2016年8月1日 星期一

那兩個二戰終結者

        第二次世界大戰(World War II)是近百年來最後一場全球性規模的戰爭,我們所熟悉的「八年抗戰」後來也融合成二戰的一部份,這場戰爭到末期已經造成了數千萬人的死亡,然而在各國僵持之下,戰爭仍久久無法終止,直到兩枚神秘的兵器降世,結束了戰爭,也改變了許多人的一生,而說到這兩枚神兵,得從所謂的「曼哈頓計畫(Manhattan Project)」談起。


        曼哈頓計畫是在二戰期間開始的,由諾貝爾物理學獎得主費米博士(Enrico Fermi)所主導,於1942年在美國芝加哥成立世界上第一個實驗性原子爐,並且成功的發展出可控制的「核子鏈式反應(nuclear chain reaction)」,也就是當我們用中子撞擊一個原子核使其分裂時,該原子核分裂所產生的中子將繼續撞碎其他原子,被撞碎的原子也將發射出能撞擊其他原子的中子,直到所有原子都無法再分裂為止。

        基於這個概念,我們可以想像一下,如果有一批非常巨大的核子原料,我們就可以藉由核子鏈式反應,使這些原料瞬間產生巨大的能量,用白話來講就是「製造一個超級大爆炸」,因此美國在擁有這個前所未聞的秘密技術之後,立刻就著手生產原子彈,這是人類史上第一次把原子彈用在大規模戰爭,也是最後一次。

        194586日上午815分,廣島市區的天空降下一枚長度僅有三公尺大小的炸彈,那時沒有任何人知道接下來會發生什麼事情:半徑一公里內除了鋼筋水泥以外的建築全毀、兩公里內的木造建築全毀,這一炸,全世界都驚呆了,沒想到這顆「迷你」炸彈威力高達50萬億焦耳,相當於1.3萬公噸黃色炸藥,不過日本並沒有因此而投降。三天後,體積更大、威力更強的第二枚原子彈從長崎上空降落,前總統府資政彭明敏先生那時正在長崎療傷,他在回憶錄寫著:「原子彈爆炸的後果,實在難以描寫。有些水泥建築物仍屹立著,但是,裡面所有木料和其他易燃物都在頃刻間化為烏有。據說在學校教室內,從整齊排列的白灰燼所在可以看出在死亡瞬間正坐在書桌旁的每一個學生。熱度竟有那樣強烈。大部分的醫科學生都罹難,其中包括四位曾經慷慨輸血給我的台灣留學生。他們有用的生命被消滅,我卻仍活著,這真是悲劇的命運。」(摘自《自由的滋味:彭明敏回憶錄》)這一次,戰爭真的結束了。


        我們過去都認為,戰爭的結果當然是非死即傷,傷者經過療養多半能夠痊癒,然而這兩顆原子彈所造成的影響超乎當時的想像。戰後沒多久,那些倖存者中就不斷出現各種輻射急性反應,像是掉髮、皮膚紅腫潰爛、消化道崩潰、造血機能低下、水晶體混濁、白內障等,許多產婦生出畸形兒或青少年罹癌,許多成年人也在多年後罹患各式癌症,一瞬間的爆炸卻造成了至今七十年的後遺症,前前後後共計數十萬人因此而喪命,這讓所有人重新省思戰爭的代價,也促使了現在世界各國人權組織表達反核武的堅定立場。然而這數十萬人並沒有白白犧牲,原爆的犧牲者、倖存者們帶給後世龐大的輻射生物效應案例,是我們從十九世紀末的放射線科學發展以來最重要的資料之一。

        二戰的兩次原爆有三個特徵:第一、瞬間暴露;第二、被曝者劑量高低均有;第三、被曝者的數量極大。基於這三個特徵,我們具有足夠的證據觀察輻射瞬間曝露對人體所產生的影響。經過數十年對於原爆犧牲者與倖存者的研究與探討,我們將輻射對人體的影響分為兩大項:確定效應(deterministic effect)與機率效應(stochastic effect)。所謂的「確定效應」,就是指那些「只要我們知道劑量是多少就可以確定會不會發生」的效應;而「機率效應」則是「只要我們知道劑量多少就可以預估發生機率」的效應,因此不論是何者,都是基於「劑量」的概念而來的。

        現在已知的確定效應中,嚴重可造成立即死亡,輕微能引起掉髮,至於所謂的嚴重到底有多嚴重?大約是8西弗,也就是在一秒鐘之內進行胸腔X光四十萬連拍(可惜以現在的科技還無法做到);所謂的輕微到底有多輕微?大約大於0.5西弗就會產生了,那也要在一秒鐘之內進行兩萬五千連拍才能達到(也是現在的科技還無法做到的),簡單的說,一般簡單的X光檢查要讓人產生確定效應的可能性是零。不過在一些高強度的放射線治療(例如:光子治療)或是需要長時間接受曝露的放射線檢查(例如:血管攝影)中,還是有可能會造成累積劑量超過門檻、產生確定效應,因此在進行高劑量診療時,劑量的監控就十分的重要了。

         另一方面,作為十大死因之首的「癌症」是輻射造成的機率效應中最令人關注的。依據過去數十年的研究顯示,人體曝露輻射的劑量愈高,罹患癌症的機率就愈高,這個現象不僅僅在廣島長崎倖存者中看到(單次曝露)(1),同時也在核電廠工作者的身上看到(累積曝露)(2,3),也因此,游離輻射被世界衛生組織下的「國際癌症研究機構」列為「確定致癌因子」,也是一般民眾容易聞輻色變的主要理由。因為是「機率效應」,許多文獻會使用「無低限值」的假設,也就是說「只要被曝露就必定增加風險」,不過事實上,截至今日為止,在科學上還沒有任何證據顯示出劑量低於100毫西弗的輻射曝露對人體的影響(不論是單次或是累積),很大的可能性是因為這個風險相對於其他的環境因子而言太小以至於測量不到,也因此,雖然我們身處一個時時被輻射曝露的環境中,大部分的情況下我們還是無法感覺到什麼異狀(也可能是因為大家都一樣,所以就沒有「異狀」可言)。

        有時候我自己內心是非常矛盾的,雖然對於那些在戰爭中犧牲的無辜百姓感到憐憫,但是如果沒有他們的犧牲,我們現在也無法那麼了解放射線,所以我經常提醒自己,正因為我們接受了這些犧牲者用性命換來的知識,我們更有責任與義務要使用這些寶貴的知識保護活下來的人。輻射帶給現代人許多的便利,不論是能源、醫療、農業、工業,甚至家庭消防,唯有了解輻射才能與之共舞而無懼。


<參考資料>
1.  Preston DL, Shimizu Y, Pierce DA, Suyama A, Mabuchi K. Studies of mortality of atomic bomb survivors. Report 13: Solid cancer and noncancer disease mortality: 1950-1997. Radiat Res. 2003 Oct;160(4):381-407.
2.  Richardson DB, Cardis E, Daniels RD, Gillies M, O'Hagan JA, Hamra GB, Haylock R, Laurier D, Leuraud K, Moissonnier M, Schubauer-Berigan MK, Thierry-Chef I, Kesminiene A. Risk of cancer from occupational exposure to ionising radiation: retrospective cohort study of workers in France, the United Kingdom, and the United States (INWORKS). BMJ. 2015 Oct 20;351:h5359.

3.  Leuraud K, Richardson DB, Cardis E, Daniels RD, Gillies M, O'Hagan JA, Hamra GB, Haylock R, Laurier D, Moissonnier M, Schubauer-Berigan MK, Thierry-Chef I, Kesminiene A. Ionising radiation and risk of death from leukaemia and lymphoma in radiation-monitored workers (INWORKS): an international cohort study. Lancet Haematol. 2015 Jul;2(7):e276-81.
※ 本文同步刊載於「輻防簡訊140期《輻說:廖彥朋專欄》

2 則留言:

  1. 您好,目前最後面"輻防簡訊140期《輻說:廖彥朋專欄》"的連結是失效的

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