常坐飛機的人需要擔心宇宙射線的輻射嗎？

作者丨魏昕宇（材料學博士）

說到電離輻射，大家第一反應是不是原子彈、核反應堆這些超級厲害的輻射源？但其實啊，電離輻射就像空氣一樣，隨時隨地都在我們身邊。

“輻射”這兩個字聽起來就讓人有點發怵，對吧？這里說的輻射主要是指電離輻射，包括那些能量超高的γ射線、X射線，還有紫外線里波長特別短的部分，以及α粒子、β粒子、中子這些小家伙。它們能量這么高，能直接把原子或分子電離掉，要是發生在我們身體里，就可能造成傷害，所以得小心防范。

說到電離輻射，大家還是容易想到原子彈、核反應堆這些“大佬”，但事實上，我們身邊到處都有電離輻射。比如空氣里的氡氣、土壤和石頭里的放射性元素，它們都在不停地釋放輻射，這就是所謂的“背景輻射”。咱們人類和其他生物就是在有背景輻射的環境里慢慢進化來的，身體早就練就了一身應對輻射的本事，而且背景輻射通常弱得可以忽略不計，所以大家真的不用太擔心啦！

不過得說說啊，背景輻射里頭有一小部分是宇宙射線搗的鬼，就是那些從外太空飛來的高能小不點。住在低海拔地方的人就偷著樂吧，因為地球大氣層會跟這些射線打架，把它們削弱不少，所以對我們影響不大，宇宙射線造成的輻射頂多占背景輻射的10%左右[1,2]。可要是爬到高海拔地區，空氣稀薄了，這些射線的威力就顯現出來了，越往高空走越明顯[2]。所以老坐飛機的人、飛行員還有空乘們，就得接受更多宇宙射線的輻射了。

背景輻射通常的構成情況。圖片來自參考文獻[1]

常坐飛機的人、飛行員和機組人員需要擔心宇宙射線輻射的危害嗎？

咱們先得搞清楚高空飛行時宇宙射線的輻射有多強。說到輻射對身體的危害，咱們通常用“劑量”這個概念，就是身體在一定時間內吸收的輻射量。簡單說，飛得越久、飛得越高，宇宙射線的輻射劑量就越多。另外，在高緯度地區，特別是兩極附近飛行時，受到的宇宙射線輻射會比低緯度地區同一高度飛行時更多，因為地球磁場會擋住一部分宇宙射線，而這種屏蔽作用在赤道最強，兩極最弱。

基于這些因素，一些權威機構都推出了估算高空飛行輻射劑量的工具。比如美國聯邦航空管理局就有一個工具，能詳細算出坐多少次飛機會受到多少輻射[3]。一般來說，每飛1000英里（約1600公里），咱們會因為宇宙射線多吸收0.01毫希的輻射劑量[2]。相比之下，每年來自環境背景的輻射劑量大約是3毫希。對于飛行員和機組人員來說，大家普遍認為他們每年在背景輻射之外，還會額外受到0.2到5毫希的輻射劑量[4]。這么算下來，飛行員和機組人員每年額外受到的輻射劑量，已經接近甚至超過了核電站員工這類必須接觸輻射源的職業人群[5]。

不過別擔心，就算經常坐飛機或者開飛機，額外接受的輻射劑量還是很低的，遠低于國際原子能機構規定的職業輻射劑量限值（每年不超過20毫希）。這么低的劑量如果對人體有影響，主要表現就是癌癥等疾病發病率上升。所以咱們可以用流行病學調查的方法來研究這些輻射的影響，比如比較一下普通人和飛行員或常坐飛機的人，看看后者的某些疾病發病率是否明顯更高。

那這些調查結果怎么樣呢？有些研究確實發現，暴露在更強的宇宙射線輻射下會增加患某些疾病的風險，比如2005年的一項流行病學調查就指出，飛行員白內障發病率更高可能與受到更多宇宙射線輻射有關[6]。但也有不少研究雖然發現飛行員和機組人員的癌癥等疾病發病率確實比普通人高，卻無法確定是不是宇宙射線輻射導致的[7]。還有些研究干脆沒發現風險增加，比如歐洲的一項研究顯示，飛行員因癌癥死亡的比例反而比對照組低[8]。所以，關于宇宙射線對飛行員、機組人員和常坐飛機的人的健康影響，目前的研究結論就三個字：不清楚。

由于實驗研究還沒給出確切結論，咱們只能從理論上估算一下宇宙射線對健康的影響。現在世界各國評估低劑量輻射風險時，通常用“線性無閾”模型，意思是任何劑量的輻射都會對身體造成傷害，傷害程度和劑量成正比。這個模型能不能準確描述低劑量輻射的影響其實還有爭議，但因為用起來方便，所以大家還是普遍接受。

根據這個模型，美國聯邦航空管理局算了個例子：一個飛行員每年飛700小時紐約到芝加哥的國內航線，25年下來，宇宙射線的輻射劑量大約是68毫希，這會讓他的癌癥死亡概率增加千分之三[4]。而根據統計，英美等國癌癥導致的死亡已經占所有死亡的四分之一左右[9,10]。也就是說，普通人本來就有20%到30%的概率死于癌癥。由此可見，經常坐飛機多受的宇宙輻射對健康的影響，就算真的存在，也是微不足道的。實際上，幾乎任何職業都有對健康造成負面影響的風險因素，而在現有安全標準下，輻射相關行業的從業者健康受損的情況并不比其他行業更突出[11]。

總的來說，經常坐飛機的人、飛行員和機組人員確實會因為宇宙射線比普通人多受到一些輻射，但這個劑量非常低，對健康的影響可以忽略不計。這些額外的輻射劑量雖然多了一點，但它們對健康的潛在危害其實微乎其微，所以大家真的不用太擔心啦！

參考文獻

http://www.world-nuclear.org/uploadedFiles/org/Features/Radiation/4_Background_Radiation(1).pdf

[2] http://www.nrc.gov/about-nrc/radiation/around-us/calculator.html

[3] http://jag.cami.jccbi.gov/cariprofile.asp

[4] “What Aircrews Should Know About Their Occupational Exposure to Ionizing Radiation”,https://www.faa.gov/data_research/research/med_humanfacs/oamtechreports/2000s/media/0316.pdf

[5] http://www-ns.iaea.org/tech-areas/communication-networks/orpnet/documents/cn223/7-frasch-presentation.pdf

[6] Vilhjalmur Rafnsson, Eydis Olafsdottir, Jon Hrafnkelsson, Hiroshi Sasaki, Arsaell Arnarsson, Fridbert Jonasson, “Cosmic Radiation Increases the Risk of Nuclear Cataract in Airline Pilots: A Population-Based Case-Control Study”, Archives of ophthalmology, 2005, 123, 1108

[7] Boice JD Jr, Blettner M, Auvinen A., “Epidemiologic studies of pilots and aircrew”, Health Physics, 2000, 79, 576

[8] I. Langner, M. Blettner, M. Gundestrup, H. Storm, R. Aspholm, A. Auvinen, E. Pukkala, G. P. Hammer, H. Zeeb, J. Hrafnkelsson, V. Rafnsson, H. Tulinius, G. De Angelis, A. Verdecchia, T. Haldorsen, U. Tveten, H. Eliasch, N. Hammar, A. Linnersj, “Cosmic radiation and cancer mortality among airline pilots: results from a European cohort study (ESCAPE)”, Radiation and Environmental Biophysics, 2004, 42, 247

[9] http://www.cdc.gov/nchs/data/nvsr/nvsr64/nvsr64_02.pdf

[10] http://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-mortality-statistics-Four

[11] http://www.physics.isu.edu/radinf/risk.htm