放射性的上升

这段时间的冠状病毒封锁正在极大地改变我们的外部环境——商店关闭，道路更安静，公园更空旷。威尔士的一个小镇甚至因为没有人而被山羊从周围的山上吸引过来!随着路上的汽车和公共汽车减少，头顶上的飞机也减少，封锁对我们的空气质量有什么影响?凯蒂·海勒接受了BBC科学记者维多利亚·吉尔的采访，维多利亚解释说，英国的污染水平急剧下降，尤其是在城市……

维多利亚—实际上，我们最近从一些地面测量中得到了一项测量结果，显示一些我们知道对我们健康有害的污染物减少了，我们知道这些污染物与自从我们都陷入这种冠状病毒引起的封锁以来急剧下降的活动有关。比如交通和工业，二氧化氮和颗粒物。所以这些都是小颗粒，我们知道它们会对我们的肺造成一些损害。特别是一定大小的颗粒可以直接进入我们的肺部。科学家和公共卫生专家真的很想知道，随着封锁的继续，会发生什么，因为冠状病毒危机没有多少好消息，但它似乎确实在无意中改善了我们的空气质量。

凯蒂-科学家们是如何测量这种下降的?

维多利亚:实际上，我们已经看到了许多不同的测量结果，这是一个国际效应。我们有一些来自中国和印度的测量数据。我应该说，我们也看到了二氧化碳和一些温室气体的减少。在欧洲，我们看到了一个非常有趣的测量结果，它来自一些基于卫星的光谱法，测量太阳光照射到地球上反射的颜色，这些不同的颜色代表了不同类型气体的反射。你可以看到不同类型的污染物，并将颜色强度作为这些气体数量的衡量标准。然后我们从国家大气科学中心看到，这些基于城市的地面测量确实给了我们一个我们呼吸的空气的测量，我们在英国各地都看到了同样的事情。

凯蒂-有可能确定这会产生什么影响吗?

维多利亚——从长远来看，很多事情将会发生，这将取决于一些污染驱动行业反弹的速度。首先，我们从英国政府那里听说，他们将逐步停止销售内燃机汽车，转而使用电动汽车。在接下来的几周和几个月里，我们可能会看到，尽管我们陷入了这种封锁状态，但当我们让很多柴油车离开道路，用电动汽车取代它们时，我们可能会看到一个现实的目标。因此，应该有一些更好、更明智的长期空气污染目标。令人担忧的是，一旦这场迫在眉睫的危机结束，就会有一种重新启动经济的动力，而不考虑这些。因此，我认为公共卫生专家和大气化学家将努力提出一些很好的实用建议，告诉我们如何保持我们呼吸的空气中的一些好处。

凯蒂:你认为在污染问题上，如果我们看看那些走在我们前面的人，我们能学到什么教训吗?

维多利亚——我们可以从许多地方发生的意外后果中得到一些积极的东西。你知道，我们已经看到世界上四分之一的地区处于封锁状态，封锁意味着交通和工业的减少。这意味着更少的污染。现在，如果我们能监测它对人们心血管健康的影响，对人们呼吸干净空气的能力的影响，同时从我们的街道和城市中心的样子上吸取一些教训，如果我们能限制污染和交通。我认为我们都在学习这个世界将如何改变。你知道，有很多的挫折，特别是来自年轻一代和环保运动的积极分子，关于我们对气候变化这一紧急情况的反应是多么缓慢。这告诉我们的是，当紧急情况直接影响到我们的公共卫生时，我们可以采取行动，我们可以采取一些非常严厉的措施。我并不是说政府要采取这种规模的措施来应对气候变化，但它表明了什么是可能的。也许我们可以从中吸取一些教训，以便将其应用于更大的全球紧急情况，也就是我们的星球和我们变暖的世界的状况。

最近几周，我们都成了在家远程办公的人。这意味着我们要依赖Skype和Zoom这样的视频会议软件。这引起了人们对信息交换安全性的担忧。科技评论员和天使投资人彼得·考利也加入了亚当·墨菲的行列。

Peter - Zoom是众多视频会议平台之一。因此，作为消费者，我们倾向于使用FaceTime、Skype、WhatsApp或人们正在谈论的新产品House Party。企业倾向于使用微软的Teams和Go to Meetings，以及思科的WebEx。但它也Zoom。我们也私下使用Zoom，在这之后我要和欧洲各地的人们一起去参加一个关于Zoom的酒会。基本上就是人们通过音频和视频在一个地方聚在一起。

亚当-这么多人聚在一起，安全吗?

Peter -正如最近媒体报道的那样，Zoom在最近几年发展得非常迅速，并成为了市场的主导者，但它并没有像他们应该的那样关注隐私。这是他们自己宣称的，不是我编造的。有一种叫做“Zoom bombing”的东西，就是有人突然出现在网站上，说了一些粗鲁或贬损的话，或者有一张他们绝对不应该展示的图片。信息已经传递给了Facebook。人们只需要知道ID就可以加入会议内阁的Zoom会议在推特上也发布了ID，所以如果有人输入了这个ID，他们就有可能加入会议。电子邮件地址丢失，等等。Zoom的一个大问题是它在业内被称为一个非常大的攻击面。可能在任何时候，都有成千上万的Zoom呼叫在进行。这意味着人们很容易进去。我是说那些做坏事的人，当然不是你或我，会接到一些电话。

亚当:你提到它正在向Facebook传递数据。传递的是什么样的数据?

彼得:我不知道，他们似乎已经澄清了这一点。所以发生了很多事情。他们现在已经停止了任何新的功能。我自己也有一个Zoom Pro的账户，里面有很多功能，设置非常棒。所以它的功能可能比我们任何人都要多。所以他们所做的基本上就是堵住这些漏洞，或者堵住目前已经发现的漏洞。就像任何互联网巨头或任何软件一样，真正可能泄露的是数据，当然，我不能告诉你Zoom泄露了什么，如果有什么泄露的话。还有销售，我的意思是，我们之前也经历过剑桥分析公司，不是吗?几年前在剑桥。

亚当-发生了这么多事，人们怎么做才能保证自己在极速上的安全?

彼得:有两三件事正在被介绍，我看到即使在这次会议上，大约一个小时后就会出现，密码。这里有一个密码。你参加的大多数会议都有链接。如果链接泄露了，任何人都能进入。但如果你有很多参与者，我最近参加了一个有100人的项目，你不可能看到每个人。叫候诊室或大厅的地方?所以你们不能马上相处。你得先进入这个等候室然后主人让你进去。同样，这意味着他们不能进来，他们不能缩放炸弹。你应该把你自己的视频和音频静音，当然，在你不需要的地方。 If you're the host, you mustn't allow guest screen-sharing, that way the Zoom bombing can't occur. So there's quite a lot of just good practice that people haven't been doing.

亚当:那我们的移动网络、智能手机和所有这些呢?他们在目前的情况下有多安全?

彼得:嗯，有几件事。一是一些国家正在利用移动电话网络做一些事情。一种是联系追踪，这样他们就可以看到他们附近的人是否感染了COVID。第二，保持社交距离，因为数据足够准确，他们实际上可以看到。所以这是非常老大哥式的，我希望它不会蔓延到像英国这样的其他国家。你可能看到的另一件事是，人们在某种程度上把新冠病毒的传播归咎于5G，他们一直在放火焚烧5G移动基站，在英国也有七八个基站被纵火。我真的看不出5G信号和COVID之间的联系，5G信号是另一种移动信号，但与我们过去20或30年习惯的信号没有什么不同。但他们似乎认为自己是。

亚当:所以你们不会停止使用5G?

彼得:我当然不会停止使用5G，也不会停止使用Zoom，但我很高兴看到密码和大厅等其他设施，一周前我还不知道，现在我知道了。

本周，克里斯·史密斯在我们的邮箱里回答了你是否会通过吸入电子烟云感染冠状病毒的问题……

克里斯-其实这也是我自己想知道的。事实上，我过去在路上跟在一辆车后面，能闻到前面那辆车里的人在吸什么。这让我很好奇，如果我能闻到，那可能是之前在那辆车里的人肺里的空气。而且，如果我能闻到电子烟分子的味道，是否也会有传染性的病毒颗粒，比如鼻病毒或腺病毒，或者在目前的情况下，它们的冠状病毒，也正在进入我的汽车。

嗯，我认为发生这种情况的可能性非常小，因为他们和你之间的空气稀释量将非常可观。但是，你能闻到电子烟的味道，这一事实表明，有这种气味的分子，在那个人的体内，它们告诉你那个人的空气去了哪里。

这意味着，从理论上讲，如果在这些电子烟分子中有一些病毒颗粒，它们可能会沿着同样的路径，因此它们也可能最终落在你的脸上。然而，有一些考虑因素使得这种传播途径极不可能。

要考虑的主要问题是，产生这种气味的电子烟分子非常小，但病毒颗粒要大得多，它们也存在于水滴中，主要来自人的呼吸道。因此，尽管它们会移动相当远的距离，它们会在空中摇摆，但它们不会传播得那么远，也不会像吸电子烟的人那样传播得那么快。

所以你可以把它看作是另一个人的空气去向的代表，它应该作为空气移动速度的警告气味，烟雾，可能还有病毒。但也要从一个事实中得到安慰，那就是，当病毒从那辆车里出来，从窗户里出来，通过你车里的空调，进入你脸上的时候，病毒的数量可能会非常非常少。而且几乎可以肯定低于感染剂量。

但如果你和那个人共用一个房间，甚至是他们的车，你就会面临更大的风险，因为离他们近意味着病毒颗粒的浓度会更高，你更有可能吸入我们所说的感染剂量，在这种病毒的情况下，可能是大约20个病毒颗粒。

一生暴露在高水平的放射性环境中，最终导致了居里夫人的死亡。她的笔记本仍然有很强的放射性，无法安全处理。但是放射性在医学上被常规地用于非常有效地治疗疾病。那么这是怎么回事呢?克里斯·史密斯和来自诺福克和诺维奇大学医院的癌症专家汤姆·罗克斯一起进行了检查。

汤姆:所以我猜你可以把放射性想象成许多微小的能量子弹，它们可以穿过身体的组织。它们可以破坏DNA，细胞内的生命密码。如果它们严重损伤细胞，细胞就会死亡，我们在医学上用放射疗法。但如果损伤比较轻微，那么你可能会在DNA中发生突变，这些突变随着时间的推移会累积起来，导致癌症。

克里斯:身体的哪个部位容易受伤?或者身体的哪个部位容易受到这种情况的影响?

汤姆:所以身体最容易受到辐射伤害的部位是细胞生长迅速的部位。再一次，我们使用的放射治疗，有更多副作用的组织是像你的口腔和肠道，那里的细胞一直在生长和分裂;而不是像大脑这样的部分，它们往往相当稳定。

克里斯:所以事实是正在分裂的细胞很容易受到辐射的破坏:这就是为什么你可以反过来说，与其担心它会致癌，如果有人已经得了癌症，你可以利用快速生长的细胞的脆弱性用一定剂量的辐射来攻击它们并杀死它们?

汤姆:我们利用癌细胞比正常细胞生长得快这一事实。所以在正常细胞中，DNA被非常安全紧密地包裹在细胞核内，所以它不会被放射治疗产生的能量子弹击中。而癌细胞，它们的DNA在外面分裂和生长，这使得它们对辐射更敏感。

克里斯:当你以这种方式使用放射治疗时，你使用的是哪种放射性?消息来源是什么?

所以我想这就是现在和居里夫妇使用的辐射的另一个不同。他们使用的是自然产生的辐射，这种辐射是无法开关的。现在在医院里，我们使用一种叫做直线加速器的机器，这是一种价值200万英镑的高科技设备，它有一个粒子发生器，可以撞击一个钨靶，它可以产生放射治疗的能量;但是你可以打开和关闭它。所以当机器关闭时，进入房间是完全安全的，当它打开时，只有在光束线上的人会受到辐射的影响。

克里斯:如果你知道癌细胞在哪里，你就可以用一定剂量的放射治疗来摧毁癌细胞。但为什么辐射不会损害更多的健康组织，导致人们患上更多新的癌症呢?

汤姆:所以它确实会损害健康组织，但程度较轻。多年来，医生们已经学会了将对身体正常部位的损害降到最低，同时将对癌症的损害最大化的方法。例如，大多数时候，当我们试图治愈癌症时，我们会在几周内进行多次小剂量的放射治疗，希望正常细胞能更好地修复DNA损伤，因此可以在一夜之间恢复，而癌细胞往往更容易死亡。

克里斯-当我们使用一定程度的辐射暴露来做成像时也是如此吗?我在想像x光和CT扫描这样的东西，我们使用的剂量对我们成像人是有用的，但不够大，我们会导致他们患癌症的风险大幅增加。

汤姆:是的，所以我们用于成像的能量比放射治疗的能量要少得多，因为你不会试图杀死任何细胞或破坏它们。所以我们使用的能量要少得多，但是我们给予的每一剂辐射——无论是x光还是CT扫描——确实会产生一些辐射，从理论上讲，这可能会对细胞造成非常低水平的损害。所以医生总是尽量减少我们需要的辐射剂量，而不是让人们接受他们不需要的扫描。

克里斯:那我们还能怎样利用辐射来成像呢?因为很明显人们会熟悉胸部x光片，或者CT扫描仪，看起来有点像甜甜圈的东西;但是像你这样的医生还有什么其他的措施和机制可以使用呢?

汤姆:所以我想在过去10年左右最令人兴奋的变化是PET扫描。因此，CT扫描会给你一张身体内部的三维图像，以不同的灰色阴影呈现，但它并不能告诉你身体内部的组织在做什么。我们利用脂肪，细胞的生长和分裂需要葡萄糖这样的糖来生长，如果你给某人一些葡萄糖，使其具有放射性，你可以检测到葡萄糖的去向，并以不同的颜色显示癌症区域。这样我们就能在看不到的地方发现癌症。

我们的放射性问题显然还没有过去。当今最令人头痛的问题是如何处理和安全储存核废料。在英国，我们有65万立方米的放射性物质——足以填满温布利大球场——而且在未来10万年里，这些物质都将具有放射性和危险性。克莱尔·考克希尔在谢菲尔德大学研究安全储存这些东西的方法，她加入了克里斯·史密斯和亚当·墨菲的团队……

克莱尔:首先是核反应堆的核燃料，也就是铀;就像我们刚刚听到的炸弹一样，它内部的原子分裂产生能量。它们以热量的形式释放出来，然后我们用它来烧开水，从而产生电。但是在核反应堆中，我们有一些方法来控制分裂，所以我们有一些刹车，我们可以放慢速度，控制它，所以它不会像炸弹一样结束;但是那些材料，当它在反应堆里用完之后，我们会回收它。所以它含有大量的铀和钚，我们可以把它们变成新的燃料。回收的副产品就是核废料。这些副产品是更小的原子，例如，当铀原子分裂时，它会产生更小的原子，这些原子也具有高放射性，我们称之为裂变产物。它们最终与一种玻璃混合，这种玻璃与你厨房里的耐热玻璃盘子没有太大的不同。我们把这些废料变成非常耐用的玻璃。 Everything else that's leftover from that recycling process is usually encapsulated inside a cement material. And then there are a whole range of other materials that we don't yet class as a waste, but they might be a waste in the future; for example, the plutonium that we've been recycling, we don't actually have a plan to turn that into new fuel yet.

克里斯-那我们该怎么处理这些东西呢?我们最终得到了这些看起来像玻璃或混凝土的桶;听起来不错。我们该怎么办，把他们埋了吗?

克莱尔:嗯，它们目前被包装在特殊设计的容器里，存放在全国20多个不同的安全核设施中，其中大部分都在坎布里亚郡的塞拉菲尔德。这些商店的设计可以抵御极端天气和地震。但我们面临的问题是，废料的放射性太强了，我们实际上不能靠近它。如果你接触到其中一个玻璃废物容器的外部，你所受到的辐射剂量是致命剂量的20万倍。因此，虽然暂时安全地储存废物是可以的，但很明显，我们需要一种对安全性要求更低的更持久的解决方案。所以请记住，这些废物的放射性将持续超过10万年，它们的高放射性将持续数千年，所以我们不能把它们留在仓库里，希望未来的文明知道如何处理它们。

克里斯-现在他们会完好无损吗?因为关键问题是……今天它看起来像玻璃一样，但是有那么多的放射性释放出那么多的能量，如果我们把它理想地储存起来，它会在接下来的十万年里保持这种稳定的形式吗，还是说它可能会有危险?

克莱尔:这是一个非常好的问题，这也是我们在谢菲尔德大学所做的大量工作。这些核废料会在10万年的时间里发生变化，它们会有放射性。这可能有几种不同的方式。一种是腐蚀，这些材料一旦被深埋在地下就会自然腐蚀，这是它们的最终处理途径;如果它们在地下水中慢慢腐蚀，就会释放出放射性物质。但另一个问题是，正如你正确地指出的那样，废料内部的放射性物质实际上可能会导致废料本身分解。你可以把它想象成一个高能量粒子，有点像之前描述的破坏DNA;而不是破坏DNA，我们实际上是破坏了核废料内部的内在化学键，这基本上会导致废物分解。这是我们必须理解的。

克里斯:那么你的意思是，如果我们有一个看起来像玻璃的东西，因为它一直在喷出这些高能辐射粒子，它会慢慢地把玻璃打碎。这几乎就像把玻璃杯非常非常用力地摇晃了几十万年;它最终会碎成碎片，它将不再能够很好地保留和限制里面的放射性产物。

克莱尔-基本上是的。我的意思是，玻璃是一种非常好的材料因为它有一个非常灵活的结构，如果你破坏了一个键，它不会影响到材料。如果你要使用一些更像晶体结构的东西，这可能会给你带来问题。但实际上，我们正在尝试设计一种新型的浪费材料，这种材料是基于天然含铀矿物的，我们知道这些矿物已有数百万年的历史。虽然它们的化学键被放射性破坏了，但它们并没有分解，也没有释放出放射性元素。所以这些就是我们现在试图开发的核废料的材料。

克里斯-这些是…你说的那种有效的矿物笼子，有什么用吗?我们所做的研究表明，如果我们烘烤这种蛋糕，我们把这些材料放入这种分子结构中，它实际上会比我们现在用玻璃和水泥等材料做的更好。

克莱尔:锆石就是一个很好的例子。这些是地球上已知的最古老的矿物——有些稍微更古老——但它们含有铀。我们知道它们含有铀，因为它们现在含有铅，铅是铀在衰变链的最后衰变为的稳定同位素。这意味着这些矿物质在地球表面存在了数百万年，它们成功地控制了它们的放射性。它们已经变成无定形，这意味着它们的晶体结构已经破裂，但它们仍然完好无损。更重要的是，我们知道，尽管它们在地表上已经存在了很长时间，经历了很多风化和地质事件，但它们并没有改变，也没有被风化，正如我所说，它们仍然含有铀。所以我们的设计基于锆石之类的矿物。因此，我们目前正在进行的一项研究是研究如何处理我们在英国储存的大量钚。实际上，锆石是一种理想的矿物材料，我们可以开发它来安全地固定钚，这样它就不会在未来落入坏人之手。

亚当-我们怎么设计未来的东西，让这些东西留在原地，而不是考古学家的诱饵，他们突然挖出一个放射性的玻璃立方体?

Claire -目前我们认为我们不会标记核废料的保存时间。它将被深埋在地下，没有人会知道它在那里。在地表上做标记的问题是它会自动把人，尤其是人类，吸引到那个地方去，想知道发生了什么。我喜欢用的例子是金字塔上的象形文字，上面用一种当时没人懂的语言清楚地说，不要进去，否则你会被诅咒。但当时的考古学家很着迷，他们想，“我们必须进去看看里面有什么。”所以有时留下记号可能会给你带来你不想要的结果，人们可能会以此为理由去寻找废物。因此，目前的计划是不标注浪费，希望人们忘记它;如果将来他们决定在那里挖，他们有挖那么深的技术——所以我们说的是地下500米到一公里之间——如果他们有这种技术，那么他们也将有一些技术能够探测到辐射，并知道他们不应该去那里。