身在「輻」中要知「輻」--游離輻射的和平應用

核子醫學科   陳毓雯 主任(100年5月)

放射性同位素與E=mc²

2005年全世界紀念上世紀最偉大科學家愛因斯坦相對論百年紀念，台北101大樓也同步打出最著名的公式「E=mc²」紀念，這個大家耳熟能詳的質能守恆公式，卻與日常生活無交集般陌生!如果大家不健忘，現代生活中不可或缺電力，無線通訊等等，都是輻射在現代化生活中應用。輻射(radiation)可涵蓋可見光、無線電波、電磁波等。當能量達到一定程度時，造成物質電子軌層游離，又稱為游離輻射(ionizing radiation)。其中包括X光、γ射線、β粒子、α粒子、中子等。這些都是百年內科學研究的重要成果，促進人類文明進展重要推手。其中由貝克格爾(Bq)發現天然物質產生輻射線，進而由居禮夫婦(Ci)在瀝青濃縮找到放射性同位素，愛因斯坦集其大成以E=mc²質能互換說明質能守恆。放射性同位素是質能守恆公式最佳寫照，這樣能量可巨大到應用核能發電，也可如同〝示蹤劑〞般產生醫學影像，或應用腫瘤治療。

天然背景輻射

許多人可能不知道我們所處地球，隨著離地平面高度、電磁場及地質特性等不同因素，即有不同背景輻射，背景輻射多數來自天然背景輻射，少數來自人為輻射。天然背景輻射主要為宇宙射線，氡氣及天然地質。世界上著名高背景輻射區域，包括伊朗藍薩、巴西喀拉哈利、印度喀拉拉等，其中藍薩年高峰值高達260毫西弗，而一般年劑量在2毫西弗左右。當人類往太空挑戰時，環境輻射劑量即不斷上升，例如航空公司空勤人員，常搭飛機旅客及太空站太空人，都是高自然輻射曝露者，當人類要進行月球火星登陸，必須克服范艾倫輻射帶，所以常用背景輻射等效時間(BRET；Background Radiation Equivalent Time)衡量輻射生物效應。

和平應用

1970年代始有〝不插電〞放射性同位素醫學應用，核子醫學因而誕生，最常用放射線同位素鎝(Tc99m)，即為人造同位素，靠電子補抓產生140Kev γ射線，半衰期為六小時，可標幟各種化學藥物，例如鎝標幟甲基雙磷酸鹽，進行骨骼造影，可早期診斷腫癌(乳、肺、攝護腺等)骨轉移等檢查。碘131(I131)具β粒子射線及γ射線，半衰期為八天，在醫療上，成為分化型甲狀腺癌術後根除及大劑量轉移治療黃金標準。另外應用迴旋加速器撞擊產生正子核種，如氟(F18)、碳(C11)、氮(N13)、氧(O15)，逐漸進入大量臨床應用，對未來醫學產生劃時代重要新知。〝插電〞先進X光電腦斷層造影及體外放射線治療，在臨床上應用日新月異。日常生活不可缺的能源生產，核能成為其中重要選項，目前採核種分裂方式進行核能發電，有其利弊。相信在將來新的核能技術開發，能克服目前所存在風險。

總結

身為宇恆中渺小且短暫生命旅者，面對百年揭櫫原子科學，進入日常生活相關應用，必須有一定程度認知，所謂「身在〝輻〞中要知〝輻〞」。游離輻射在醫學應用最主要的原則為: 公義(Justification)、最適化(Optimalization)、劑量最小化(Dose Limit)及合理抑低(ALARA)等。本期期刊藉日本福島核能電廠遭逢九級地震及海嘯，造成核能意外，引起廣泛社會輻射恐慌，到醫療上普遍且日新月異輻射應用知識的介紹。無非希望院內同仁與民眾以更理性，科學態度看待游離輻射的和平應用。

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