳維廉醫師團隊與Sakamoto醫師的研究報告顯示,人體外 gamma射線和X-光放射源 造成的低輻射劑量,對人體抵抗癌症有益,與一般輻射劑量對人體有害的認知相反。 因此,吸收了自然界中背景輻射和照X-光診斷用的低輻射劑量,也應該對人體抵抗癌 症有益,至少是利大於弊。
人體對微量輻射線的傷害,有抵抗和修補的能力。因此,大眾對微劑量的輻射,不 須恐懼。
參考文獻:
1. J. M. Cuttler and W. H. Hannum, “Current radiation protection limits: An urgent need for change,” Nuclear News, ANS, September 2017.
2. W.L. Chen et al., “Effects of Cobalt-60 Exposure on Health of Taiwan Residents Suggest New Approach Needed in Radiation Protection,” Dose Response, 5(1):63–75 (2007).
3. W.L. Chen et al., "The Beneficial Health Effects of Radiation Experienced in the Incident of Co-60 Contaminated Apartments in Taiwan," 48th Annual Meeting of Health Physics, San Diego, California, USA (June 20-24, 2003).
4 Kiyohiko Sakamoto, “Low Level Radiation and Its Implications to Fukushima Recovery,” President’s Special Session, ANS Annual Meeting, Chicago (June 2012).
*作者為佛羅里達大學前核工系教授