神秘的冲击:电离辐射

今天的主题是:电离辐射。我们都听说过它,但它到底是什么?我们能做些什么呢?我们该如何在生命周期评估中考虑它呢?通过这个系列,PRé有助于实现LCA社区的目标,在他们的评估中涵盖所有内容,包括大多数人不直接想到的影响。

警告:电离辐射!

电离辐射可能是具有最著名符号的撞击类别。你可能在实验室、医院或后启示录大片中见过它。不管你是从哪里了解到它的,你马上就知道在明亮的黄色背景上描绘的三叶草(黑色圆圈,被三个发射块包围)意味着什么:危险。但是为什么电离辐射如此危险呢?真的有那么危险吗?我们如何测量电离辐射,又如何阻止它?

什么是电离辐射?

首先,让我们来看看电离辐射是如何发射的。它是由被称为放射性核素的放射性物质释放出来的,放射性核素是具有过剩核能的元素(原子)。这使得它们不稳定,有机会分解成不同的元素。在这个过程中,多余的能量转化为电离辐射——以粒子或电磁波的形式发射出去。

顾名思义,电离辐射可以使原子或分子“电离”。这意味着它携带足够的能量将电子从它遇到的原子或分子中分离出来。中性原子或分子具有相等数量的正电荷(质子)和负电荷(电子)。由于电离辐射,电子的分离意味着原子或分子以正电荷离子的形式留下。

并非所有形式的辐射都是电离的。非电离辐射的能量非常低,因此不具备从其他分子中分离电子的能力。如下图所示,非电离辐射的例子有无线电波、微波和可见光。

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在正常情况下,人类无法用感官探测到电离辐射,因此只能用盖革计数器等专门的探测仪器来指示和测量电离辐射的存在。只有极高剂量的电离辐射才能被感觉到,比如皮肤上的灼烧感。检测仪器至关重要,因为如果人体暴露于过多的电离辐射,就会对健康造成重大危害。

为什么这是个问题?

电离辐射有可能与分子相互作用并改变分子,损害甚至杀死细胞。人体吸收的辐射量称为辐射剂量。根据这个剂量,由于细胞损伤,可能会出现严重的健康问题。

在高剂量下,大量细胞会被辐射破坏,可能导致器官功能受损、皮肤烧伤甚至死亡。由于暴露于电离辐射而导致的直接死亡非常罕见,只在极端情况下才会出现。这方面的例子包括导致第二次世界大战结束的原子弹爆炸,以及切尔诺贝利和福岛的核事故,尽管最后一次事故只造成了一人因辐射直接死亡。

更常见的是低剂量的照射,这样损伤的细胞更少。受损细胞通常可以自我修复而不产生任何后果。然而,有时受影响的细胞没有得到正确的修复,这就增加了患癌症等长期健康问题的风险。年轻人受到电离辐射的健康风险更大,因为他们有更多快速分裂的细胞,他们更长的寿命给了癌症更多的发展时间。

电离辐射对动物和植物也有危险。然而,它们大多具有更高的无线电阻力,这意味着由于细胞的辐射保护机制,它们可以更好地承受电离辐射。例如,更高水平的保护性蛋白质,增加的基因表达和改变的DNA修复。因为没有自然发生的选择压力,使生物对高剂量辐射有更好的抵抗力,无线电抗性是进化适应不同极端环境的结果。

电离辐射的原因是什么?

自然源总有一定程度的本底辐射。在我们呼吸的土壤、水和空气中,可以发现60多种自然产生的放射性物质。这意味着我们每天都会吸入和摄入放射性核素。这通常是无害的,因为每年的本底剂量通常很低。电离辐射还产生于许多领域的人为来源,如核能发电、用于诊断的医疗设备、研究、制造和建筑。

测量电离辐射

最常见的生命周期影响分析(LCIA)方法包括电离辐射作为影响类别之一。例如,《ReCiPe 2016中点》、《ILCD 2011中点+》和《环境足迹3.0》方法。

所有的方法都包括各种各样的放射性核素。其中一些是众所周知的,通常与辐射有关,如铀和钚。其他元素,如镅和钌,则更不为人知。对于所有电离辐射元素,LCIA方法都考虑了水传播和空气传播。

我们怎样才能停止电离辐射?

让我们从坏消息开始:没有办法阻止它。电离辐射无处不在。你的花岗岩柜台上有放射性核素的痕迹,香蕉里有放射性钾-40,还有太阳的直接辐射,尤其是在高海拔的飞机上。但好消息是,这些只是小剂量,只要你不吃太多香蕉或在飞机上花太多时间,我们的身体就能从这些小剂量中恢复过来。

高剂量应用,如x射线扫描仪,尤其是核能,则更为重要。自第二次世界大战结束以来,辐射经常受到批评和抗议。因此,高剂量应用应谨慎操作,从而造成有限的暴露。然而,用于核能生产的铀的提取、加工和处置是电离辐射的主要来源。

因此,在核能为主要电力来源的研究中,电离辐射的高影响是很常见的,例如在法国的电力结构中。减少使用核能是降低电离辐射影响的有效方法,但这是要付出代价的。核能毕竟也是一种非常低碳的能源。就像在可持续发展中经常发雷竞技raybet生的那样,这一切都是关于权衡。幸运的是,我们有LCA支持这样的决策!


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•Oosterhoff

顾问

“满足当代人的需要,而不损害后代满足他们需要的能力”。挪威首相格罗·哈莱姆·布伦特兰于1987年对可持续发展下了定义。尽管这句话是在我出生前8年写的,但从那时起,这句话对世界和我都有意义。雷竞技电子目前,社会仍在努力实现可持续发展,我们正给地球的承载能力带来巨大压力,危及子孙后代满足其需求的能力。雷竞技电子为了减轻地球的这些压力,我致力于支持绿色决策,实现真正的可持续发展,最重要的是,让子孙后代能够满足他们的需求!雷竞技电子

沃特·范·库特维克

沃特于2020年在PRé实习,撰写有关将生命周期评估与联合国可持续发展目标(SDGs)联系起来的硕士论文。雷竞技电子更具体地说,他研究了使用绝对可持续性参考作为产品环境绩效的基准。雷竞技raybet沃特拥有乌得勒支大学科学与创新管理学士学位,莱顿大学和代尔夫特理工大学工业生态学硕士学位。

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