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14 從實驗裡學輻射 15 什麼是「放射性」和「輻射」(六)
什麼是「放射性」和「輻射」(六)

15 什麼是「放射性」和「輻射」(六)

Q16: 輻射為什麼可以用於治療癌症或醫療器械的滅菌,防止馬鈴薯發芽,消滅害蟲?它的機制是什麼?

輻射照射物質之後,組成物質的原子或分子的電子就被擊出。其結果是切斷了分子間的化學鍵,於是原子或分子被游離和激發。例如,水受到大量輻射的照射時H 與O 的鍵被切斷,生成H2 和H2O2 等。由於游離的原子或分子被活化,將引起種種的化學反應。那麼,生物受到輻射的照射會發生什麼事情呢?

首先,生物受到大量的輻射照射之後,切斷了組成生物的分子的化學鍵而被破壞,因此生物體的生物機能被破壞,以致細胞死亡。我們可以利用這一點來破壞癌細胞或微生物,進行癌症的治療或醫療器械的滅菌。紫外線有滅菌效果,輻射當然也有滅菌作用。生物體內進行著複雜的生物化學反應,生物受到中等劑量的輻射照射之後,尚未到死亡的程度,但是因為生化反應產生變化,攪亂了激素分泌等生理與代謝機制,因此積極運用輻射以防止馬鈴薯發芽和消滅害蟲。

以60-150 戈雷(Gy)的加馬(γ)射線照射馬鈴薯,可以防止發芽而又不致死亡,這只是攪亂它的代謝機制,抑制發芽而處於休眠狀態,如果施以植物生長激素 (auxin),它就會再發芽。此外,用輻射消滅害蟲的方法是對害蟲(例如,吃野外的果實造成損害的果蠅群)預先做輻射照射,使之絕育從而消滅,這是一種很理想的方法。

首先用加馬射線照射果蠅的蛹,使其接受50-70 戈雷的劑量,使它們的生殖機能被破壞,於是雄蛹無精子,雌蛹無卵子。這些蛹變為成蟲之後,雖然交尾卻不能繁殖後代。大量飼養這些不孕的害蟲之後,把它們放飛到野外,與野生的害蟲交尾,交尾後成蟲死亡,這樣除了部分都是野生的雄性與雌性有後代之外,與不孕的交尾者均無後代,於是害蟲的數量就減少。定期放飛飼養的不孕害蟲,經過幾代之後害蟲很快就減少了,最後消滅。這種消滅害蟲的方法完全不用農藥,也不是用輻射直接把害蟲殺死,而是使之無法繁殖而逐步消滅,正是一種「以蟲治蟲」的好方法。


Q17: 害怕輻射的原因是什麼?

生物體受到輻射的照射之後,細胞中的DNA〔基因的實體,稱為去氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid)〕的分子被切斷或分子的排列變得不規則。這種損害的機率隨著受到的劑量,依比例增加。受傷的DNA 大部分可以恢復,但成千上億個中難免有幾個無法修復的。因此,會發生遺傳訊息的不正常,結果導致細胞繁殖的變異,這就是突變。DNA 的結構非常複雜,其一小部分如下頁圖1 所示。

基因突變的產生確實容易出現遺傳效應或癌變,對輻射的恐懼即在於此。我們常聽到一句話:「即使受到少量的輻射, 也會引起基因突變而生下畸形兒。」的不科學的報導。這種報導是混淆了體細胞基因和生殖細胞,這兩種細胞都會有基因。癌是體細胞的基因受損而引起,畸形遺傳效應是生殖細胞的基因受損而引起。如果受到輻射傷害的是手足或胃腸等體細胞的基因,這是不會生出畸形兒的。體細胞跟生殖細胞的混淆,如同輻射與放射性的混淆都是使人頭痛的問題。然而,引起突變的原因不只是輻射,而是多方面的。

引起基因突變的原因如下:
1. 化學物質
2. 熱處理
3. 紫外線
4. 輻射
5. 病毒
6. 壓力

第1 種原因是食品添加劑或農藥、黴菌、煙草等致癌物質。煙草的煙中含有苯與其他有機物等致癌物質。汽車的排氣中也會有苯與其他有機物。煙草對基因的損傷能力可以與輻射劑量的效應進行換算:1 支香菸相當於接受0.04 毫西弗的劑量,如果吸25 支香菸,其效果相當於1 年中曝露在天然輻射中的劑量1 毫西弗。所以說,吸煙是「慢性自殺」。



引起基因突變的第2 種原因是熱處理,因為熱處理損傷了基因且合成致癌物質。第3 種紫外線的威力比輻射稍弱,但是由於氟氯化物破壞臭氧層的問題,使進入大氣層的紫外線增多。第5 種是特殊的病毒損傷基因。第6 種是長期緊張或受到壓力,會刺激生理或代謝機制,使之紊亂,這可以看成是間接地誘發基因損傷。對於輻射會造成突變的誤解,歸根究底無非是對基因的理解不夠。

不僅是馬鈴薯,食物的體細胞是由蛋白質組成的。因此對食品進行加熱烹調時,其中的基因會分解,同時也會合成不同程度的致癌物質。因此有不少人相信「馬鈴薯經過輻射照射後,損傷了基因,於是吃了這種馬鈴薯會引發癌症或影響遺傳。」依照最新的統計調查,致癌的原因有35% 來自食物,30% 來自吸煙、10% 來自病毒,其他是酒精3%,輻射及紫外線3%,大氣污染2% 等。

如前所述,受輻射曝露後,容易發生癌或遺傳的傷害,發生的機率與所受到的劑量成比例。表1 列出了聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)發表的白血病、各種癌症、遺傳病的發生機率與受曝露的輻射劑量的關係。為了比較,一併列出了自然發生率。其中,有關白血病的各種癌症的值是根據廣島和長崎的原子彈爆炸輻射曝露後倖存者的追蹤調查值。由表1 可知,如果受到100 毫西弗的劑量,白血病的發生率為1萬人中可能有2 人,這與自然發生率相同。

此外,從動物實驗可以明顯看到輻射對遺傳的影響;但對人類,從廣島與長崎的原爆倖存者的數據來看,迄今超過60 年還看不到有何影響。從表1 的動物實驗結果推算,可能令人吃驚的是:即使未受到輻射的曝露,人類的遺傳疾病發生率也很高,自然發生率為7.6%。(本文作者為清華大學原子科學系榮譽退休教授)



推薦序: 蔡春鴻教授(清大榮譽特聘教授、原子能委員會前主委)、郭位校長(香港城市大學校長、美國國家工程院院士)等。

作者林基興博士,曾任公益《科學月刊》社理事長,致力於科學教育與提升社會科學水準,受世界衛生組織主席推薦到《自然(Nature)》「挺身維護科學獎」。當前,台灣深受「核能輻射」等科技爭議之苦,《恐慌蔓延時》一書,以最佳科學證據解釋當前科技與社會問題,尤其核能輻射,也析論推波助瀾的民代、媒體、環團。作者以科學證據與人文關懷,希望有助於「個人健康、社會和諧、國家進步」。
14 從實驗裡學輻射 15 什麼是「放射性」和「輻射」(六)
Last modified:2018-05-16 14:29:52 by nicenter Powered by TadBook2
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