纳米二氧化硅对氡气在水泥混合物中扩散的影响及其与润湿性的相关性研究

本研究针对氡气(radon)通过水泥混合物的扩散问题，创新性地探讨了纳米二氧化硅(nano-silica)的添加对扩散性能的影响及其与材料润湿性的关联。研究人员采用CR-39核径迹探测器和TASLIMAGE分析系统，结合流行病学调查方法，首次系统评估了伊拉克南部地区肺癌患者体内铀浓度与α粒子辐射暴露的关联性。结果显示，虽然放射性指标均低于ICRP/IAEA安全限值，但吸烟行为的OR值(1.153)和RR值(1.066)显著升高，为环境辐射与生活方式对肺癌的协同作用提供了重要证据。

　　

在当今全球癌症负担中，肺癌以其高致死率持续占据恶性肿瘤首位，而环境中的放射性物质暴露与吸烟行为的协同作用被认为是关键诱因。特别是在经历过战争遗留物污染的伊拉克南部地区，土壤中残留的铀元素衰变产生的氡气(radon)通过建筑材料渗透至室内环境，其释放的α粒子(alpha particle)可造成支气管上皮细胞的DNA双链断裂。然而，关于建筑材料如何影响氡气扩散，以及这种扩散与材料表面特性的关系，长期以来缺乏系统研究。

来自伊拉克Al-Furat Al-Awsat Technical University, Kufa Technical Institute的Zahra M. Hamza团队在《Applied Radiation and Isotopes》发表的研究，创新性地将核径迹检测技术与材料科学相结合。研究人员采用三步法展开攻关：首先使用CR-39核径迹探测器（一种通过化学蚀刻显示带电粒子轨迹的塑料探测器）定量分析65例肺癌患者和53例健康对照者血清中的α粒子径迹密度；其次通过²²⁶Ra标准源校准建立辐射剂量换算模型；最后运用SPSS(v20)进行吸烟行为与放射性暴露的交互作用分析。

材料与方法
研究团队从Basra Center for Hematology and Oncology(BCHO)采集118份血清样本，采用TASLIMAGE图像分析系统统计径迹密度ρ(Track·cm^-2)，并通过公式C_Rn=ρ/(k·T)计算氡气活度，其中k为探测器校准常数。

计算结果
数据显示肺癌组铀浓度(0.83-2.47ppb)显著高于对照组(P<0.05)，但低于ICRP限值。吸烟者的α径迹密度与肺癌发生率呈剂量-效应关系，OR值1.153表明吸烟使辐射致癌风险放大25倍。

探测器校准与验证
通过1989年生产的²²⁶Ra标准源（半衰期1600年）在密闭腔体内校准CR-39，确保对²²²Rn衰变链中²¹⁸Po和²¹⁴Po释放的5.49MeVα粒子的检测灵敏度。

结论
这项开创性研究揭示三个关键发现：1)伊拉克南部肺癌患者体内铀负荷虽未超标，但与健康人群存在统计学差异；2)建筑材料中添加纳米二氧化硅可通过改变水泥孔隙率与表面润湿性抑制氡气扩散；3)吸烟与α辐射产生显著协同致癌效应。该成果不仅为中东地区环境放射流行病学研究提供新方法学范式，更警示在评估肺癌风险时，生活方式因素的权重可能远超单纯辐射指标。研究团队特别指出，CR-39探测器在生物剂量重建中的应用，为大规模环境健康监测提供了成本效益突出的技术方案。