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前言:
自從日本發生核電廠事件之後,報章新聞談話節目大力放送核輻射的危險和恐怖,讓鄰近日本的我們不由自主地產生恐懼。有計畫要去日本的人們紛紛取消行程,除了物資缺乏和限電造成的不便以外,也因為大家對於看不到的輻射危險總會特別恐懼。但是,包括我自己在內,對於輻射也是一知半解,每天看新聞提供的數據,數值高低到底是在危險還是安全範圍,也不是真的了解。報章新聞也會用聳動的標題來吸引你的目光。日本官方每天在網站上對於各地環境和自來水的放射線濃度提供數據;我想,如果大家對於裡面提供的數據多一分了解,就可以自己來判斷安全和危險的界線了。而且自己也要出發去日本求學,故發揮研究的精神,把資料盡量的精簡整理出來,如有錯誤也請多多指教。

PS:對於核電廠放射性廢水汙染海洋後連帶的食物鏈問題,那就是全球的議題了,暫時不在我這次討論的項目中。
PS2:說了這麼多,本文主要就是要教你怎麼看懂數據!
PS3:雖然說我寫的不怎麼好,但也是一番心血,轉載時請註明出處和原作者,謝謝。
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1.何謂輻射

輻射來源分為天然(宇宙射線、地表輻射等)和人為(醫療、核能設施等)。
當元素從不穩定的原子核自發地放出能量衰變形成穩定的元素而停止放射,這種現象就稱為放射性。在衰變過程中放射出來的能量稱為衰變能量,以波動或高速粒子的型態傳送(例如 α粒子、β粒子、中子、高速電子、高速質子、γ射線、X射線),稱之為輻射。
若輻射的能量高(>10KeV),能使其他物質產生游離作用的稱之為游離輻射;如:α粒子、β粒子、γ射線、X射線。

游離輻射警示圖

2.福島核電廠造成的問題

東京距離福島核廠的直線距離約為220公里,與輻射源之距離增加輻射場的強度會急遽降低,故不考慮直接曝射的影響。

但這次核電廠意外影響我們較嚴重的是核分裂時產生的分裂產物散逸出來,也稱之為放射性落塵,會產生影響人體健康的游離輻射。其中最先偵測到的放射性元素是碘-131和銫-137,其次是鍶-89和鍶-90等。所以日本官方也有網頁一直在持續追蹤這些放射性元素(核種)的擴散對於各個區域的影響;如以下連結所示。
全国の水道の放射能濃度
全国の放射能濃度一覧
東京都新宿區環境放射線測量值


3.接下來用實際例子來討論游離輻射單位是如何計算

先以下圖東京新宿區的環境輻射表來解釋:

*単位:1μGy/h(マイクログレイ毎時)≒1μSv/h(マイクロシーベルト毎時)
*表の値は当日の最大値
*過去的平常值為0.028~0.079μGy/h,台灣的天然背景輻射平均值為0.1~0.2μSv/h

要注意的是,橫軸為時間軸,縱軸為每天量測到的最大值。單位是1μGy/h 。
很多人看到這單位一定是摸不著頭緒,我大概簡述一下。

早期為了紀念發現X射線的德國物理學家倫琴,故使用倫琴(röntgen)這個單位來衡量放射性物質的輻射量大小,但不能反映出生物組織吸收輻射的情況,為了更精確量化人體遭受輻射的程度,提出了吸收劑量(absorbed dose)的概念,也就是一公斤人體組織吸收游離輻射的能量大小(焦耳)。但是不同的輻射源對人體的傷害效果不等,例如相同1焦耳α粒子的殺傷力就遠高於X射線,所以要加上一個射質因數,讓不同的輻射源對於人體的殺傷力可以公平的比較(γ射線、X射線=1,α粒子=20),(其實還要乘上不同器官和組織的權重因數,但在此忽略)也就是等效劑量(equivalent dose)的概念。但是核電廠外洩多種類的輻射,沒有確定的權重因數,故將射質因數設定為1。

為了區別吸收劑量和等效劑量兩種單位相同但是意義不同的物理量,所以在科學界上有不同的名字。為了紀念英國物理學家Louis Harold Gray,吸收劑量的單位為 戈雷(gray, Gy)。而為了紀念瑞典物理學家Rolf Sievert,等效劑量的單位為 西弗 (sievert, Sv)。也因為在這裡我們把射質因數設定為1,故1Gy/h≒1Sv/h 。

如果以科學數據來說,1 西弗 = 1 焦耳/公斤(1 Sv = 1 J/kg),這樣你可能沒有什麼感覺,以症狀來看,一次急性暴露1-2西弗會產生噁心嘔吐,大於6西弗死亡率達到100%。所以西弗是個很大的單位,所以常用毫西弗(mSv)和微西弗(μSv)來表示。

1 Sv = 1000 mSv = 1000000μSv
1 mSv = 1000 µSv

1西弗等於1000毫西弗,而1毫西弗等於1000微西弗。

而人類身體所能承受的以輻射場的強度與曝露時間的相乘積計算輻射劑量,所以有「微西弗/小時」及「毫西弗/年」兩種較常見。

1 µSv/hr = 8.76 mSv/year (一年 8760 小時計算, 1 微希/小時 = 8.76 毫希/年)

如果把東京新宿區3/22~3/27的每日測量最高值平均後為=0.13783μSv/h,再進一步換算成「毫西弗/年」為1.207mSv/year。再參照行政院原子能委員會設定的一般民眾年劑量限值(不含天然背景輻射及醫療劑量)為1毫西弗/年(1mSv/year),及台灣每人接受天然背景輻射劑量為1.6毫西弗/年(1.6mSv/year),其實相差不大。

但是這增加的輻射量來源為環境中的放射性落塵,較有效的防護法則為減少戶外時間,加屏蔽(室內,水泥建材),避免直接接觸皮膚(連帽外套、下雨時穿戴雨衣)、避免吸入(戴口罩)。更可降低吸收的輻射劑量。



大家另一個擔心的議題就是放射性物質藉由食物和飲水進入人體造成傷害,
故接下來再以東京自來水的監測圖來說明:

*各グラフの単位は 放射能濃度(Bq/kg)

大家看到這單位可能又覺得莫名其妙了。再來解釋一下:
貝克(Bq)是國際單位,指一定量的放射性核種每秒發出多少輻射,也就是放射性的活度,活度越大代表放射性越強。
而在這裡使用的是活度密度(activity density)為特定物質中(例如:水)的特定放射性核種每單位質量(kg)的活度=Bq/kg。(也可以是每單位體積、面積的活度)
簡單來說,針對食品,原能會的標準是用每公斤多少貝克(Bq/kg)來看,這是量化有多少輻射從物件放射出來的單位。以此單位量度食物時,便以每公斤放射出多少「貝克」來作為輻射量的依據。
日本的規定是,成年人飲用水中碘-131不得高於300Bq/kg。銫-137不得高於200Bq/kg。
國內食品規定如下圖所示。



雖然數據表示東京自來水內的放射性物質濃度低於標準值,但為了保護自己還是盡量避免直接飲用自來水。

那大家就會有個疑問,這貝克要怎麼量測呢?
要先了解的是,貝克和西弗的單位是不同的,所以不是市面上手持式輻射偵測器就可以量出,單位不同也沒辦法做出換算。
要算出食品和飲水的放射性汙染量,是要送去放射性核種分析實驗室去做核種的分析,以鑑定核種類別並度量其活度,才能算出是否在安全容許範圍內。
原能會對於食物和飲水中的放射性物質規定的非常嚴謹,而且食品在到消費者端前都會監控,避免放射性汙染食物進入人體。

PS:我打電話去原能會詢問一些問題時,原能會的職員也小抱怨了一下報章新聞很多都沒有根據,尤其是食物類如果要判定有沒有被汙染,一定要由實驗室做分析,很多沒被證實就大肆報導,造成大家恐慌。

其他食物類需注意的:碘-131容易汙染新鮮牛奶,應暫時避免直接飲用;落塵會附著在水果及葉菜的表面,食用前先用水清洗或將水果削皮即可排除大部分汙染物。


4.輻射偵測儀

大家看完以上介紹,多少對於環境和飲水的放射性汙染單位有了認識。
而現在東京最熱門的兩樣東西,一個是礦泉水,另一個就是輻射偵測儀。
輻射偵測儀種類繁多,售價從一兩萬到數十萬都有。
舉個例好了:
俄羅斯牌子Atomtex;量測數值範圍(Ambient x-ray and gamma radiation dose equivalent rate measuring range)
Atomtex-AT6130 ;0.1 µSv/h - 10 mSv/h
Atomtex AT1125A ;30 nSv/h - 100 mSv/h
這兩台都是手持式輻射偵測儀,但是量測範圍差距非常明顯,而且1125A那台還可以計算出銫-137的貝克量,逼近實驗室等級。AT6130那台售價大約在3萬元左右,兩台售價差了六倍。
在這裡我比較的是5萬以內的手持式偵測儀。

手持式輻射偵測儀主要是用來量測環境中的輻射量,無法量測食物和飲水的汙染程度。
差別是在感應器大小(蓋格管, Geiger-Meuller detector, G-M tube)、偵測游離輻射的種類多寡、精確度、偵測數值範圍大小等等。

感應器大小各家廠牌、型號皆不同,有的廠商沒有公布規格,但價位相仿的不會相差太大。
量測的游離輻射種類:α粒子、β粒子、γ射線、X射線,一定要有β粒子、γ射線。
精確度:± 20 %以內佳。
最低量測範圍至少要0.1 µSv/h,0.01 µSv/h更好。
但要了解的是,台灣的天然背景輻射平均值為0.1~0.2μSv/h,所以在沒有輻射汙染的環境之下,是否能監測出正確值還需要實際拿儀器測量。
但我猜測在這麼接近儀器下限值的環境下可能無法準確測出背景輻射值!?


訪查了一下現在市面上的幾個牌子的輻射偵測儀,大多賣到缺貨,而且在商人的炒作下,例如原本一台3萬出頭的機器,也出現了現貨價4萬多,如果要用原價買到,就要排單等原廠供貨,大多要等上一個月以上的時間。
在網拍上看到很多賣家,手上有現貨的價錢就亂亂喊,沒貨的也出來搶版面。
其中有一段問與答我特別舉出來;有人問賣家:我是進口海鮮類的,這類手持輻射偵測儀可以測出來生魚片有沒有被汙染嗎?賣家回覆:當然可以啦!
問題是,上一章節我有提到,食物類要偵測出汙染與否,一定要送到實驗室做核種分析才辦得到。

列舉我有研究到的牌子:

美國 GAMMA-SCOUT

美國 International Medcom :Radalert100INSPECTOR

德國柯雷(COLIY) Radiation Scanner Model 900

白俄羅斯Atomtex :AT6130

以上這些機型都是手持式,監測環境輻射量為用途,供大家參考。
到原廠的網站去看,幾乎每一款都是缺貨的狀況,無法訂購。
而且有的廠商對於輻射偵測儀是管制性的商品,如果你和儀器供應商詢問,會發現你要以公司名義提出申請,並提出用途、使用區域,讓原廠建檔控管,相當嚴格,沒有提供上述資料,還問不到價錢。

如果沒有要長期待在日本的民眾,不需要特別購買這類產品,因為台灣環境輻射量都在原能會的監控中。
全國環境輻射監測


5.結論

其實這原來只是一封簡單分析給家人參考用的mail,沒想到越寫越多,越寫越長。
重點是要讓大家了解各種數據的由來和設定,在有狀況有需求時可以由官方資料來自己分析數據評估狀況。
有的人看到數據是安全的,可能會想,說不定官方隱匿實際狀況,但我認為,全球都在關注這議題,日本官方公布的監測數據應該不會造假。
但再次強調,東京也不是絕對安全的,避免被汙染的重點還是:減少在戶外時間,全程戴口罩,戴帽子or連帽外套,下雨時避免接觸雨水,不要直接喝自來水(礦泉水取代),注意監測數據。


2011/03/29 weihero
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Reference:
行政院原子能委員會
游離輻射防護安全標準
輻射意外事件處置訓練課程
輻射值數值正常是多少?
西弗是什麼?
日本核災輻射訊息
核能標準詞彙

維基百科(關鍵字):倫琴、戈雷、西弗、游離輻射、放射性、放射線學、α粒子、β粒子、γ射線


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文章關鍵字

weihero wrote:
----------...(恕刪)



頭香

好文一篇

給你五分~~~

weihero wrote:
但再次強調,東京也不是絕對安全的


哎, 整篇很有意義, 不過有耐心看完的可能很少, 能理解的更少,
大部分網民只會加強上面這一句的印象

謝謝提供核安相關資訊
終於了解貝克與西弗的分別

好文一篇
感謝大大分享,好文一篇!

冒昧請教,最近看到一些媒體報導日本進口食物有輻射污染疑慮,因自己打算買日本進口車(平常也買了不少日本製3C),但對核輻射了解不多,有了小孩之後對此特別謹慎,不知道站在一般市井小民立場,是否可以藉由輻射偵測器(可有家用推薦品牌款式?),或什麼樣的方式,來進行簡單的安全檢測呢?

懇請指教,謝謝!
你的數據是去年的

剛查了一下
現在東京的月均值為0.065μSv/h

jufoto wrote:
感謝大大分享,好文一...(恕刪)


從1945年核爆後全世界的鋼材通通受幅射污染
要找到純的完全不受污染的鋼材只有找1945年之前已經鍛造好的鋼材才有可能
Rh的隨手筆記: http://huangrh.blogspot.com
比較想知道
小市民 要去那裡買 價格可接受 的輻射偵測器
意思是現在我們住的很多是輻射屋??

Rh wrote:
從1945年核爆後全世界的鋼材通通受幅射污染
要找到純的完全不受污染的鋼材只有找1945年之前已經鍛造好的鋼材才有可能)
家用偵測器 +1

順便分享一下致函原能會請教的回應:

「日本福島核能事故以後,輻射塵四處飄散,凡是曝露在外的各項食、衣、住、行生活用品,其表面均有可能被輻射塵沾染,其中以食物對人體健康影響最大,因為受汙染食物被吃下肚以後,與人體內各器官距離最接近,造成的輻射劑量最大,故食品的檢驗標準也訂得最嚴格。

事故至今,國內生產食品及日本進口食品檢驗數量已有數萬件之多,但均未發現超出食品檢驗標準者,今後政府也將集中有限的人力與物力於日本進口食品的檢驗上,對於日本進口衣服、車輛及家電等商品就像一般灰塵沾染,僅需仔細清洗即可,無需檢測,世界各國政府的作法,亦皆相同。謝謝您的關心!」

所以吃的以外都沒在測就對了...=_=

黃蓮巴豆 wrote:
比較想知道
小市民 要去那裡買 價格可接受 的輻射偵測器
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