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牙醫病人之輻射照射診斷議題

牙醫病人之輻射照射診斷議題

Q:當我懷孕時,我曾經在我懷孕時做過牙齒X光照射,我擔心我未誕生的小孩已受到輻射曝露了;請你能告訴我這會不會對我的嬰兒造成任何風險呢?

A:沒有資訊顯示由母親接受的牙齒X光照射會對未出生小孩造成任何風險,當一位懷孕的病人進行一完整的牙齒X光照射檢查時,其輻射劑量對胎兒是不顯著的。而且,不管是否有穿鉛裙,均為如此。

 

Q:有沒有任何如電腦斷層(CT)對牙齒做掃描?

A:多年前,美國引進了牙齒電腦斷層掃描;當時只有幾部儀器在使用中,主要在加州,而我知道的是在北卡羅來納大學的儀器。在日本還在發展一些超高解析牙醫電腦斷層掃描儀,但當時尚未在美國獲得使用執照。

 

Q:對約1992年時在我的牙齒裝有牙冠表示關切,因為我曾閱讀過牙冠內會加有鈾,若我的牙冠內有鈾的話,會有怎樣的風險呢?

A:在1900年初至1970年代,的確在瓷牙內加入少量的鈾。然而,根據美國食藥署裝備與放射性健康中心(Center for Devices and Radiological Health, U.S. Food and Drug Administration)的資料,美國最後一家瓷牙製造廠於1980年初已結束營業。當初在瓷牙內加入鈾的主要原因,是使瓷牙增加螢光看起來更自然。然而,後來有發現其他材料有更好的功效,故鈾甚而在新法規頒布前,就自然而然地退出。所以,你的瓷牙內不太可能會摻有鈾。

 

Q:在牙醫照射室內會有輻射殘留嗎?

A:X光在機器關掉後就停止而不存在了,就像來自燈泡的光,在關燈後就熄滅一樣。

 

Q:牙齒X光輻射曾如何地被研究過?我做過牙齒X光照射時,我應關注什麼呢?有沒有一我能照射的限值呢?

A:我們現已有完備的來自牙齒X光的病人輻射劑量的資訊,它在醫療界放射性診斷檢查過程中所接受輻射劑量是最低的。現進行一全口系列口內照射膠片數(通常需14-18片)病人所接受的劑量,低於一個人一個月來自天然環境射源的(一般稱為背景曝露)劑量;牙齒咬翼或環口照射甚至更低,另降低劑量的新發展技術仍持續進行中。

你能接受多少醫療之X光照射是沒有限值的。其決定是根據:為了瞭解是否牙齒有蛀、裂或一些其他不正常所獲得的利益。所以,是由你和你的牙醫如何想而定。

 

Q:我正期待獲得有關牙醫輻射安全的報告呢?你能幫我嗎?

A:在2003年,美國國家輻射防護與量測委員會(National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP)出版了牙醫輻射防護NCRP-145報告,它提供了在牙醫診療作業輻射防護的指引。一般而言,美國衛生部規範了在牙醫放射性診療實作部分,你可以向你所屬州的衛生部門查詢。它的規則與法規一般為討論對操作X光設備、設備品保等的個人訓練。你亦可檢視下列的網頁。美國牙醫協會與美國牙醫衛生協會網址,提供有關連續教育、認證標準及有關牙醫照射的病人資訊。你亦能經由下列醫學網頁搜尋相關文獻。

 

American Dental Association

American Dental Hygienists' Association

National Library of Medicine

American Academy of Oral and Maxillofacial Radiology

 

Q:來自各種牙齒X光照射過程的有效劑量為何?你能與其他輻射劑量比較嗎?

A:下表顯示各種牙齒X光照射過程的有效劑量比較:

 

程序

有效劑量(微西弗)

全景口腔(panoramic)

6–11

頭影測量(Cephalometric)

6–11

顳下頜關節側位體層片(TMJ tomogram)

2

全口口腔內(Full-mouth intraoral)

10–15

牙齒咬翼(4次X光照射)(Bitewings (4 x rays))

2–3

下頜骨電腦掃描(Mandible CT)

150–700

正常與側面胸腔X光照射(比較用)(PA and lat. chest x ray (for comparison))

170

背景輻射(比較用)(Background radiation (for comparison)

3,600 y-1

 

Q:最近,我進行了全景口腔X光照射,當機器卡在我的肩膀約展開齊全弧一半位置時;牙醫助理在約10-20秒後讓我出來。在這當機器卡住我與當助理釋放我之間,我有曝露在輻射中嗎?

A:對一全景口腔X光照射,在它造影時,射線將連續地操作著。所有全景X光裝置均有一”死人(deadman)”開關或按鈕,必須由操作員持續壓著以產生X光。而當按鈕釋放後,X光立刻停止產出;也就是說,X光會持續產出直到助理釋放按鈕。按鈕亦可能會因為它亦需要由助理持續地觀察裝置的操作,以便於他/她能在若裝置旋轉失效或若病人移動時,而立刻被釋放。即使若它讓助理多花1或2秒時間,為了來了解發生什麼事情後才釋放按鈕,其所接受的輻射劑量均是不顯著的。

 

Q:最近,我曾做過一些牙齒X光照射,而操作者忘了讓我穿著鉛裙,這會有問題嗎?

A:進行牙醫照射檢查時,使用鉛裙來保護病人,是對約50年前設備較為粗陋時的建議。這是因為X光並不會只被侷限於有興趣的位置、射線沒有被過濾,以及X光膠片是慢速的,使得其輻射曝露較現今的高上10-100倍。由於現行的技術顯著地減少輻射曝露,射線較能限制在有興趣位置;故對於有沒有穿上鉛裙,其全身劑量只有少許或僅有沒有量測到上的差異。故鉛裙已不再被認為是重要的,雖然有些人考量它仍屬一謹慎的作業,特別地是對於懷孕的與潛在會懷孕的婦女。

 

Q:我最近有幾次牙齒X光照射,使我的牙齦現在有感到熱的問題,另在某些位置有酸的感覺。有可能是牙齒X光照射所造成的嗎?

A:會引起生物效應的輻射,需要在牙齒照射所接受劑量幾百倍的數量,才可能達成。因為這些X光機器都設有一照射過程一定曝露量的限值;診斷牙齒輻射劑量是非常小的,且不知道會引起你所說型式或任何其他型式的生物效應。

 

Q:為何牙醫助理在每次X光照射時,都會離開照射室。

A:它是一般的輻射作業,在許多案例中,對於牙醫技術員的法規需求,要求在X光檢查時應離開其所處位置。由於技術員將會重複曝露來自大量病人在接受牙醫X光照射時所散射而來的小量輻射;就以減少他們可能造成甚而小量的任何風險而言,這也可考量為一項好的輻射作業。

 

Q:我住在牙醫診所X光機器的隔壁,是否我一直在接受輻射曝露?

A:曝露率隨著距離快速地減少;通常牆壁也會提供這些機器有足夠的屏蔽。事實上,它的考量是希望為這些機器操作員提供”安全”的作業場所,如操作員停留位置應離開X光管至少6呎。若即使你接受了任何曝露,它也將是不顯著的數量。

我們日常所使用的任何東西是否具有放射性呢?

  在我們每天的生活中所遭遇的每樣東西,均包含有一些放射性物質、有些是天然發生的而有些是人造的:如我們所呼吸的空氣、我們所飲用的水、我們所吃的食物、我們所走的地面,以及我們所購買與使用的消耗物品。雖人們可能熟悉輻射可用來診斷疾病及治療腫瘤,然有許多人,當他們聽到”放射性”與”輻射”這些名詞時,均傾向於想像為蕈狀雲及棲息於科幻電影與漫畫書世界裡的變種怪獸。但若仔細地分析,是可像對任何東西一樣,來確認與量化放射性物質的。本文描述了一些常遇到含有足夠放射性物質的消耗品,它們可用簡單的手持式偵檢儀器將其與背景輻射區分出來。

 

煙霧偵檢器

  大多數住宅用煙霧偵檢器包含有一個低活度鋂-241(americium-241)射源。鋂所發射的阿伐粒子將空氣給游離,使空氣導電;任何煙霧粒子進入偵檢器後降低電流而引發警報。不管這些裝置的確有救助生命的事實,但對輻射有莫名懼怕的人仍會提出:煙霧偵檢器是否安全呢?其答案當然是:”是的,它們是安全的”。如何對煙霧偵檢器適當地安裝、操作與處置的說明,可在包裝上找到。

 

手錶與時鐘

  現代的手錶與時鐘有時候使用少量的氫-3(氚)或鉕-147(Pm-147),作為光的來源;而舊的(如1970年以前)手錶與時鐘則採用鐳-226作為光的來源。若這些過老的鐘錶被打開,而碰觸到錶盤或指針時,有些鐳可能被帶出並有可能被攝入。因而,當操作這些物件時,應特別小心。

 

陶瓷

  陶瓷材料(如磁磚、陶器)時常含有較高水平的天然發生鈾、釷及/或鉀。在許多案例下,彩釉中有高濃縮活度;但除非這材料為大量的,否則不太會有高於背景值的讀數。儘管如此,有些較老的(如1960年以前)磁磚與陶器,特別是那些有橘紅色的彩釉(如嘉年華®潔具)可能會是具高放射性的。

 

玻璃

  玻璃器皿,特別是具有黃色或呈綠色的古董玻璃器皿,可能含有容易可偵測量的鈾。如此含鈾玻璃常稱為金絲雀黃或凡士林玻璃。有時,鈾玻璃收藏家將鈾玻璃曝露在黑光(紫外線)下,而發出迷人的光芒。甚至,普通玻璃亦可能含有足夠高水平的鉀-40或釷-232,而可被輻射偵檢儀器量測到。另較老的照相機鏡片(1950-1970年代)時常塗有釷-232,以改變光折射指數。

 

肥料

  商業用肥料常被設計,來調配提供不同的鉀、磷與氮的含量比例水平。這種肥料會被量測到放射性,是基於兩個理由:鉀是天然發生放射性的,而磷是由含有較高水平鈾的磷礦所衍生而來的。

 

食物

  食物含有各種不同型式與數量的天然發生放射性物質。雖然,相對地在家裡少量食物內含有太少不易被偵測到的放射性活度;而食物若大量地運送時,會在通關時使輻射監測器的警報被引發。例外的是低鈉鹽替代品,將含有足夠量的鉀-40,使得用輻射偵檢器量測時為背景的2倍。

 

Gas Lantern Mantles煤氣燈網罩

  它已沒有如以往那麼普遍了,但某些品牌的煤氣燈網罩的確含有釷-232。事實上,它是由燃燒煤氣使釷加熱所發射出的光。這個網罩是有足夠的放射性,而時常拿它們作為輻射偵檢器的檢查射源。

 

古董放射性療效宣示

  在過去,主要於1920-1950年間,有廣泛的放射性產品被賦以全療效來販售,例如,含鐳的藥錠、墊子、溶劑及設計來加氡氣入飲用水的裝置。各國一般均有主管機關來管制這些裝置;某些案例,一個國家可能甚至要求這些裝置應先登記或申照。大多數這些裝置相對來講是無害的,但偶而會碰到一件可能含有危險水平鐳的情形。若有任何這種裝置的安全問題,強烈地鼓勵民眾可與輻射主管機關接洽。

 

HPS FAQ: 懷孕與飛行

懷孕(Pregnancy)

 

Q:當我正懷孕中,是否能繼續飛行(國內與國際航線)?

A:是的,當妳懷孕時可以繼續飛行。當妳在商用航線飛行時,所接受的低輻射曝露,將不會對妳正成長中之胚胎造成傷害。

 

Q:我曾讀到過當懷孕時飛行是沒問題的;但有些其他資訊告訴我應擔心有關若我懷孕期飛行,將增加我的小孩罹癌的風險。能請你澄清此事嗎?

A:首先,讓我提到出生缺陷與流產的背景風險分別為3%與15%;而這是正常的發病率。有關輻射風險最重要的因素為劑量。幸運的是,當妳在3萬呎高空的噴射機飛行時,曝露是非常低的且只有一短暫的時間。基於我們對輻射數量產生出生缺陷與流產的知識,來自商業飛行是沒有風險的。諮詢師對孩童癌症風險則為不同的,因為理論上任何游離輻射曝露都有罹癌之風險。但當劑量是在飛行時那麼低,理論上可視為自發癌症風險很小。故妳可以說來自飛行的風險是非常、非常、非常、非常小的;或是說妳可以稱因為劑量是如此的低,而無需關切。

 

Q:當懷孕時可以搭乘小飛機飛行嗎?

A:有關輻射曝露,妳的曝露在搭小飛機將較搭大飛機為低,因為小飛機之飛行高度較低。而不管小飛機或大飛機的輻射曝露,因為都太小了而不會增加妳對於出生缺陷與流產的風險。

 

Q:當我懷孕且在飛行,我是否應該穿鉛圍裙呢?

A:當飛行時穿鉛圍裙是不需要的,因為:(1)飛行所接受到非常少的額外的輻射曝露;以及(2)在某些在飛行時,一些會引起的曝露的輻射,將不會被鉛圍裙所阻擋。

 

Q:當在商業飛機飛行時,有沒有任何幾個懷孕週較其他星期安全?

A:在商業飛機飛行之輻射曝露是非常低的,且其劑量是低於可能會對胎兒或胚胎在所有成長階段所造成的傷害。所以,當妳飛行時,成長階段與輻射曝露位置不相關。

 

Q:有少數幾位我的空姐同事曾流產過,且有些人不只一次。這是否與職業、輻射曝露、壓力艙及低氧水平有關?

A:自然流產是非常普遍的問題但與職業無關。在懷孕的第一個月,約有一半的受精卵無法生存,大多是因為致命染色體異常。一旦婦女月經停止而知道她已懷孕了,有15%的胚胎會流產,已知有24種醫學問題與流產有關。吸菸與喝酒會增加風險,而甲狀腺疾病與糖尿病也會。飛行的輻射曝露太低了不會造成墮胎風險;而在加壓艙的氧氣水平,是超過母親與胚胎所需要的量。壓力可能是一個肇因,但將隨著個人因素而有所不同。也曾針對女性空服員做過研究,雖然懷孕又繼續工作的人數很少,但亦無法指出有自然流產增加的現象。

 

Q:我已懷孕數週,曾有兩趟洲際飛行且即將再執行另兩趟飛行,這樣會不會造成太多的輻射曝露?

A:與背景輻射比較,在較高空妳的曝露將會增加,但妳已接受與即將接受的曝露,不會增加妳的出生缺陷與流產風險。

 

Q:我計劃從華盛頓特區至芝加哥作一趟旅行,我特別關切有關我的輻射曝露,因為有報導預測該週會有太陽閃焰,­­而我在飛行中時已是第9週的孕期。若在我飛行期間剛好有太陽閃焰發生,我會有多少的額外輻射風險?另會對我成長中的胎兒會有甚麼影響?

A:飛行時的輻射曝露並不被考慮為高曝露;在妳的懷孕期間,妳和妳的胎兒將接受約2.3 mSv的背景輻射,當然這是沒有人可避免的。在10小時的飛行妳將接受約0.05 mSv。當在太陽閃焰期時,曝露可能會增加;某些量測曾估計出在飛行時會有通常曝露的100倍,但它也只會帶給妳如同來自許多診斷放射性程序的低水平曝露。甚至這個曝露也將不會增加妳的出生缺陷與流產兩者之風險。對所有健康婦女懷孕後,其對於出生缺陷仍有3%的風險,而流產則有15%的風險。

 

Q:參考商業飛行的許多問題-有關里爾噴射機(Learjet:為一在民用及軍用廣泛使用的小型商務噴射機系列,飛行高度可達5.1萬呎)可飛行在更高的高度呢?

A:搭乘里爾噴射機期間的輻射曝露,將不會增加妳流產的風險;根據最近的文獻,在協和機上所接受的輻射曝露率約為0.01 mSv/h (Bottollier-Depois JF, Chau Q, Bouisset P, Kerlau G, Plawinski L, Lebaron-Jacobs L. Assessing exposure to cosmic radiation during long-haul flights. Radiat Res. 153[5 Pt. 1]: 526–532; 2000).這是一個好的參考文獻,因為協和機大約飛在5.5萬呎高度;而里爾噴射機可能飛行在4萬至5萬呎間。總體而言,這約是一天的正常背景輻射劑量值(我們每天均會接受來自天然發生之輻射源)。NRC對懷孕婦女所允許的職業輻射年曝露劑量是5 mSv。

 

受孕的效應(Effect on Conception)

 

Q:我因工作常常飛行。我先生與我試著想懷孕,我憂慮是否我的飛行將影響我受孕的機會?

A:並沒有理由對來自幾次飛行,去關心輻射對受孕可能造成的效應。因為受孕輻射效應有其劑量閾值,當在該閾值之下時,其風險在臨床上是不顯著。因這需要幾十萬次商業飛行,或需要每天兩個航次持續約700年,才會達到該閾值。

 

Q:在商業飛行的輻射,會使精子和其受孕能力受到影響嗎?

A:在商業飛行期間的輻射曝露量太低不致影響到精子。

 

Q:我是一位航空組員且一直地為我小孩哺乳,甚至在長途飛行之後亦然;那我過去或持續的哺乳是否安全呢?

A:在這麼低的輻射劑量下哺乳嬰兒,沒有已知的負面效應或風險(就像妳飛行時所接受的劑量一樣)。

 

 

本文譯自 Health Physics Society-Frequently Asked Questions - Pregnancy and Flying 
http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/pregnancyandflying.html 

 

我們的身體具放射性嗎?

Q

我們的身體具放射性嗎?

 

A

是的,我們身體是生來就具有放射性的,因為我們自環境中天然存在的吃的、喝的及呼吸的,就含有放射性物質。而這些放射性物質被我們的身體攝入我們的組織、器官與骨骼中,並固定地經由食入與呼吸來補充。

 

出現在我們身體內的核種中,美國男人平均每年接受有效劑量約0.3毫西弗;這大約是平均體重70公斤美國男人,接受所有天然背景輻射源(不包括醫用輻射源)造成劑量3.1毫西弗的十分之一(或10%);而對於女人與小孩,劑量將較小,大概與其體重成比例。

 

更多的資訊,可由NCRP-160報告”美國民眾的游離輻射曝露”中取得。NCRP-160報告中有一餅形圖,顯示了來自不同天然背景輻射源的劑量貢獻;其中來自我們身體的貢獻,可將來自鉀-40及釷、鈾與其衰變子核的劑量相加,即可獲得(下面將有更多的討論)。

Q

有多少的輻射由人體發射出來?

A

 

我們所有人,都有一些天然放射性核種在我們的身體裡;最主要會產生穿透加馬輻射從身體逃逸而出的是放射性鉀同位素,稱為鉀-40;這個放射性核種自從地球誕生之初,即到處充滿著,並已經是天然鉀元素中的一小部分。

 

基於兩個理由,鉀-40是來自身體的主要輻射源;第一、是鉀-40在身體內的濃度是有點高,鉀可由許多我們食用的食物中攝入,並且是人體能否適當運作的關鍵重要元素;它會在身體內所有組織中出現。在一位70公斤重的人,其放射性同位素鉀-40,大約有5,000貝克;這代表著每秒有5,000個鉀-40原子在進行放射性衰變。

 

第二、是鉀-40在其衰變中有稍大於10%會發射加馬射線,而大多數加馬射線將逃逸出身體。每10次鉀-40蛻變就會約有一次發射加馬射線,也就是每秒約有500個加馬射線。這些加馬射線將會朝各方向移動,有些將在人體內衰減,而來自這些個人身體外的加馬射線產生的劑量率,僅占來自所有身體外天然正常背景劑量率非常小的部分。

 

若一個人體重超過平均,這人身體外的劑量率預期將較體重輕的個人為高;然而,在這兩種案例中,劑量率與正常背景劑量率比較起來將極其小。另較重的人將接受較高的體內劑量,因為鉀-40的衰變產生其他低穿透輻射(貝它輻射),將其能量積存於身體內。然而,較重個人的劑量將不會比體重輕的人有顯著的不同,因為每單位體重的能量積存是決定劑量的因數,而這兩種人大約是相同的。

 

有許多其他在人體內的放射性核種,但這些不是較鉀-40出現低水平(如鈾-238、釷-232與它們的衰變產物),就是它們不發射能穿透自身體內而逃逸出的加馬射線(如碳-14與銣-87)。至於氡(及其衰變產物)並不是一對人體的顯著射源,因為它在身體內之水平十分低。

 

有一個其它非常次要的機制,就是藉由人體作為一輻射源:一些由環境中放射性核種發射的加馬射線,與我們身體的原子藉由大家所知的光電效應交互作用;結果是這些原子會發射X射線。

Q

在典型的人身體內有多少鉀-40與碳-14

A

 

鉀-40在人體內的含量,能由其在鉀的天然豐度為0.0117%求得,鉀-40的原子量為39.0983,半化期為1.28 x 109年;其計算方式如下說明:一特定物質的活度除以其質量,是為比活度(As);其公式為As=λN=[0.693/(t1/2)]N,式中λ為半化期,N為單位質量中放射原子的數目。因為N=6.023×1023個原子/原子質量,所以,As=[0.693/1.28 x 109 x 365 x 86,400 (秒)]‧[(6.023×1023 x 0.000117)/39.0983]=30.94 Bq g-1。人體內含鉀為0.2%,所以,對一70公斤重的人,鉀-40將約為:30.94 Bq g-1 x 70 kg x 1,000 g/kg x 0.2% = 4.33 kBq。人體內含碳-14是根據天然中每1,000,000,000,000個碳-12存在一個碳-14,其半化期為5,730年,可得碳的比活度為0.19 Bq g-1。人體的碳含量有23%,則70公斤重的人約含有3.08 kBq的碳-14。

Q

在典型的身體內有多少釙-210與鉛-210

A

 

根據聯合國原子輻射效應科學委員會(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR) 1982年報告:”游離輻射:射源與生物效應”,人體內70%的鉛-210在骨骼中,UNSCEAR報告估計典型的鉛-210在骨骼內的濃度為3 Bq kg-1,相當於一位70公斤人骨骼活度總量為15 Bq。其他約30% 6.4 Bq的鉛-210在身體內,大概是均勻分佈在軟組織中;所以,鉛-210在身體內的總量為21.4 Bq。

 

UNSCEAR報告假設在骨骼內的釙-210濃度為鉛-210濃度的80%。UNSCEAR報告估計釙-210在軟組織內的濃度為2.4 Bq kg-1,則對於70公斤重的人骨骼裡的總釙-210活度為12 Bq。而在軟組織,UNSCEAR報告估計釙-210與鉛-210間為1比1,因此,釙-210在軟組織內的活度為6.4 Bq;所以,釙-210在身體內的總量為18.4 Bq。

 

預期釙-210與鉛-210的水平,對女人而言,較男人為低;且小孩也較成人低。但吸菸者則較非吸菸者的濃度為高。

Q

你能量測在你身體內的輻射嗎?

A

 

輻射能以全身計測器內靈敏的偵檢頭所量測,偵檢頭能量測在身體內部或表面放射性物質發射出之加馬射線。不同放射性物質將發射不同能量的加馬射線,它是一種技術來確認是那一物質。其他形式的放射性衰變(貝它與阿伐)則不能以此方法計測到,但幸運的是,加馬射線時常會伴隨著它們而來,所以,大多數放射性核種能被計測到。

 

儀器是非常靈敏的,計測低限已足夠低到健康關切的水準了。例如,全身計測器能容易的量測到在每人身體內天然發生鉀-40(所有鉀-40的0.0117%)的活度量。

Q

甚麼是身體內鐳-226與鐳-228量測的最好方法?

A

 

不論鐳-226或鐳-228,都不容易地直接以全身計測器量測,因為二者均不為一強加馬射線發射體;然而,二者的衰變產物均有強加馬發射體,使得它們容易地被全身計測所量測。

 

對鐳-226而言,加馬發射衰變產物有鉛-214與鉍-214,後者發射出0.609、1.12與1.76 MeV能量的加馬射線;其中,1.76 MeV加馬射線,因為它較天然發生鉀-40發出的1.46 MeV加馬射線能量為高,通常被用來作為全身計測。由這些發出的加馬射線,全身計測能量測出身體內的鉛-214/鉍-214含量。推導鐳-226的體內含量,必須先作些量測與假設,以決定由身體留存的氡-222(為鐳-226第一個衰變產物,且為鉛-214/鉍-214的母核)。這能從呼吸中的呼氣中量測氡-222來達成,但這技術尚未能可用。在長期追蹤鐳工作從業人員,平均長期氡-222留存為37%,但這個因數對近期受曝露者可能會有不同。

 

對於鐳-228而言,其第一個衰變產物為錒-228,發射約0.9 MeV能量的加馬射線,能被直接地量測;因為錒-228的半化期只有6.15小時,故能被假設會與鐳-228達成平衡。另一鐳-228的衰變產物成員,其衰變鏈為鉈-208,發射一強2.26 MeV加馬射線,它與鐳-228的相對平衡能被比較體內鉈-208與錒-208量測的活度來決定。研究用品質全身計測器,如位於阿岡東部國家實驗室(Argonne National Laboratory-East),特別設計的對以往鐳工作者的鐳-226與鐳-228量測,對鉍-214或錒-228的量測低限值約為100 Bq。商業用全身計測器因為有較高的背景水平,其量測低限值為前者的幾倍。

 

應該注意,例如來自環境中井水的鐳-226與鐳-228,超過美國環境保護署(EPA)對飲用水的標準(對任一放射性核種為185 Bq L-1),將不像是會超過全身計測器的量測低限值;而室內氡-222水平在EPA限值(空氣中幾百Bq L-1)下,將嚴重地影響到用鉍-214來量測鐳-226。

Q

我有做頭髮量測分析,而結果顯示在我頭髮中有高的鈾水平。是甚麼引起這個結果?

A

鈾是一個天然發生、重的金屬元素,幾乎可天然地存在岩石、土壤、植物與我們體內,到處可找得到。平均每人每天從食物與飲水攝入約2 µg(大約1盎司的1/15,000)的鈾,但只有一非常小的部分(1-2%)被身體所吸收。因此,幾乎所有我們食入的鈾,都不會被吸收而是被以糞便排出。

 

在這小部分食入並被腸道吸收的鈾,大部分很快地在尿中被排泄,只有一微小量排到頭髮中,這是正常的。不同人頭髮-或甚至是相同的人-將隨著人們飲用與食入的水與食物中含有多少鈾,而體內含有不同量的鈾。有些人頭髮裡可能會比其他人有10或甚至幾百倍的鈾數量。

 

這裡也提醒頭髮內鈾的分析,既不是決定身體內鈾含量的一個可接受,也不是一個可靠的方法。鈾是一種金屬,它會排出到頭髮與指甲,但鈾的頭髮量測分析有著過高的誤差;因為該分析亦會同時量測到通常會留在洗髮乳、肥皂、頭髮敷料、染髮劑及各種形式的頭髮護理品中所含的鈾。進一步地,因為鈾在環境中無處不在,頭髮樣本必須在嚴密管控下,小心地取得、處理、包裝與運送,以確保不會被含有鈾的環境所污染了頭髮樣品。

 

假如分析步驟並不被以謹慎的管控及執行的話,高錯誤的結果也可能會發生。管控包括適當的清洗樣品以去除可能殘留的外表鈾,並使用特殊的、認證的、十分純正的反應劑。實驗室器具必須是同樣地沒有鈾污染;鈾可能由玻璃器皿浸出而污染樣品,導致錯誤地高讀數。因為頭髮樣品如此地小,甚至一微小量的鈾污染,就可能得到嚴重誇張錯誤的結果。

 

在同儕審查科學文獻數據中,有相關於頭髮裡有多少正常的鈾水平,或這些水平如何與鈾食入、體內鈾量及排到頭髮的鈾量有關;若有的話,也應很少。故有關頭髮鈾含量與什麼組合了”正常”範圍的數據是貧乏的。因而沒有一般地被認可與建立的頭髮鈾含量標準,頭髮鈾含量的背景水平會隨著大量飲食上的計測,在人與人及區域與區域而有很大的變異;因為大多數我們體內的鈾,是來自我們所吃的食物。

 

Reference

Toohey RE, Keane AT, Rundo J. Measurement techniques for radium and the actinides in man at the Center for Human Radiobiology. Health Phys 44(1):323–341; 1983.

匹茲堡曾被稱為「鐳之城」

 

  「鐳之城(Radium City)」是介紹美國第一個核工業歷史的文章,是由喬魯班瑙(Joel Lubenau)與愛德華蘭德(Edward Landa)兩位所合著;本書接近200頁,除摘述前言外共有11章,各章後附有許多珍貴的歷史照片,可供追述與回憶;包括第一章、釩(17頁),第二章、美國鐳(9頁),第三章、帕雷多克斯谷(Paradox Valley)(16頁),第四章、卡農士堡(7頁),第五章、匹茲堡(11頁),第六章、喬斯福 M.法蘭納里對美國政府(Joseph M. Flannery Versus the U. S. Government)(9頁),第七章、副產品(13頁),第八章、鐳之城(15頁),第九章、鐳的危害(15頁),第十章、遺產及第十一章、紀念碑(3頁)。本文章將針對摘述前言合併做報導,讓讀者瞭解本故事之大致來龍去脈,有興趣者可詳細閱讀原文。

 

  美國匹茲堡曾被暱稱為「鐵之城(Iron City)」、「鋼之城(Steel City)」,並在70年代被稱為「冠軍城(City of Champions)」。但在20世紀初,他曾獲得的「鐳之城」名號,就幾乎被遺忘了。鐳於1898年,被瑪麗與皮耶居禮夫婦確認為一元素,居禮夫婦發現鐳的新聞帶來一波熱潮,有許多宣稱該新元素的潛在豐富應用的報導,有些是真的但有很多則是幻想的。醫師很快的認為鐳可能是治療腫瘤的一重大先進利器;但很快地被許多亂象與罹病報導,使其合法應用受到嚴重偏駁。

 

  在1921年,物理與化學及鐳的共同發現人諾貝爾獎得獎人瑪麗居禮訪問美國,以接受來自美國婦女的1克重鐳的禮物。該價值10萬美元的禮物,在有許多媒體採訪下,由美國總統哈定於白宮的典禮上頒贈給她。該禮物的鐳是由一個由住在匹茲堡的詹姆士 J.與喬斯福 M.法蘭納里兄弟(James J.與Joseph M. Flannery)所創立於匹茲堡的企業-標準化學公司(Standard Chemical Company, SCC)所生產。在接受該禮物後,居禮夫人出訪賓州西部,參觀了SCC的礦源處理與鐳研磨工廠。

 

  事實上,兩位兄弟放棄了家族企業,創立了兩個新工業:第一個是釩(vanadium)的採礦、碾磨與熔煉,而釩元素是製造較輕且較堅韌鋼材的重要成分;為此,法蘭納里兄弟設立一家公司-美國釩公司(American Vanadium Company, SCC),總部在匹茲堡。第二個為「標準化學公司(Standard Chemical Company, SCC)」,是法蘭納里兄弟利用在釩生產的經驗所成立的,其目的為尋找、採礦、萃取與行銷鐳;起因是他們的姊姊被診斷罹患子宮腫瘤,但由於當時在美國只可獲得少量的鐳,喬斯福法蘭納里為治療她,促成自己成立公司去生產足夠量的鐳元素,以便與她的疾病戰鬥。

 

  「鐳之城」是一部描寫二兄弟-由經營人轉企業人-如何在美國,創立第一家也是最大鐳生產公司及其所遺留資產的故事。它一開始並非針對在鐳生產上,而是另一稀有金屬-釩。他們購買了蒸汽機車所用特殊螺栓的製造公司,促使他們需要去研究改善鋼材之方法,以便能用來製造螺栓。答案是一種稀有金屬-釩;若加入少量的釩在鋼材中,將大幅增加它的結構性質。他們獲得在祕魯世界最豐富的釩礦產源,因而創立-美國釩礦公司(American Vanadium Company, AVC),以便開採釩礦並運回賓州西部來處理與萃取釩,同時發展製造釩鋼材的方法。釩鋼材被稱為「奇蹟合金」,使得亨利福特(Henry Ford)的模型T(Model T)汽車才可能被製造;且在建造巴拿馬運河(Panama Canal)時亦被廣泛使用。這是由兩兄弟組合一群技術專家,才使得AVC能完成上述工作。他們倆具備發覺與雇用科學家、冶金家、工程師與工廠管理的天份,使得集合所需要的知識與經驗,讓AVC在技術與財務上能成功。AVC也成為後來創設SCC的藍圖。

 

  如前述,兩兄弟對鐳的興趣,是因為他們的姊姊罹患子宮癌而起;在當時,全美只有三位具備使用鐳經驗的美國醫師,但沒有一位住在匹茲堡;且當時鐳產量十分稀少,因而兩兄弟提出在美國生產鐳的計畫;因此,他們必須重新集合一組科學家、化學家、工程師與管理者加上醫師與藥師,而這次是來生產醫用鐳。

 

  在歐洲,化學品供應廠將生產鐳當作是副產線,而SCC是第一家以生產鐳為獨一項目的公司。為使SCC能在財務上獲得成功,兩兄弟就必須開發國內的醫用鐳市場。這須結合擴大內部醫用鐳研究計畫,並由醫師與藥師去告知美國醫學界有關鐳的使用;而鐳的商業化生產,從1913年1月起開始。

 

  在1913年結束時,兩位兄弟面臨一未能預期的威脅。當時,美國國會進步翼與內政部正推動要將礦物資源國有化;在鐳方面,包括收回由於商業需求的含鐳礦公有土地,這對SCC將是災難。而更進一步的,美國礦業局達成與一個九家私有組織的合作協議,將使得他們亦能從事鐳生產並與SCC競爭。然在國會與參議員聽證會陸續舉行時,該事件被媒體大幅報導,一位國會成員-新澤西州共和黨籍參議員羅伯G. 布雷姆納(Robert G. Bremner),正利用鐳治療肩膀大腫瘤的新聞所覆蓋。最後,治療沒有成功,布雷姆納在聽證會期間過世。國會結果沒有通過收回由於商業要求的含鐳礦之公有土地的立法,讓兩兄弟鬆了一口氣。

 

  但1914年還是有更壞的消息,因為國內市場是如此的小,大部分SCC的鐳都銷往歐洲。但第一次世界大戰開始後,歐洲鐳需求快速下降,強迫SCC削減生產量。為因應此一狀況,SCC加倍努力使得國內鐳醫用市場有所成長。然而隨著一次大戰之進行,也創造出另一新的鐳市場--使用在軍用項目如指南針、手錶、槍瞄準器,以及海軍艦艇與戰鬥機的撥盤、儀具等所需的螢光漆。在一次大戰結束時,SCC變成是財務與技術均甚為成功的公司。

 

  1920年,兩兄弟分別過世,詹姆士C. 葛雷(James C. Gray)--兩兄弟長期的法律顧問,被推舉為SCC的總裁;到了1921年,SCC生產超過全世界一半的鐳。這個非凡的成就,是在鐳僅在23年前被發現且SCC只生產鐳8年,就已達成。然而,當比利時剛果豐富的礦苗供應,並由比利時生產更便宜的鐳後,SCC在1922年被迫停工。

 

  當SCC開始鐳生產時,在美國只有3位鐳治療師;但在20世紀中葉時,鐳治療師已有3,600位了,這是由SCC所開創的。在這個時候,已可使用加速器與核反應器生產放射性物質,提供鐳生產的替代方案並使治療模式有更多的選擇。鐳治療師亦已具備有關鐳輻射的知識,並準備好來使用它們了。醫用鐳也為今天在核醫與輻射照射治療所用的放射性物質鋪路,這明顯是法蘭納里兄弟鐳公司持續的遺產。

 

  但還有其他遺產(legacy):(1)對於它的領頭科學家,有來自與鐳一起工作但不知道鐳的危險所導致的悲劇性健康結果-如超出對技術造成健康危險之了解。(2)非預期與不想要的遺產對環境的污染:如在卡羅萊納州採礦與研磨礦苗所產生的放射性殘留物、在賓州來自礦苗鐳萃取的放射性尾料,以及鐳精煉對建築造成的放射性污染。這些場址復原將證明是有爭議的、需耗費幾十年來完成的、花費幾百萬元的,以及需要政府干預的。

 

  SCC是一個非凡的商業企業,鐳生產是美國第一個核子工業。鐳的生產與利用(為鈾放射性衰變的產品)是現今核能的鈾生產與利用的先驅者。這是一部涵蓋科學、技術、數學與醫學等,而應用在以生產與推動醫用之創新商業企業的故事;也是第一個在放射性物質醫藥的使用、對工作人員健康與環境之輻射效應,以及在這些事件政府角色的訴說。最後,「鐳之城」是涵蓋工業技術、商業、社會、公眾健康與個人特質的歷史故事。如所述,作者造就了一部有吸引力的故事,請各位讀者觀閱。

 

HPS FAQ: 懷孕與輻射曝露

懷孕與輻射曝露(Pregnancy and Radiation Exposure)

 

Q:我已懷孕了,來自牙醫、乳房X線照片、肢端、頭部或CT檢查,並沒有直接曝露到我的肚子時,對我的胎兒的風險為何?

A:當X射線照向肚子以外的區域,對胎兒的風險即使有也是微小的;這是因為X射線束只聚焦在有興趣的區域,以降低身體其餘部分的劑量。當妳在一符合資格設施接受頭部、牙齒、胸部、手臂或腿的X射線診斷時,X射線並非針對妳的胎兒。可能會到達胎兒的散射輻射,將是極小的且不代表會造成出生缺陷與流產的風險。其他額外的資訊,可上Radiation Answers website網頁查看。

 

Q:在X射線檢查時,我的卵巢或我先生的睪丸曾接受曝露,我應該等待多久後才能受孕?我會在X射線照射後而不育嗎?

A:沒有證據顯示有在使用如妳上述診斷程序的劑量,會對於卵巢或精子有任何效應。若有任何風險時,也將是十分微小。另外,這種輻射並不會保存在妳的身體內,故也不需要特別關注。

而一般建議放射性碘治療後,在試著受孕前的等待期為4到6個月;其中4個月是發表在European Commission 1997年報告的第15頁;而6個月期則在International Commission on Radiological Protection (Publication 54)報告中有討論。

 

Q:在放射性碘治療後,我有多少的機會將不孕?

A:一個人的卵巢或睪丸在做放射性碘治療並接受足夠輻射致使不孕,是非常不可能的;此外,對於下一代的生物效應之可能性也是微小的。

 

Q:對懷孕婦女在做X射線檢查時,是否需要在肚子穿戴鉛圍裙嗎?

A:許多國家有關這議題的法規,要求在做X射線程序時,若卵巢或睪丸會直接受到照射時,只要屏蔽不會干預到程序的話,應使用鉛屏蔽。

 

Q:我已懷孕了,我站在機場行李檢查機旁可以嗎?

A:在機場的X射線機是有妥當屏蔽的,這對於操作人或懷孕旅客不會增加嬰兒的出生缺陷或流產。

 

Q:當X射線在照相,我站在病人旁或扶著病人,若我已懷孕了,我的胎兒有多少的風險?

A:我了解妳的關切,且也將解釋在目前妳的狀況下,妳的焦慮是沒有必要的;當房間內與那個人接受診斷X射線時;該X射線並不是針對妳的胎兒,可能到達胎兒的散射輻射是極端的小。即使有也不代表會增加對出生缺陷嬰兒或流產的風險。最重要的,我們所關切的X射線特性為劑量;妳的正成長的胎兒不會接受某一會導致任何可量測得到增加生殖風險的劑量。

 

Q:我已懷孕且想要做使用雷射的程序;我可以去做而不傷害到我的胎兒嗎?

A:雷射曝露不會對胎兒有風險;當它是由體外對著身體時,雷射束僅僅只會穿透皮膚外層;其射束自雷射器發射就只像是不同頻率的光線照亮我們的房子一樣一樣。有關對懷孕期從事雷射手術的關切,必須連同手術程序與麻醉一起考量其焦慮與壓力。通常雷射療程對有些懷孕的人是不推薦的,並不是因為可能的對胎兒的效應,而是因為母親懷孕期間荷爾蒙改變,相關程序的副作用可能會使母親遇到的更嚴重問題。

 

Q:我已懷孕了,想要使用日光浴床,會有任何風險嗎?

A:沒有證據說明來自日光浴床的輻射將引起對胚胎的傷害,日光浴床發射長波紫外光(UVA)或紫外線A(ultraviolet A)輻射的光線,就跟太陽一樣,只是在日光浴床較為集中。UVA輻射的穿透力不強,衣服就能阻擋它就如妳在有太陽的中午穿T卹外出。UVA輻射無法穿透皮膚及肚子的組織而對胚胎造成曝露。故沒有理由對此有需要關切。

 

Q:我已懷孕了,並在近期將有飛行,但對我的胎兒的可能風險感到憂慮。

A:謝謝妳的問題,來自宇宙線、地球、我們自身及醫療的背景輻射;妳將在9個月的懷孕期間,接受約3 mSv來自天然發生背景輻射。在3萬呎高度飛行將增加一些來自宇宙線的曝露,但卻降低了在地球的輻射曝露。故在商業飛行對生殖的風險是如此的微少致無法量測得到。妳亦可參考我們懷孕與飛行的資訊表單:information sheet

 

Q:我可能在工作時受來自衛星天線之輻射曝露;而我已懷孕,我是否合適繼續工作?

A:對於電視電纜或微波傳輸接收的衛星天線,並不發射任何射頻或電磁場(EMF)信號,而對鄰近人員造成健康之傷害。妳也可以參考我們的資訊表單(information sheet)

 

Q:偶然地,我讀到電力線引起生物效應,而其對小孩是特別地有危險。我已懷孕了並憂慮電力線可能對我的胎兒有甚麼效應?

A:文獻中建議你關切的問題是沒有理由的。當大多數公眾關心有關電力頻場(電磁場或EM輻射)已集中在癌症,亦曾被建議可能將非游離輻射EM曝露及其他各種人類健康問題加以連結。

有關流產與出生瑕疵曾聚焦在如視頻顯示終端機(video display terminals, VDTs),就如在電力線一樣。很少有連結電力頻率場曝露與出生瑕疵與流行病學或實驗室所支持之文章。有文章評論是否產前的EM曝露與生物效應有所相關。Huuskonen et al. (1998), Robert (1999),與Brent (1999)等人,曾在這領域文獻有詳細的評論。如下:
參考文獻
Huuskonen H. et al.:
Teratogenic and reproductive effects of low-frequency magnetic fields. Mutat. Res. 410:167-183, 1998. 
"整體而言,流行病學的證據不建議受[電力射頻場]磁場曝露與負面生殖結果間的強烈相關性…動物研究?並不建議與胚胎成長或生殖有強烈的效應。”
Robert E.: Intrauterine effects of electromagnetic fields-(low frequency, mid frequency RF, and microwaves): Review of epidemiologic studies. Teratology 59:292-298, 1999. 
“沒有具說服力的數據說明[電磁場曝露]對懷孕婦女或可能的父親,在職業性或每天生活曝露中,會對人類生殖程序有任何傷害。
Brent RL.: Reproductive and teratologic effects of low-frequency electromagnetic fields: A review of in vivo and in vitro studies using animal models. Teratology 59:261-286, 1999.
"涉及非人類哺乳動物生物體的研究,對有關胎兒成長、先天性畸形、胚胎損失及神經行為發展,主要看法是負面的,故不支持電力射頻場曝露導致生殖毒性的假說。”
對於更多的資訊,可造訪下列網頁Power-Frequency Fields and Cancer的FAQs;或妳可以在這個網頁website在尋找額外資訊。

 

Q:我知道當在使用微波爐時,我們應不會讓食物無人看管;但我已懷孕且不知道當微波爐在操作時,我靠近站著是否安全的?

A:現行微波爐的家用操作模式有加屏蔽以降低微波爐輻射水平至最低,操作中微波爐的洩漏是很微小的。因為微小的輻射水平,未曾有使用微波爐造成負面懷孕結果(新生兒的的疾病效應)的報導。妳可觀看有關微波爐的額外資訊:hps.org/hpspublications/articles/microwaveovens.html或在Q&A清單:hps.org/publicinformation/ate/faqs/microwaveovenq&a.html

 

Q:我在工作或生活中常使用手機,上週我懷孕了,請問我若繼續使用手機是安全的嗎?

A:手機發射中度頻率微波電磁(EM)輻射,它跟X射線的輻射是大不相同的。進一步地說,其輻射量是非常小的;這種型式的曝露,並不會讓妳的胚胎增加可量測到的出生瑕疵風險。
我們亦有額外手機資訊在我們的網頁website上。

 

Q:我已懷孕了,而醫生要求我做MRI磁振造影檢查,以排除我背痛的一些原因。這會對我的胎兒有風險嗎?

A:在科學文獻中沒有證據,顯示對一個懷孕婦人執行標準磁振造影(magnetic resonance image)診斷,將會引起胚胎生物效應。文獻建議在診斷水平的磁振造影場強度,並不影響到在胚胎體內DNA合成、細胞循環或增殖動力學。美國食藥管制署(Food and Drug Administration, FDA)及其他管制機關,均嚴格地限制磁振造影場的強度。
對更多的資訊,有關磁振造影掃描與生物效應的文章,可在GE Healthcare網頁上取得。

 

Q:我的同事們與我整天與電腦為伍,有些同事們懷孕了,我憂慮是否發射自電腦的輻射對他們的胎兒有任何風險。

A:某些舊式的電腦(在80年代或之前製造的)發射可量得到的非游離輻射電磁場數量;而在80年代後葉,發表一些出版物後導致出現了慌亂的情事,而被放在頭版上稱這些同事可能會曝露比它他們應該接受更多的電磁場輻射。結果,製造商重新安排如何製造電腦,而如今就比較困難去找到曝露較高電磁場輻射的電腦了。妳真正應不必擔心因為妳已懷孕但仍使用電腦。我們有電腦發射問答集computer emissions的網頁。

 

Q:我是一位女性安全警衛並使用可攜式無線電機做聯繫。我們十分頻繁使用無線電機。我已懷孕3個月了,並也擔心我使用這些無線電機是否會對我的胎兒造成影響?

A:雖然妳說的裝置是使用射頻能量(射頻輻射),在這些裝置旁工作的人所受曝露,正常來說是非常地低的。這些裝置典型地在所謂工業、科學及醫用頻道帶;這些頻道被聯邦通訊委員會所指派分配,以確保在這些射頻操作時來自裝置的洩漏,將不會干擾到敏感的無線電與導航設備。ISM頻率大多普遍在美國被使用於如13.56, 27.12與2450 MHz(百萬赫)頻率上。

檢視了從裝置洩漏的射頻展示了其對員工所受射頻之曝露,遠低於對職業與民眾的最高容許曝露值(maximum permissible exposure values, MPE),當射頻場能被發現接近MPE值時,通常只有在離設備某些部份幾公分(約1吋)範圍內。根據典型的曝露類型,這不被考慮為是有危害的。

低於MPE的射頻能量的曝露被認為對健康的員工、懷孕婦女、與胎兒是安全的。壓倒性比重的科學證據明確地展示相關於射頻能量曝露的生物效應,是有閾值效應的;也就是說,除非曝露水平足夠高,否則不管曝露時間多久也不會有效應。這與游離輻射十分不同,例如,X射線及核子輻射。不像游離輻射曝露,低水平射頻能量(或非游離輻射)是不會累積的。如此一來,可直接地推導出安全限度。藉在最敏感的生殖效應發生閾值,再加上安全因數,已發展出保守的曝露指引以確保安全。

若認為有需要,可藉由商用手提式儀具 (稱為寬射頻場強度偵檢器、偵檢儀或危害物探頭)所量測到。這些裝置同時量測跨越整個有被校正過的能譜部分之總射頻場,例如300 kHz至6,000 MHz或更高。不同的製造廠牌,如Holaday Industries或Narda,其顯示盤面有”射頻電力密度(RF Power Density)”、”場強度平方(Field Strength Squared)"(若射源頻率已知的話,可直接與MPE比較)或”MPE比例(MPE的百分比)"。該讀值代表量測點之總結合射頻環境狀況。

 

本文譯自 Health Physics Society-Frequently Asked Questions - Pregnancy and Radiation Exposure
http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/pregnancyandradiationexposure.html 

原子當它們衰變後去那兒呢?

原子當它們衰變後去那兒呢?

Q

原子當它們衰變後去那兒呢?

A

簡單的回答你的問題是:大多數時間,由放射性衰變產生的原子保持在它們所產生的地方,但這並非總是如此吧!以下為可能對你有幫助的一些資訊:

 

當放射性原子進行核子衰變時(最顯著的衰變模式有:阿伐衰變、貝它衰變、電子捕獲與自發分裂),正衰變中的原子核進行有關在原子核內質子數改變,而造成其特性的轉換。所有放射性衰變均為自發的,所以,是一種放熱的過程。在衰變的時候,衰變能量由殘餘原子(在這時,真正的為一離子)與在當下產生的任何粒子及/或光子輻射所瓜分。

 

例如,當一個放射性原子進行傳統貝它衰變時,原子核裡的一個中子會轉換為一個電子(稱為貝它粒子)與一個質子,加上一個第三粒子稱為反微中子(antineutrino,為一反粒子幾乎沒有重量且不帶電荷)。其中,貝它粒子與反微中子立即從原子核跳出並完全離開原子。殘餘的原子核則會較原衰變原子核多一個質子,具有與週期表相同元素的特性。殘餘原子核則少了一個圍繞著它的電子以維持電中性,如此一來,初始該”原子”所產生的為一個離子。

 

在典型的貝它衰變幾乎所有衰變能量被分配到貝它粒子與反微中子間;而最後,由於動量守恆定律的限制,使得殘餘離子攜帶著很小部分的衰變能量。例如,當鈷-60藉由貝它衰變,其中貝它粒子擁有最大的動能約0.3 MeV;當反微中子能量為0時,貝它粒子能量為最大。而鎳-60所產生的離子其最大的動能約只有3.5 eV。這是一很小的能量,剛好足夠用來打斷一或兩條化學鍵,但在大多數的案例下,無法使殘餘原子脫離它的周遭;而該離子很快地由周遭取得一個電子,使其達成電中性。接著,它會停留在它原產生物質中,做為一外來原子。

 

對於其它衰變過程,其狀況有些不同;假如我們考慮阿伐衰變,衰變產物為一個阿伐粒子與殘餘產物離子,它比原衰變中原子少了兩個質子與兩個中子。殘餘產物離子有一初始-2電荷(因為它較中性原子多了兩個電子),但它從衰變位置回彈時,這電荷通常會損失且甚至有更多的電子可能由殘餘原子脫離。阿伐衰變與貝它衰變間有一重要的不同,是阿伐粒子比貝它粒子重很多,有7,000倍的重。就是這相對大的重量,當衰變發生阿伐粒子藉由從衰變過程所獲得的動能在一方向推進,而殘餘離子以動量守恆所得足夠能量的相反方向回彈。它變得阿伐衰變大部分是侷限在相對地重質量數原子核,如典型地質量數在200以上者。對典型的阿伐粒子能量在5-6 MeV,回彈的離子將會有動能在100 keV等級。

 

假如化學/物理鍵能量在1-2 eV或如此,這能量已足以讓離子克服限制它移動的力量。這結果有一些重要的蕴涵,例如,

當工作人員在處理具高濃度阿伐發射體的高放射性溶液或甚而是固態物質時,曾被觀察到放射性物質會從打開的容器離開到該區域內不同的其他位置,看來似乎是在其擁有的動力下所為。這是發生在接近溶液或固體表面的阿伐衰變,而這相對大的殘餘離子回彈動能將分佈在其緊接周遭上。這能導致許多原子聚集(aggregate)並從其表面脫離;這聚集可能包含大量的放射性原子,然後可能在空氣中被捕獲並被攜帶到不同位置;及/或另一阿伐衰減可能在該聚集發生,並引起另一片聚集移動及傳送到另一位置。這種過程有時描述為放射性物質的自發”蠕變(creep)”,所以,當工作人員在處理高放射性阿伐發射物質時,對其密封應有特別的注意。

 

相同的"聚集回彈”現象,也曾在放射性阿伐發射體通過高效率空氣過濾器材質時被發現,但在正常下幾乎不會有被其他特別物質所穿過的情形。在這個案例,放射性聚集在污染空氣通過過濾器時,被收集在過濾器表面上。當聚集發生阿伐衰變時,回彈能量有時被撕裂並脫開為一小的聚集,它被移動中的空氣流所夾帶而被帶進去過濾器更深的位置。最後,有些放射性活度可能就以這一連串發生的衰變而穿透過濾器。

 

不管阿伐衰變的殘餘離子在那裡結束,它會達成電中性並做為一個外來原子停留在它的鄰近原子間。在一個聚集粒子的案例,從其原始衰變產生的原子所攜帶而來,該原子的緊鄰可能是那些與原始衰變原子是一樣的,但該聚集可能位於與其原來位置非常不同的地方。

 

其他的衰變模式將不在這裡被討論,因為大多數主要考量應用到你的問題,已被上述考慮的案例所涵蓋。有一些在特殊的情況是重要的原子特性改變與移位,有其額外含意,但它們已超過這個討論所想要達成的範圍了。

 

HPS FAQ: 懷孕與安全檢查

Q:我關切有關出現在機場到處的全身掃描器。我關切有關這種你將腳站在固定位置並舉起你的手臂高過身體停留約5秒。

我新近懷了第一個小孩並試著尋找一些有關這些事情的實質研究,我能找到一合適的有關一般健康安全的文獻,但幾乎沒有任何值得信任的有關在懷孕方面(任何階段)的潛在效應。

我承認我現在有點情緒性,但當我了解我在這個月初通過一機場的全身掃描器甚而不到1秒鐘,我今天開始哭泣了。我了解懷孕線上信息版被具偏執狂的婦女所填滿了,但讀了它們後讓我感到害怕,因我可能不知道/不必要的對我的胃出生嬰兒造成傷害。

我應選擇搜身嗎?或我應在未來選擇搜身嗎?我想要在你的網頁看一些有關這些新機器對懷孕影響的資訊,特別地,因為我將在我生產前還會有幾趟的飛行。該技術似乎相對新穎,而令我甚而更不確定哪一個警告應遵守。曾經有做過懷孕期對胚胎影響的具體研究嗎?

A:有兩種掃描器,射頻掃描器並不使用游離輻射,所以,既不會對你也不會對你的未出生嬰兒因輻射曝露造成危害。

而全身X射線掃描器使用非常低能量與低強度的輻射,故未出生嬰兒不會曝露在任何可能對胚胎增加成長風險的輻射。

X射線是如此的低而並不會穿透皮膚,而只會在你的體外軀幹輪廓畫一圖案。而你的體內器官幾乎不接受劑量。

這些裝置請參"Safety for Security Screening Using Devices That Expose Individuals to Ionizing Radiation."

記住我們周遭所有的輻射,這些非常低曝露代表不會對未出生嬰兒增加風險。若你是健康的且沒有個人或家族生殖或胚胎成長的問題,則你開始懷孕後會有3%的出生瑕痴風險,以及15%的流產風險。這些是所有懷孕婦女面對的背景風險。

 

Q:我已懷孕了,並在一法庭操作一X射線機器;主要是用來掃描人們所攜帶的物品,我應該要有任何關心嗎?我應繼續工作嗎?

A:行李X射線發射X射線就如同使用十分低水平的醫用X射線機器。操作人的位置有非常好的屏蔽且真的不會對任何人有曝露。故當你懷孕期間,你繼續工作是安全的。

 

Q:做為一位懷孕婦女,通過機場安檢會對我的嬰兒造成風險嗎?

A:通過一機場安檢站並不會對一懷孕婦女或她的未出生嬰兒造成風險;金屬探測器並不知道會對個人造成任何風險。該裝置用來掃描你的隨身攜帶物品,它有完善的屏蔽不會對那些通過的造成風險。

 

Q:我進入機場X射線安檢器,它是用來查看我們攜帶物品,我會得到多少輻射曝露?

A:這些都不需要你煩惱,機場X射線機器與聯邦、州局署使用的機器一樣,是用來檢查公事包與包裹 只會較醫院與診所用給予更低劑量的X射線機器,且幾乎是量不到的。它們如此設計是因為他們不用看得那麼仔細,且不是設計來檢查非常大型物件,以及通常是用來檢查真的在影像中的”突出物”(如金屬)。

在所有可能地,你的手不會在真的射束上,這會使你的曝露更低;進一步地說,手與腳相對而言較身體其他部位有非常高的輻射愾受力。

 

Q:像那些來自用在機場安檢裝置的輻射,會影響通過它們的物品如嬰兒奶瓶、食品、植物、電子裝置(手機)或藥品(像對心臟用可注射的耐絞寧舌下錠)

A:來自這些裝置的輻射曝露太低了以致於會影響任何通過的物品(但某些型式的照相底片,可能會被感光),甚至重複曝露。除此之外,萬一你仍有憂慮的話,在曝露完成後,不會有任何殘留輻射在受曝露物質中。

 

Q:來自如那些機場使用的安檢裝置的輻射,若經常通過時是否會影響衣服?我有一件Gore-Tex®夾克經常穿著通過安檢裝置。

A:輻射曝露在衣服上甚至是Gore-Tex®夾克的數量太小了,以至於無法使材質劣化;這些掃描器指出對來自一次掃描的輻射曝露,大約是我們每天來自天然發生輻射(通常稱為背景輻射)所接受曝露的1/10。

 

Q:我經常旅行(至少每週1或2次),且在可見的未來將繼續如此。顯然地,我必須每次旅行至少須通過金屬探測器兩次。在這長期間的輻射曝露對我會有甚麼效應?

A:金屬探測器並不曝露你在游離輻射,如X射線;也不是作為魔杖用來個人安檢。金屬探測器由產生低強度磁場通過從探測器一邊至另一邊來操作。若金屬物件通過該磁場,該磁場將在金屬物件產生第二個磁場。因為那第二磁場會破壞第一個磁場,探測器感應到這改變並發出警告。磁場是輻射的一種形式,但它們被稱為非游離輻射。這意思磁場並不產生如游離輻射(如X射線)的額外、傷害輻射。低於某一強度的磁場被考慮為安全的,因為它們將不對個人引起任何生物傷害。做為參考,核子共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)被考慮是安全的且使用較金屬探測器高的磁場強度。結論為:因為它的非游離輻射性質,在金屬探測器產生的磁場,將不會引起對人有傷害,甚至是例行及/或重複的掃描。

 

本文譯自 Health Physics Society-Frequently Asked Questions - Pregnancy and Security Screening
http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/pregnancyandsecurityscreening.html 

輻射曝露與懷孕

事實清單20106月出版;20176月修訂(Fact Sheet Adopted: June 2010 Updated: June 2017)

 

    孩子的誕生是個生命改變的體驗;但很難去為妳自己準備歡愉—而是帶來憂慮—在妳的懷孕期及之後的哺育妳的嬰兒。它能夠是一真實的喜悅,但依據經驗並不確定。不幸的是,可能來的是,當保健人員來勸妳做一些醫療程序讓妳想像會使妳的未出生的胎兒處於風險。故在本事實清單內的資訊是企圖去幫助回答:「懷孕期涉及輻射的醫療程序是否增加胎兒的風險?」簡短答案為:在懷孕期涉及輻射的醫療程序極少增加對妳胎兒引起的傷害。這份事實清單將提供在懷孕期有關輻射曝露的一般資訊及進一步研究參考文獻。

 

    每個人均曝露在輻射中,根據NCRP-160報告(NCRP 2009),美國民眾個人由於背景輻射平均每年的輻射劑量約為3.1 mSv。但當然啦!這個數字在美國會有很大的變異性,例如,住在美國的3億人中的 3.1百萬人所接受的年背景劑量會超過20 mSv。天然放射性物質在食物中被發現,如香蕉內的K-40;而天然發生的鈾與釷可能存在建築材內,如磚與混凝土,故不可能避免受到游離輻射的曝露。

   

    除了不可避免的背景輻射外,人們來有來自核醫掃描或醫用X光等的輻射曝露。假如妳是或想像有可能妳要懷孕,並被告知妳有涉及輻射或放射性物質的診斷或治療時,則妳需要與妳的健康照護人先討論可能的風險。

 

    許多在懷孕前或懷孕期,接受輻射曝露的婦女的研究,建議輻射劑量對於出生瑕疵不會有太大的風險。這些是經由曾在長崎、廣島原子彈倖存者,以及接受X光檢查,放射性核種醫藥試驗與其他醫用輻射程序的懷孕婦女等之研究所完成,因為X光是在一百年前發現的,婦女曝露在醫用輻射已大量的增加了,而出生瑕疵與流產率則變化很少。

 

    潛在輻射效應將依照胎兒發展的階段及所接受輻射劑量多寡而異,根據NCRP-174(NCRP 2013)報告,低於100 mSv應不會增加生殖效應(出生瑕疵或流產)的風險。如懷孕進程,劑量相關於負面生殖效應(也就是說,需要較高的劑量才會引起負面的生殖效應)增加,直到約懷孕20週。而20週之後,相關於負面生殖效應的劑量在剩餘懷孕期大約相同。即使這是真的,輻射劑量增加是能導致胎兒的不正常,但在醫學上會遇到胎兒劑量水平達到這個等級是很少有的。

   

    若在妳的懷孕期間,妳考慮進行肚子/骨盆X光或電腦斷層(CT)掃描、核醫藥試驗或任何輻射治療型式時,先與妳的醫生或婦產科醫師討論。妳的醫生可能會與符合資格的物理師、放射師、腫瘤科醫師或核醫藥醫生(視程序形式而定)討論,以決定最好的處理選項;妳的醫生將協助妳了解是否有任何潛在顯著增加的風險,若有想得到的風險,醫生應跟妳討論是否該程序可延遲至妳的胎兒出生後再執行,或採用其他能夠被取代的醫療程序,如超音波或核磁共振檢查(Radiological Society of North America [RSNA] 2017)。但假如妳是在生死交關的情形下,妳的醫生將決定那一個程序是適當的(若妳能夠參與討論的話,會與妳討論)。

   

    根據美國放射學學院(American College of Radiology, ACR)與北美放射性協會(Radiological Society of North America, RSNA)的說法,若肚子或骨盆未受成像照射(如只是對胸腔或頭部做CT)時,則對胎兒的輻射所需要關切將是極小的。大多數個人診斷X光程序不會導致超過100 mSv閾值。然而,某些醫療程序可能導致風險增加(ACR/RSNA 2017)。

 

    核醫藥程序涉及放射性物質注入身體內時,放射性活度在懷孕婦女的尿液與腸道時,可能對胎兒造成中度的劑量;而有些合成物則會經由胎盤進入。一旦胎兒出生,婦女若選擇母乳哺育嬰兒,則必須在接受核醫藥物進行核醫藥檢查後,暫停止哺育嬰兒一段時間。核醫藥職員應提供懷孕婦女有關胎兒的潛在劑量,以及告知哺育媽媽她們應甚麼時候該中斷哺育。

 

    若妳在已經完成會讓妳關切的試驗或處理後,才發現已懷孕了,你應諮詢安排你做試驗的醫師;若醫生不知道該資訊,他或她應向醫學物理師或保健物理師諮詢,以估計對胎兒的輻射劑量。所估算的輻射劑量與妳胎兒的成長階段,將有助於醫療團隊來決定潛在的健康風險。這個資訊應與妳的個人醫生分享。

 

    若妳已懷孕且規劃了醫療程序涉及輻射或放射性物質,應告知執行妳檢查的人,妳已懷孕了。若在懷孕期時,妳關切有關輻射曝露,則與妳的醫生討論。妳的醫生應會找尋幫忙蒐集與解釋妳需要的相關資訊,以針對妳的情形作最佳決策。

 

 

註:單位mSv(毫西弗,millisieverts)是用來描述吸收劑量及等效劑量以改善易於讀取與理解該資訊。

      更多的有關輻射與懷孕問題與答案,可在保健物理學會"Ask the Experts"網頁上找到。

 

參考文獻:

  1. American College of Radiology/Radiological Society of North America. Computer tomography (CT) safety during pregnancy. April 2017. Available at: http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=safety-ct-pregnancy. Accessed 5 June 2017.
  2. National Council on Radiation Protection and Measurements. Ionizing radiation exposure of the population of the United States. Bethesda, MD: National Council on Radiation Protection and Measurements; NCRP Report No. 160; 2009.

保健物理與醫學物理間有何不同?

  保健物理是物理或生物物理的一支,關切輻射物理與輻射生物;處理如何在學術、政府、工業、醫學、核能、研究,以及其他民用與軍用的輻射應用等方面,安全地使用游離與非游離輻射。

 

  而醫學物理亦是物理或生物物理的一支,其與在診所、醫院、私人執業院所或大學的輻射物理應用相關。它包括診斷放射性物理醫用保健物理,以及醫用核子放射性物理治療放射性物理等領域。

 

  診斷放射性物理處理有關診斷應用及安全使用來自密封射源、超音波輻射、無線射頻輻射及磁場的X射線、加馬射線,以及主要用在診斷放射學與心血管及較少範圍的其它醫用領域。

 

  醫用保健物理處理有關對於病人與人類研究議題診斷與治療目的之X射線、加馬射線、電子或其它荷電粒子束、中子、放射性核種、放射性藥物及來自密封放射性核種射源之輻射。醫用保健物理師會與來自其他醫用領域物理學家,以及與利用輻射在病人照護與研究的醫生、技術員、護士和其他醫學部門人員,進行合作交流。

 

  醫用核子放射性物理處理有關診斷與治療應用,以及在核醫(有時稱為分子影像)與內分泌學方面,主要在放射性藥物的安全使用。

 

  治療放射性物理處理與有關治療應用及X射線、加馬射線、電子或其它荷電粒子束、中子、放射性核種、放射性藥物,以及來自密封放射性核種射源,主要用在腫瘤治療之輻射安全使用。

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