第一天然电离辐射源-氡的来源、去向及致肺癌机制

视频版

在数十亿年到数亿年前

宇宙中发生的超新星爆炸，或中子星碰撞

形成了地球上广泛分布的铀

斗转星移，时至今日

铀依然存在于各类天然的岩石、土壤和水中

不过绝大多数含量极低

不同岩石或水域，铀的含量差异也较大

譬如，家装常用的石材中，花岗岩的铀含量通常相对较高

铀的同位素中

铀-238放射性极其微弱

其半衰期，即半数发生衰变所需的时间

大约在45亿年左右

由于其几乎与地球年龄相当的超长半衰期

铀-238占据了目前自然界中铀的绝大多数（>99.2%）

铀-238会发生级联衰变，形成各种衰变产物

如第五代衰变产物：镭-226

镭-226的半衰期约为1600年，放射性比铀-238强了很多

镭与磷光体混合可以发出绿色、蓝绿色等各种颜色的光

早期由于公众对其危害认知不足

镭曾被广泛用于制作夜光涂料，风靡一时

玛丽·居里因为元素镭和钋的发现，以及镭的分离和研究

在1911年获得了诺贝尔化学奖

镭-226的衰变产物，也就是铀-238的第六代衰变产物

就是本期视频的主角——氡-222

氡-222是一种具有高度放射性的气体，半衰期只有约3.8天

氡会从岩石、土壤、水或建材中释放出来

积聚在相对封闭的空间，如矿井、洞穴或建筑物内

地下室和一楼由于更靠近地下的土壤或岩石

而且氡比空气重得多，它们的氡含量通常相对更高

氡-222会发生α衰变，即通过释放α粒子衰变为其它元素

α粒子由两个质子和两个中子构成，带两个正电荷 

其穿透能力很弱，纸张或人体的皮肤外层足以阻挡绝大多数的α粒子

因此，体外的氡通常不会对人体造成直接危害

但是，氡是一种无色无味的气体，不知不觉就会被轻易吸入体内

体内氡释放的α粒子极具危险性

所幸，氡是一种惰性气体，化学性质不活泼

吸入体内的氡，绝大多数会在α衰变发生之前，就被呼出了体外

氡对人体的危害性，主要在于其衰变产物

氡-222的级联衰变产物，如钋-218、铅-214、铋-214、钋−214

不再是气体，而是具有高度放射性的金属或类金属物质

这些放射性物质会吸附于漂浮在空中的尘埃颗粒上

这些被污染的颗粒物一旦被人体吸入

会沉积或扩散到肺部的支气管、细支气管、肺泡等区域

在这些区域，钋-218、钋−214会持续发生α衰变

衰变过程中释放的α粒子也会持续攻击附近的细胞

如分布于呼吸道内表面的上皮细胞

α粒子的直接撞击、电离，或通过自由基介导的间接效应 

都可能导致细胞功能受损，诱发复杂的染色体畸变或DNA损伤

尤其是具有增殖和分化潜能的肺上皮干细胞或祖细胞

如分泌细胞、基底细胞等

α粒子在体内穿透距离短，会在局部造成更大的危害

基因突变及患上肺癌的风险也会随之变高

实际上，除α粒子外 

氡-222级联衰变的过程中也会释放β粒子、γ光子

不过，体内释放的α粒子是造成辐射损害的主导因素

氡-222前4种主要的衰变产物，钋-218、铅-214、铋-214、钋−214

半衰期都较短，最长的铅-214，半衰期也不到27分钟

直到衰变为铅-210、钋-210，半衰期分别约为22年、138天

体内的铅-210、钋-210，一部分会通过粪便、尿液等排出体外

剩余的可能会沉积在骨骼、肝脏、肾脏、脾脏、大脑等处

残留微弱的电离辐射

铅-210、钋-210最终都会衰变为稳定的铅-206

这也是铀-238衰变链的终点！