弱光子人体安检仪,看图猜物

2019-11-04 08:35栏目:奥门新萄京娱乐场
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参考资料

  1. ANSI/HPS N43.17-2009 Radiation Safety for Personnel Security Screening Systems Using X-Ray or Gamma Radiation
  2. 环境保护部辐射环境监测技术中心.2012.核技术应用辐射安全与防护.杭州:浙江大学出版社.

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“弱光子”就是X射线

“弱光子人体安检仪”,实际上是一种X射线成像装置。它的原理是将一定量的X射线照在人体上,通过形成的影像检查是否存在违禁物品。“弱光子”并不是X射线的专业术语,应该是生产商独创的。

X射线是一种电离辐射。当人体受到电离辐射的照射时,会有一定概率导致分子电离、化学键断裂、DNA损伤,进而引发人体的生理反应(如损伤修复或细胞死亡)。

这样的生理反应每时每刻都在发生,因为我们的生活环境中本来就存在一定强度的电离辐射,叫做本底辐射。本底辐射似乎并未对我们的身体造成什么明确的影响,是因为两个原因。其一,本底辐射的剂量很小,低于一定阈值,因此不会产生电离辐射的确定性效应(如组织损伤)。其二,除了本底辐射之外,我们生活中还会接触各种致癌致畸因素,例如香烟、酒精和空气污染等等。在剂量很低的时候,我们没法分辨一个有害的结果究竟是哪一次跟哪个因素的接触起了作用。因此,尽管从受精卵形成开始,我们就沐浴在本底辐射的狂轰乱炸中,却一直没有感觉到它的存在。

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可是近日有消息称,成都双流机场使用了一种“弱光子人体安检仪”,不但行李要被“照相”,就连人也要被“照相”了。大家不禁担心起来:“弱光子”照在我们身上,会损害健康吗?

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欧美曾使用,现在已停止

据网络媒体ProPublica在2011年底的一篇报道[4],美国的各大机场当时共有500多台全身安检仪,其中一半是X射线反向散射安检仪,另一半是毫米波安检仪。

X射线反向散射安检仪与双流机场的X射线安检仪略有不同,它探测的是被人体反向散射回来的X射线。

图片 3X射线反向散射安检仪扫描得到的图像。图片来源:TSA.gov

毫米波安检仪与X射线安检仪类似,只不过它发射和接收的是一种波长在毫米量级的电磁波。这种电磁波并非电离辐射,其已知的对人体的效果仅仅是“增加热量”。因此,从物理机制上讲,毫米波安检仪比X射线安检仪的健康风险更小,似乎是更好的选择。

也许是基于这个原因,欧盟委员会在2011年11月14日发布了一个新规定[5],在欧盟各成员国的机场中禁止对乘客使用X射线安检仪进行检查,只能使用不发射X射线的安检仪。

欧盟委员会制定这一规定的出发点是“为了不产生危害公民健康和安全的风险”(In order not to risk jeopardising citizens' health and safety)。有趣的是,在这一规定出台后,欧盟科学委员会在欧盟的网站上发布了一篇关于机场X射线全身安检仪的知识问答[6]。在问答中,欧盟科学委员会除了表达与FDA相同的观点之外,还做了一句意味深长的总结:“从根本上讲,X射线是否能用来给乘客做安检不是一个科学决策,而是一个政治决策,需要考虑方方面面的因素。”

据今日美国等媒体的报道[7],基于保护乘客隐私的原因,美国交通安全部在2013年时也将机场中的X射线安检仪撤下,全部换成了毫米波安检仪。这些毫米波安检仪显示的图像经过了软件修正,抹去了乘客的身体特征,换成了卡通画似的轮廓。

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X射线,毫米波,太赫兹电磁波……还有更好的选择吗?

有一种为X射线安检仪辩护的观点认为,即使每天过一次安检,一年之中累计的辐射剂量也远低于我国国家标准对于公众照射的剂量限定值(1毫希沃特)。这其实是只知其一不知其二。

虽然X射线安检仪的剂量很低,但根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》第3章第34条的规定,“生产、销售、使用、贮存放射性同位素和射线装置的场所,应当按照国家有关规定设置明显的放射性标志”。如果有人在公共场合使用射线装置,而没有设置明显的放射性标志,显然已经违反了这项法律条款。

图片 5放射性标志。图片来源:www.publicdomainpictures.net

并且,根据相关国家标准(GB18871-2002),在引入伴有辐射照射的任何实践活动之前,都必须经过正当性判断[8]。例如,往玩具里加入微量的放射性同位素也不会超过限定值,但这个做法毫无必要,没有正当性。只有在充分考虑了社会、经济、环境和健康等方面的影响,确认它对受照个人和社会带来的利益足以弥补他们可能产生的辐射危害时,这个实践活动才是正当的。

同时,辐射防护原则还要求说,一项实践活动的辐射剂量应该合理地达到尽可能低的水平。假设我们已经把辐射剂量降低到了某个水平。如果想进一步增加安全措施,不但需要增加很多资源投入,付出很多代价,而且降低的辐射剂量却不明显,那么这样的措施就是不必要的。反过来,如果在不增加很多投入的情况下还有进一步优化的空间,这样的措施就是必要的。

综合这两个原则,我们应该像网购比价一样,先比较X射线安检仪和毫米波安检仪的优缺点,然后再加以判断。

从健康效应方面,X射线安检仪存在很低剂量的电离辐射,理论上不如毫米波安检仪安全。

从安检的使用效果来看,X射线的穿透性更强,不易受到干扰因素的影响。而毫米波在这一方面的表现就不尽如人意了。根据ProPublica的一篇报道,毫米波在衣服过厚,存在纽扣或汗水时会发挥不良。一些欧洲机场的数据暗示,毫米波安检仪的假阳性率(false alarm)要比X射线安检仪高很多。法国和德国甚至考虑过放弃使用毫米波安检仪[9]

欧盟发布的新规定也提到,2009年12月25日,曾有一名恐怖分子把塑胶炸药藏在内衣中,试图从阿姆斯特丹飞往底特律。欧盟委员会不会对毫米波安检仪可能的使用缺陷置若罔闻。2015年初,欧盟批准了一项价值110万欧元的科研预算,旨在研究一种太赫兹安检仪。太赫兹电磁波比毫米级电磁波的波长更短。它可以穿透纤维和塑料,但又不像X射线那样存在风险。欧盟希望太赫兹安检仪能够成为X射线安检仪“更安全的替代品”[10,11]。言下之意或许是,目前他们还没有找到能够完全替代X射线安检仪的东西。

美国交通安全部似乎对毫米波安检仪的信心更足一些。在其官方网站2012年的一份证言(testimony)中[12],他们声称之所以将一些机场中的X射线安检仪替换成毫米波安检仪,是因为综合分析了二者在“使用时间、装置尺寸、乘客吞吐量、人员要求和拨款”等方面的差异。

机场的全身安检仪是我们的社会为了应对新问题的新产物,正如欧盟的科学委员会所说,有些问题不是纯粹的科学问题。本文仅仅从理论上对X射线安检仪涉及的几个科学问题进行了探讨,难免有偏重和遗漏之处。一件理论上风险不大的事情,在实际操作中究竟会有何种表现,在客观可信的检测数据出炉之前,无法妄加揣测。如果实际检测数据与本文引用的法律要求不符,那么之前讨论的所有问题都需要重新来过。(编辑:odette)

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剂量太小,风险难以验证

电离辐射的一个常用剂量单位是毫希沃特(mSv)。平均而言,一个人每年受到的本底辐射大约是2.4毫希沃特。根据美国国家标准局制定的N43.17号标准[1],X射线安检仪在每次检查时造成的辐射剂量不得超过0.25微希沃特(μSv;1微希沃特是1毫希沃特的千分之一),这相当于普通人一年所受本底辐射剂量的万分之一。

科学家假设,在剂量很低的时候,电离辐射引发癌症的概率和剂量之间呈线性关系。在X射线安检仪中照一次相,剂量最多等于每年本底辐射剂量的万分之一,它造成实际危害的概率最多就相当于每年本底辐射的万分之一。实际上,由于低剂量照射可能引发的癌症病例数(相比该人群的癌症病例总数)太少,这样的假设很难通过研究受照人群的癌症发病率而得到验证。因此,假设仍然停留在假设阶段。

例如,中国国家疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所网站上的一份资料显示[2],受地质因素影响,广东阳江部分地区居民受本底辐射照射的年平均剂量比一般人高很多,为6.4毫希沃特。按照之前的假设,他们的癌症发病率也应该是一般人的2倍多。但即便考虑剂量的终身累积,流行病研究仍然没有发现当地居民在癌症发病率、自然流产率、多胎率、不育率、新生儿死亡率、儿童生长发育等方面存在显著不同。

于是,0.25微希沃特到底会产生多少影响就更加没法验证了。美国FDA认为,“通常的X射线安检系统拍摄一张照片的剂量非常低,对一个人造成的风险极为微小”[3]。并且,旅客通过安检后还要乘坐飞机,由于高空中的宇宙射线更多,乘坐飞机本身就是一个接受额外电离辐射照射的过程。FDA宣称,“一个符合标准的全身性X射线安检装置,其辐射剂量必须低于乘客在飞行的航班上4分钟内所接受的辐射剂量”。言下之意是,如果你不怕“坐飞机致癌”,那也不必担心因为要坐飞机而接受的额外的安检辐射照射。

图片 7一款名为TrackYourDose的app可以通过数学模型计算一次飞行接受的辐射剂量。图片来源:TrackYourDose

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进入地铁、火车站和机场的时候,安全员都会对人和行李进行安全检查。大多数人的经验是,行李要放在包裹安检仪的传送带上,被X射线照一下,旅客要经过一个能探测金属物体的门,再让安全员“摸”一遍。

行李里放着什么,都能照出个大概,里面藏着什么动物,更是能一眼识破。

题图来源:南方都市报

相信大家都出去坐过汽车、火车、飞机等,要上去这些交通工具前,人和行李都需要经过安检。但你知道,你经过安检机器后,检查的电脑里会显示什么出来么?

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抱歉,定型喷雾也不能携带。

刀、枪这些敏感危险品通过安检机器时,都能识别出来,与其他东西有着不同的颜色。

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有许多严格的安检,会对乘客全身进行X光扫描。图为藏着枪支的女子被扫描后的结果。

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