福島事故/線性無閾值模型
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線性無閾值模型（LNT）是一種用於預測由電離輻射引起的長期生物損傷的方法，其基於這樣的假設：風險與所有劑量水平下的劑量成正比。換句話說，幾個非常小的暴露的總和與一次較大的暴露具有相同的效果。因此，LNT 模型預測的風險比閾值模型高，後者假設非常小的暴露是微不足道的，或者比輻射荷爾蒙模型高，後者假設非常小劑量的輻射可能是有益的。由於目前的資料尚無定論，科學家們對哪種方法應該被使用存在分歧。[1]
LNT，或者至少是“無閾值”，有時也被應用於其他癌症危險因素，例如飲用水中所含的多氯聯苯。[2]
線性無閾值模型最初由約翰·戈夫曼提出，根據戈夫曼的說法，該模型被能源部拒絕，因為“不方便”。[3]
國家科學院（NAS）電離輻射生物效應（BEIR）報告，NAS BEIR VII是由專家小組編寫的，該小組審查了可用的同行評審文獻，並寫道：“委員會認為，大量的資訊表明，即使在低劑量下也存在一定風險”。[4]
如果發現某一特定劑量的輻射會在每千名暴露者中產生一例額外型別的癌症，那麼 LNT 預測，此劑量的千分之一會在每百萬名暴露者中產生一例額外病例，而此劑量的百萬分之一會在每十億名暴露者中產生一例額外病例。這意味著，任何給定數量的輻射都會產生相同數量的癌症，無論輻射是如何稀釋的。該模型易於應用：輻射量可以轉化為死亡人數，無需對暴露分佈進行任何調整，包括單個暴露個體內的暴露分佈。例如，嵌入器官（如肺）中的熱點粒子會導致直接接觸熱點粒子的細胞的劑量非常高，但器官整體和身體整體的劑量要低得多。因此，即使發現輻射誘發的誘變在細胞水平上存在安全的低劑量閾值，但熱點粒子的環境汙染不會存在閾值，當劑量分佈未知時也不能安全地假設閾值的存在。
線性無閾值模型用於計算因暴露於環境輻射而導致的額外死亡人數，因此它對公共政策有著重大影響。該模型允許任何輻射釋放（如來自髒彈）被轉化為死亡人數，而任何輻射暴露的減少（例如，由於氡探測導致）可以直接轉化為拯救的性命數量。當劑量很低時，該模型預測只有非常小一部分人口才會出現新的癌症，但對於龐大的人口來說，拯救的性命數量很容易達到數百甚至數千人，這可能會影響公共政策。
線性模型長期以來一直被用於衛生物理學，以設定最大可接受的輻射暴露量。總部位於美國的國家輻射防護和測量委員會 (NCRP) 是一個由美國國會委託組建的機構，最近釋出了一份由該領域的國家專家撰寫的報告，該報告指出，輻射的影響應被認為與個人接收的劑量成正比，無論劑量有多小。
LNT 模型及其替代方案都具有可能導致其發生的合理機制，但鑑於進行涉及大型佇列的長期縱向研究的難度，難以得出明確的結論。
對權威的美國國家科學院院刊上發表的各種研究進行的回顧得出結論，認為“鑑於我們目前的知識水平，最合理的假設是，來自低劑量 X 射線或伽馬射線的癌症風險隨著劑量減少而線性下降”。[5]
2007 年一項對瑞典兒童的研究發現，這些兒童在妊娠 8 到 25 周之間暴露於切爾諾貝利事故的放射性塵埃中，結果發現，在非常低的劑量下智商的下降比根據輻射損傷的簡單 LNT 模型預期的要大，表明當涉及神經損傷時，LNT 模型可能過於保守。[6] 神經損傷與癌症的生物學機制不同，而且關於癌症發生率的研究存在矛盾。
近年來，LNT 模型在低劑量下的準確性受到了質疑。一些人認為，如果輻射分佈得足夠均勻，使得輻射水平與自然水平相當，那麼輻射就不會對健康產生任何有害影響。
已經召集了幾家專家科學小組，專門討論線性無閾值模型。
- 2004 年，美國國家研究委員會（美國國家科學院的一部分）支援線性無閾值模型，並就輻射荷爾蒙發表瞭如下宣告：[7][8]
假設來自低劑量電離輻射的任何刺激性荷爾蒙效應會對人類產生顯著的健康益處，超過輻射暴露的潛在有害影響，這是沒有根據的。
- 美國國會委託成立的美國輻射防護與測量國家委員會（美國國會）。[9] 在2001年的一份報告中支援了LNT模型，該報告試圖調查現有的批評該模型的文獻。
- the 聯合國原子輻射效應科學委員會 (UNSCEAR) 在其2000年的報告中寫道[10]
在 [...] 低劑量反應的不確定性得到解決之前，委員會認為腫瘤誘發風險的增加與輻射劑量成正比，這與不斷發展的知識相一致，因此，它仍然是低劑量反應最科學的近似值。然而，在所有情況下都不應期望嚴格的線性劑量反應。
然而，其他組織不同意使用線性無閾值模型來估計環境和職業低劑量輻射暴露的風險。法國科學院（Académie des Sciences）和法國國家醫學科學院（Académie nationale de Médecine）在2005年（與美國BEIR VII報告同時）發表了一份報告，拒絕了線性無閾值模型，而支援閾值劑量反應和低輻射暴露風險顯著降低：[11][12]
總之，這份報告對使用LNT評估低劑量（< 100 mSv）甚至更低劑量（< 10 mSv）致癌風險的有效性提出了質疑。LNT概念可以作為評估輻射防護規則（劑量超過10 mSv）的有用實用工具；但是，由於它不是基於我們當前知識的生物學概念，因此在推斷評估與低劑量甚至更低劑量（< 10 mSv）相關的風險時，不應在沒有預防措施的情況下使用它，尤其是在歐洲指令97-43對放射科醫生施加的效益風險評估中。
健康物理學會在1996年1月首次採納，並在2010年7月修訂的立場宣告指出：[13]
根據目前對輻射健康風險的認識，健康物理學會建議不要對一年內個人劑量低於5雷姆或終生劑量比自然來源獲得的劑量高出10雷姆的健康風險進行定量估計。美國自然背景輻射的劑量平均每年約為0.3雷姆。在生命的前17年，劑量將累積到5雷姆，在80年的生命中，劑量將累積到約25雷姆。對與自然來源輻射劑量大小相似的輻射劑量相關的健康風險的估計應嚴格定性，並涵蓋一系列假設的健康結果，包括在如此低水平下可能不會產生任何不良健康影響。
the 美國核學會建議在調整當前輻射防護指南之前，對線性無閾值假設進行進一步研究，同意健康物理學會的立場，即[14]
有大量令人信服的科學證據表明高劑量存在健康風險。在低於10雷姆（包括職業和環境暴露）的情況下，健康影響的風險要麼太小而無法觀察到，要麼根本不存在。
此外，一些作者推崇輻射荷爾蒙，即低劑量輻射實際上促進DNA修復的觀點。例如，畸形學領域的學術專家約翰·德塞索博士寫道：[15]
在進行風險評估時，美國環境保護署 (EPA) 目前沒有考慮暴露於低於無觀察到不良影響水平 (NOAEL) 的濃度劑量的有益影響。如果觀察到這種有益影響，並且有益和毒理學的作用機制相同，這可能表現為一個“J形”荷爾蒙劑量反應曲線。如果這些資料可用，在為安全暴露計算分配不確定性因素時，應考慮這些資料。
韋德·艾利森教授認為，在生物學或任何存在校正或反饋的科學環境中，線性性都不合適。他認為，關於放射治療、暴露於高自然輻射（如家中存在氡氣）、廣島和長崎倖存者的疾病以及其他資料都與非線性性一致。因此，他建議在仍然平衡個人醫療和公共環境輻射暴露風險的情況下，提高輻射安全水平。這種變化將對核技術的可接受性和成本產生重大影響。[16] 匹茲堡大學的伯納德·科恩教授在比較1601個美國縣不同環境氡水平的影響時得出了類似的結論。[17]
另請參閱
[edit | edit source]參考文獻
[edit | edit source]- ↑ "在沒有更多結論性資料的情況下，科學家們假設即使是最小的輻射暴露也存在風險。" GAO 研究
- ↑ 關於多氯聯苯的消費者簡報 美國環境保護署。
- ↑ 戈夫曼關於輻射健康影響的觀點：“不存在安全閾值”
- ↑ NAS BEIR VII 第二階段執行摘要 於2008年10月8日檢索
- ↑ Brenner, David J (2003-11-10). "低劑量電離輻射導致的癌症風險：評估我們真正知道什麼". 美國國家科學院院刊. 100 (24): 13761–6. doi:10.1073/pnas.2235592100. PMC 283495. PMID 14610281. Retrieved 2007-08-29.
{{cite journal}}: 未知引數|coauthors=被忽略 (|author=建議) (幫助) - ↑ Douglas Almond, Lena Edlund, Mårten Palme, "切爾諾貝利的亞臨床遺產：瑞典產前暴露於放射性塵埃與學校成績" 2007 年 8 月，NBER 工作論文 13347，[1]
- ↑ http://books.nap.edu/catalog/11340.html 低劑量電離輻射暴露的健康風險：BEIR VII 第二階段
- ↑ 社會新聞檔案：BEIR VII 報告支援 LNT 模型
- ↑ NCRP 報告
- ↑ 聯合國科學委員會關於電離輻射影響的 2000 年報告第二卷：電離輻射的來源和影響：附錄 G：低輻射劑量下的生物效應。第 160 頁，第 541 段。可在 [2] 線上獲取。
- ↑ Heyes; et al. (2006-10-01). "作者回復". 英國放射學雜誌. 英國醫學雜誌. 79 (946): 855–857. doi:10.1259/bjr/52126615. Retrieved 2008-03-27.
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{{cite journal}}: Cite journal 需要|journal=(幫助); 在|author=中明確使用 et al. (幫助) - ↑ 健康物理學會，2010 年。輻射風險透視 PS010-2 [3]
- ↑ 美國核學會，2001 年。低劑量輻射的健康影響。立場宣告 41 [4]
- ↑ 將低劑量有益反應整合到美國環保署風險評估中的案例 人體與實驗毒理學雜誌。
- ↑ Allison, Wade (2009-10-23). 輻射與理性：科學對恐懼文化的衝擊. Wade Allison. ISBN 0956275613.
{{cite book}}: 引用中為空的未知引數：|coauthors=(幫助) - ↑ Cohen, Bernard L. 輻射致癌的線性無閾值模型理論在吸入輻射衰變產物中的檢驗 “健康物理” 1995 年 2 月，第 157-174 頁。
- ICRP，國際輻射防護委員會
- ICRU，國際輻射單位與測量委員會
- IAEA，國際原子能機構
- UNSCEAR，聯合國科學委員會關於電離輻射影響
- IARC，國際癌症研究機構
- HPA（前 NCRP），英國健康保護局
- IRPA，國際輻射防護協會
- NCRP，美國輻射防護和測量國家委員會
- IRSN，法國輻射防護與核安全研究所
- 歐洲輻射風險委員會報告，廣泛支援線性無閾值模型
- ECRR 關於切爾諾貝利的報告（2006 年 4 月），聲稱在公共衛生研究中故意抑制 LNT
- BBC 文章討論對 LNT 的質疑
- 電離輻射有多危險？ 2006 年 11 月 24 日牛津大學物理系研討會重新印刷的“Powerpoint”筆記