氪-85(核素符號85Kr)是惰性氣體,人體不能吸收,放出的β射線的能量較小,同時也不易從廢氣中分離,所以目前世界各國的核燃料後處理廠都直接將它排入大氣。因此,85Kr在環境中的遷移日益得到人們的關注。
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環境中的遷移
由於85Kr是惰性氣體,人體不能吸收,放出的β射線的能量較小,同時也不易從廢氣中分離,所以目前世界各國的核燃料後處理廠都直接將它排入大氣。因此,85Kr在環境中的遷移日益得到人們的關注。
排入大氣的85Kr可溶于海水,但進入海洋的相對量不大,約為空氣中氪含量的3%(重量);氪被雨水吸收的量受溶解度及穩定氪的限制,據估算僅為空氣中氪的1/106;氪經乾沉降及微塵沉降進入地表的量均較少;因此,85Kr大部分留在空氣中。
環境水平及人體照射途徑
環境水平
排入大氣的85Kr傾向於均勻地分布於整個大氣層。據報導,地面空氣里的85Kr濃度分布是很均勻的;兩半球之間雖有一些差別,但差別不大,在1964年,南半球的濃度約為北半球的80%。因此,可以認為,在地球的整個對流層,85Kr的濃度是近乎均一的。各種來源85Kr產生量如下:
(1)自然產生的85Kr的量很少,其平衡量僅約5.55×1011Bq(15Ci)。
(2)蘇美1945—1962年進行的核武器實驗造成的85Kr積累量約2.59×1017Bq(7.0×106Ci);截至1976年年底,由世界各國生產軍用鈽而釋放入大氣中的85Kr的量為1.1211×1018Bq(3.03×107Ci)和7.4×1016Bq(2.0×106Ci)。
(3)核動力堆得到了較大的發展,目前排入大氣的85Kr主要是核動力工業釋放的。
人體照射途徑
85Kr基本上是一個純β放射體。若在85Kr濃度為3.7Bq/L(1×10−9Ci/L)的無限大空氣介質中連續輻照後,外照射劑量按中心點劑量的50%計算,一些組織和器官的吸收劑量率見下表。從中可以看出,幾乎所有的劑量都是屬於外照射的。對全身和性腺的劑量,γ輻射和軔致輻射的外照射占95%;β輻射對皮膚的外照射約占99%。需要指出的是,表中提出的β皮膚劑量僅適用於皮膚的表面,所以數值偏大。對照射劑量來說,更重要的是皮膚表層的受照劑量。
在85Kr濃度為3.7Bq/L的無限大空氣介質中軀體一些器官和組織的吸收劑量率
器官組織 | γ輻射和軔致輻射/(mGy/a) | β輻射/(mGy/a) | 合計 mGy/a | ||
外照射 | 內照射 | 外照射 | 內照射 | ||
皮膚 | 0.164 | 20.76 | 20.92 | ||
全身 | 0.134 | 0.00002 | 0.0076 | 0.142 | |
性腺 | 0.164 | 0.000007 | 0.0028 | 0.167 |
人體健康風險
(1)遺傳效應。1970年,世界上由85Kr引起的性腺平均年劑量估計為2×10−9Gy。如遺傳危害與劑量是線性關係,則1970年每10億人口中可能有0.07~1.2例由85Kr引起遺傳傷殘,到2000年,也只增加約100倍。所以,由85Kr引起的遺傳傷殘也是很少的。
(2)致癌效應。據美國國家科學院-國家研究委員會的報告估計,全身連續受到輻照引起的惡性疾患危害為150~200例·10−6人·rad−1·a−1。按此數據推算,1970年每10億人口中有0.012~0.016例死於85Kr引起的癌症。
與軀體其他組織相比較,85Kr對皮膚有相當高的劑量。但考慮到遭受核子彈襲擊後的倖存者和其他一些受過輻照的人沒有產生過多的皮膚癌。因此,與軀體的其他組織相比較,皮膚對輻射致癌不敏感。