銫-137你了解多少

李國平 羅孝如

2021年11月，一批從境外進口的樟子松板材在上海洋山港卸載。貨物在通過洋山海關關卡時，觸發核輻射警報。海關人員隨即對板材進行放射性檢測，儀器檢測結果為人工核素銫-137。樣品送至實驗室檢測發現，其銫-137的放射性活度超過了國家規定標準。上海海關判定該批貨物屬于被放射性污染的物品，并于11月30日依法將199.5噸被放射性污染的樟子松板材退運出境。

那么，銫-137究竟是一種什么樣的物質？它是如何產生的？有哪些用途？對人類有哪些危害？我們又該如何防護呢？

銫-137的物理化學性質是什么

銫是一種極為活潑的堿金屬元素。在已知的100多個元素中，其電負性較小，即失電子并形成陽離子的能力是非常強的，在光照射下易放出電子。該元素溶于液氨，并與之反應生成氨基化合物和氫氣，遇水發生爆炸反應；在空氣中燃燒，主要產物是超氧化銫；能與磷、鹵素和硫等直接反應生成相應的二元化合物；與醇類反應生成醇鹽及氫氣。銫-137是質量數為137的銫的放射性核素。符號為Cs-137，半衰期為30.174年。137Cs的衰變過程是β-衰變，衰變過程中發射兩種β-粒子，最大衰變所釋放的能量分別為0.512兆電子伏和1.17兆電子伏。

它是如何產生的

銫-137的來源主要有以下三種：一是原子彈、氫彈等核武器試驗；二是核武器制造過程中所產生的放射性廢液；三是核燃料后處理廠的放射性廢液和核電站核反應堆的放射性廢物等。因此，環境中的銫-137主要來自：一是在大氣層核試驗時，核彈爆炸所釋放產生的放射性落下灰；二是核電站發生爆炸事故，向大氣釋放的放射性銫-137隨氣流運動逐漸降落到地表。2011年，日本福島核事故發生后，放射性物質隨著洋流向其他海域擴散。2017年，在太平洋白令海和北冰洋楚科奇海檢測出福島核事故泄漏的銫-137。

主要用途有哪些

銫-137是一種常用的γ放射源，可用于校對醫治癌癥的放射治療設備，也可以用于校對用來監測放射治療人員及病人所接受的輻射水平的輻射監測儀器。其主要用途有：一是制作工業γ放射源，用于密度測量、厚度測量、核輻射稱重、卷煙密度測量、測井、煤炭勘探開發等；二是醫用γ放射源，氯化銫注射液可用于心臟掃描，輔助診斷心肌梗死等病變，還可用來診斷甲狀腺腫瘤及癌癥治療；三是用于農業及生物學，高活度銫-137源可用于輻照育種、輻照貯存食品、醫療器械的殺菌等；四是用于制作同位素電池和同位素熱源；五是可作為核電站事故的信號核素；六是可制成137Cs-137mBa放射性核素發生器。

危害有哪些

銫-137的性質和大部分放射性核素的性質相同，它可以長期存在于環境中。但是這種長期性和生態系統的特性有關，其決定因素在于土壤的性質。相對于黏土含量較高的土壤或沉積物，通過土壤或沉積物內部化學鍵的相互作用，能夠把銫-137牢牢地吸附住。在這種情況下，土壤就成了銫-137的儲存庫，動植物也就只能吸收環境中非常少部分的銫。與之相反，某些砂性土壤對銫-137的固定能力差，因為在砂性土壤中陽離子交換容量有限，導致砂性土壤不能夠牢固地吸著銫-137。在這種情況下，就會有較多的銫-137被動植物吸收，繼而在生態系統中長期循環。

自然環境中的銫-137很容易進入人體，其主要方式是通過食物鏈。銫-137被植物吸收，再通過食物鏈進入動物和人體內。同樣，空氣中的銫-137經呼吸道等途徑也可進入動物和人體內。

銫-137對人體有損傷效應，主要是因為它衰變后變成137mBa，137mBa會釋放γ射線，雖然其半衰期僅2.55分鐘，但是造成的損傷效應卻非常大。其進入人體后，主要滯留于骨骼和肌肉組織中，引發軟組織腫瘤導致癌癥，如甲狀腺癌、卵巢癌、乳腺癌、膀胱癌、膽管癌等。它對人體的慢性損傷還表現為各種組織和器官的炎癥性病變，最明顯的是肺部、胃腸道、泌尿道及生殖系統炎癥。當人體攝入量超過0.25Gy時，將導致神經系統和造血系統損傷，以及非正常生育乃至絕育；攝入量超過6Gy會致死。因此，銫-137對人體的輻射危害很大，我們應對生物體內的銫-137含量進行長期的監測管理和控制。

民眾該如何防范

為防范銫-137對人體的傷害，民眾可通過三種簡單方法防范。一是盡量遠離輻射源。劑量率與距離的平方成反比，即離輻射源越遠，人員所受的危害也就越小。民眾可通過遠離銫-137放射性核素，有效避免或減輕其對人體的傷害。二是盡量減少接觸輻射源的時間。人員所受到的累積劑量與受照射的時間是成正比的，減少停留時間就意味著人員受照射的劑量少，所受到的危害也小。因此，由于工作需要，需要接觸銫-137放射性核素時，應盡可能地減少人體在該環境下暴露的時間，并做好劑量監測，嚴禁超過控制劑量標準。三是采取有效的屏蔽措施。我們通常用鉛來作屏蔽，防止射線對生命體的傷害。在獲知環境中含有放射性物質銫-137后，民眾應利用口罩等就便防護器材進行呼吸道防護，防止放射性核素進入體內，并及時進入建筑物或其他相對封閉的空間，關閉門窗和通風系統，避開門窗等屏蔽差的部位進行隱蔽。