核污水里的“氚”是什么？—小輻來(lái)回答（系列三）

公眾1：小輻，小輻，核污水里有個(gè)核素氚，我聽(tīng)說(shuō)很難去除啊。

公眾2：是啊，我也關(guān)注到了，據(jù)說(shuō)就是氫的同位素，帶有放射性。氚水也被稱為超重水。

公眾3：我聽(tīng)說(shuō)，氚水對(duì)人體危害很大，絕對(duì)不能飲用，是真的嗎？

公眾4：小輻，你能詳細(xì)給我們講講“氚”是什么嗎？

小輻：大家稍安勿躁，這期我來(lái)給大家講講氚。

問(wèn)題一：氚是什么呢？

氚的特性

氚是1號(hào)元素氫的放射性同位素，通過(guò)發(fā)射β粒子進(jìn)行衰變，半衰期為 12.3年。氚釋放的β粒子在空氣中的射程僅為6mm 左右，不會(huì)穿透皮膚的角質(zhì)層，可以被玻璃、塑料或金屬完全吸收。然而，氚一旦被生物體攝入、吸入或通過(guò)皮膚吸收，在體內(nèi)將釋放出 β 粒子，會(huì)引起一系列生物學(xué)效應(yīng)。

問(wèn)題二：氚有什么用呢？

氚在日常生活中的應(yīng)用

在日常應(yīng)用中，氚元素電池可以用于支撐手表、助聽(tīng)器等電子設(shè)備。氚水還可作為標(biāo)記化合物用于研究石油層中水流的分布及地下水的運(yùn)動(dòng)。氚也可用于生物合成、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)制的研究。

問(wèn)題三：氚會(huì)進(jìn)入人體嗎？

氚以氚氣、氚水和有機(jī)結(jié)合氚三種化學(xué)形態(tài)存在，它們通過(guò)吸入、食入、皮膚吸收進(jìn)入人體。由于氚水表面積很大，吸入的氚水蒸氣能夠全部擴(kuò)散至血液。飲入氚水后，經(jīng)40～45min就被完全吸收，吸收部位主要在小腸，97%的氚水是經(jīng)過(guò)腸粘膜毛細(xì)血管吸收到門靜脈系統(tǒng)，然后分布到全身。值得注意的是，有機(jī)結(jié)合氚可通過(guò)胃腸道吸收，并可通過(guò)胎盤傳給胎兒。

機(jī)體吸入核素氚后，絕大部分隨著呼氣排出。氚水可以經(jīng)尿液、汗液排除，唾液、乳汁和糞便中也有少量。

問(wèn)題四：氚的毒性有多大？

氚需要較大劑量才會(huì)出現(xiàn)損傷或誘發(fā)急性放射病，這使得人們通常很容易忽視其毒性。電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)包括有害的組織學(xué)反應(yīng)（確定性效應(yīng)）和隨機(jī)效應(yīng)。氚誘發(fā)的隨機(jī)效應(yīng)，包括輻射致癌和遺傳效應(yīng)，一點(diǎn)也不容忽視。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)氚的生物學(xué)效應(yīng)研究表明，低水平慢性攝入氚水(HTO)可導(dǎo)致白血病和其他惡性腫瘤；HTO多代照射可導(dǎo)致小鼠特定癌的數(shù)量增加, 氚劑量率與白血病發(fā)生率有密切關(guān)系；用HTO和3H-TdR注射給小鼠，可觀察到小鼠精原細(xì)胞的易位率和睪丸質(zhì)量指數(shù)隨劑量而變化。此外，低劑量氚水宮內(nèi)照射可使仔鼠體重、張耳和出牙等發(fā)育指標(biāo)及翻正反射、向親性行為和視覺(jué)定位等反射行為和感覺(jué)功能指標(biāo)受到不同程度的影響。

國(guó)重室研究團(tuán)隊(duì)近年年來(lái)開(kāi)展了一系列氚的毒理學(xué)研究，觀察了氚水暴露誘發(fā)的斑馬魚生長(zhǎng)發(fā)育異常，以及低劑量氚水與木黃酮聯(lián)合暴露誘發(fā)的斑馬魚心臟發(fā)育異常，從多個(gè)角度揭示了氚的生態(tài)毒性。

各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都提醒我們，氚的毒性一直被低估。2021年ICRP發(fā)布了第148號(hào)出版物《參考動(dòng)物和植物的輻射權(quán)重》一文，總結(jié)了氚的β粒子和α放射性核素的RBE值，文中明確指出，物種之間的RBE 值沒(méi)有顯示明顯的差異，對(duì)于氚的β粒子而言，與X 射線相比集中在1.5～2，與γ 射線相比集中在2～2.5 左右。因此，評(píng)估氚β粒子的損傷效應(yīng)時(shí)，應(yīng)該使用更高的RBE 值。

最后，這期小輻為你來(lái)總結(jié)：無(wú)論是作為生態(tài)鏈頂端人類的放射防護(hù)的需要，還是人類共同體的非人類物種生存的需要，對(duì)氚的毒性效應(yīng)評(píng)估我們都做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，迫切需要對(duì)低劑量氚暴露后的人類和非人類物種的遠(yuǎn)期效應(yīng)和遺傳效應(yīng)做更多更深的研究，以科學(xué)的態(tài)度評(píng)估氚的影響。

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