1984年12月2日，賓夕法尼亞州Pottstown附近正在修建的Limerick核電站，工程師StanleyJ. Watras來到這裡開始了他的任職。
該核電站計劃在三周內進行首次發電，施工人員剛剛在工廠門口安裝了輻射探測器，這是一項標準的保障措施，以確保放射性汙染不會粘附在工作人員身體上離開核電站。當Watras到達那天，他走進工廠時促發了探測器上發出警報。在接下來的兩周時間，他每天早上都會促發警報。進一步的調查顯示，他的衣服在家中被放射性物質汙染了！
當工廠的輻射安全人員訪問了Watras的家時，他們發現了意想不到的事情：Watras房子裡的氡（一種發射性元素Rn）濃度是典型的鈾礦中的20倍！更令人驚訝的是，輻射安全技術人員在鄰近房屋裡竟然檢測不到氡的存在。
我們的房子是世界上的汙染程度最高的地方，但我們隔壁的鄰居沒有；這怎麼可能？
Watras房子位於美國東部鈾礦床集中的區域。鈾在長衰變鏈中會產生放射性氣體氡，氡氣會從鈾礦區域的地面泄漏出去，然後與地上空氣混合。早在1908年，人們就認識到從含鈾的土壤中會產生氡氣；然而，地質學家一直沒有認識到氡氣如何滲漏：一些區域幾乎沒有泄漏，而100多米以外的地方就可能會有大量的滲漏。
事實證明，地下氡氣就像地下水一樣。地下水會聚集在岩石的凹處，沿基岩裂縫傳輸很長的距離，在地面上形成不連續分布的泉眼；氡氣也會在岩石的斷層中傳輸，並形成氣體的「泉」。Watras的家就建於氡氣泉之上。當時人們並不知道，還有多少房屋建在氡氣泉上，更重要的是，它們對居民構成了多大的危險？
致命預測
Watras一家於當年一月份搬進這個屋子，所以他們被暴露在氡氣下的時間不到一整年。儘管如此，醫生告訴他們，根據美國環境保護局（U.S. Environmental Protection Agency，EPA）的風險估計，短暫接觸氡氣會使他們在10年內死於肺癌的可能性比正常人高出7倍，他們的三個小孩可能不會活到成年。
Watras和家人立即搬離了這個家，試圖恢復正常生活。
如果我們繼續擔心這個問題，我們可能活不了多久，因為抑鬱症和心理壓力會讓我們難以生存。
自1944年以來，人們一直確信，暴露在大量氡氣帶來了巨大的肺癌風險。但之後，事情變得有些複雜。人們發現了肺癌另一個更大的威脅：吸煙。吸煙的影響會對風險評估的統計產生嚴重的干擾，所以，必須重新審視有關氡的數據。
於是，專家小組對礦工的數據進行了評估，試圖精確區分氡暴露和吸煙引起的肺癌風險；但他們的分析工作受到阻礙。這不僅僅是因為吸煙在礦工和非礦工中非常普遍，而且還因為吸煙使氡引發肺癌的風險更加嚴重。
目前還不清楚為什麼吸煙者更容易受到氡的影響。這可能是因為氡和香煙中的化學物質以不同的方式破壞DNA。例如，氡的電離輻射往往會破壞DNA，而香煙煙霧中高活性的化學物質傾向於將自身附著在DNA上，形成化學家稱為龐大的「加合物」（DNA結構上附著了大量其他的化學物質）；而這些不同形式的DNA損傷可能會阻礙彼此的修復。因此，同時具有兩種類型的DNA損傷可能會更糟糕。
另外，吸煙者更容易受到氡氣影響的另一個原因可能是，氡氣會損傷他們的肺，使得他們的支氣管（樹狀管的空氣通道）不再能夠有效地去除吸入的顆粒。載有氡的顆粒停留在吸煙者肺部的時間變得更長，導致吸煙者肺部的輻射劑量高於非吸煙者的肺部，哪怕他們呼吸的氡氣量相同。
目前尚不清楚這兩種可能機制中的哪一種是正確的；有可能兩者同時作用；有可能兩者都不是。儘管如此，吸煙者因氡引起肺癌的風險確實較高，高出6到8倍。
Haber法則
為了設定輻射劑量的限制，需要能夠測量它。氡的劑量估算策略是利用一種簡單的數學關係式，即氣體危害的Haber法則：D = C×E，其中D是劑量，C是濃度，E是暴露時間。Haber法則告訴我們，劑量大約與空氣中有毒物質的濃度和接觸該物質的持續時間成正比。更多的學術劑量模型可以給出更精確的劑量估計值，但是Haber法則似乎在預測氣體對健康的風險方面非常準確，而且比其他劑量模型更「簡潔」。
氡是少數幾乎不以毫西弗（mSv）為標準計量的輻射之一；mSv是輻射劑量的國際標準部門。相反，Haber法則被用來提供一個氡獨有的部門。由於大部分數據來自礦工，專家們選擇使用稱為「工作水準月」（working level month，WLM）的部門來計算氡引起的肺癌風險。雖然它有一個技術性的精確定義，但對於我們的目的來說，它可以被定義為一個礦工在一個典型的（受氡汙染的）礦場工作一個月後可能攝入的氡劑量。簡單地說，它就是礦井中的氡濃度，用工作水準（WL）表示，乘以暴露時間（M）。
使用WLM表達氡劑量也具有另一個實際優勢。它使我們能夠描繪其他氡暴露（如生活在受氡汙染的房屋中），並把它和礦工進行比較。
線性無閾值（LNT）模型
由於「劑量導致中毒」（文藝復興時期，瑞士Paracelsus的一句名言），我們需要「劑量-效應」數據來確定多少氡的劑量會引起健康問題。因為肺癌是所關注的健康效應，所以通常將「劑量」（即WLM）對肺癌發病率作圖，並擬合成直線。擬合的曲線是筆直而不是彎曲的原因是：流行病學家認為，不管劑量多低，癌症風險與輻射的劑量水準成正比。大多數科學家認為，任何暴露於致癌物質都會引起癌症發生的概率，而不存在一個有限的劑量，使得小於這個值的時候不會發生DNA損傷。流行病學家稱這是癌症風險評估的「線性無閾值」（LNT）模型。
並非所有科學家都喜歡「線性無閾值」模型。一些人強烈認為，LNT誇大了低輻射劑量的癌症風險；他們的論點似乎有一些道理。相反，沒有科學家認為LNT模型低估了低劑量風險。因此，LNT模型通常被認為是最保守的，為公眾提供最大程度的保護。
數字估值
科學家走了很長的路才最終獲得氡的風險評估，理解風險評估中使用的方法，以及這一過程的變遷，有助於我們認識到三件事：使我們能夠了解風險評估的優勢，識別它們的弱點，並且衡量對其準確性的信心水準。現在，我們已經知道如何生成氡氣估計；那麼，我們來看看最終的數字。
科學家對每個WLM的肺癌風險的最佳估計是：吸煙者約為0.097％，非吸煙者為0.017％。簡而言之，一個吸煙礦工在一個典型的鈾礦中工作一個月，患肺癌的幾率增加1/1000，而一個不吸煙的礦工患肺癌的幾率增加1/6000。
表達一個WLM的風險可以用如下的另一種方式：對於在礦井工作一個月，每10000名吸煙礦工中，預計其中10人最終會因氡暴露而患上癌症；相比之下，10000名不吸煙的礦工工作一個月，預計其中不到兩人（即1.7名礦工）患肺癌。
家中的風險
上面的數字是對於在礦井工作而言的；那麼家裡的情況是怎麼樣的呢？EPA關於家庭氡風險評估的邏輯是這樣的：居民在家中的氡劑量不應超過典型礦工的2％。這意味著家中空氣中的氡濃度應該等於或低於0.02WL。考慮到室外空氣的平均氡濃度為0.0025WL，如果把標準設定在遠遠低於0.02WL的水準，在技術上將是很困難的，成本非常昂貴，並且實際上不合理。
那麼，在氡濃度為0.02WL的家中，居住者一生中的風險水準如何？根據美國環保局的計算，如果一個人每天都住在家裡17個小時（70％的時間），並且活到75歲，那麼這個人的終身風險：如果他是吸煙者，他患肺癌的概率是6.2％；果他是非吸煙者，則只有0.73％。但是這些風險水準有多嚴重？我們接下來探討這個問題。
人數會受危害？
這一次，我們不像前面礦工那樣計算10000人中有多少人罹患癌症；而是採用另一種描述風險的方法：如果預計其中一個人產生有害的結果（如肺癌），那麼需要有多少人接受此特定水準的劑量？換句話說：為了傷害一個人需要暴露多少人？當圍繞這個問題構建風險評估時，風險度量稱為「損害所需的數量」（number needed to harm，NNH）。
按照NNH部門重新計算EPA家庭氡氣標準極限值的肺癌風險，對於出吸煙者和非吸煙者的數值分別為16和137。這意味著，在這種氡氣標準的房屋裡，16名吸煙居民中有1人預計會患肺癌，而137名不吸煙則有1人患肺癌。
如何解讀？
這些氡氣風險水準看起來仍然很高，但需要考慮一點：非吸煙者在一生中感染任何類型的致命癌症的幾率約為25％。這個數字相對較高，事實上，癌症是一種不幸的常見疾病。根據上述數字，居住在氡水準標準上線的房屋中，癌症患病風險從25％增加到25.73％。但相比之下，吸煙者即使不接觸到任何氡氣，其患癌症的風險基線已經接近50％（對於吸煙者而言）。對於吸煙者來說，如果暴露在氡氣中，癌症的風險將從50％上升到56.2％。
另外，考慮一下這樣的事實：實際上沒有任何住宅的氡水準會達到EPA標準的上限。因此，美國居民在家裡暴露在氡氣的劑量水準，可能低於理論最壞劑量的十分之一，同樣，他們的肺癌風險也將小於上述風險水準估算的十分之一。
誰會死亡？
根據評估數字及一些基本假設，EPA聲稱，家庭中的氡氣理論上每年會殺死多達2.1萬美國人。這相當於美國每年16萬例肺癌死亡人數的13％，以及所有類型58.5萬例癌症死亡人數的3.5％。但無論如何，這些「理論上」的死者是誰？
美國人口中吸煙者的人數約為18％，他們因為暴露於氡氣而罹患肺癌的幾率是非吸煙者的6到8倍；因此，美國每年2.1萬例由氡引起的肺癌死亡中，約有1.9萬人是吸煙者，而非吸煙者只有2000人死亡，僅佔年度癌症死亡人數的0.3％，約為每年死於人數的十分之一。總之，如果你不是吸煙者，你不太可能死於氡誘發的肺癌。
EPA的爭議
當EPA在20世紀80年代首次發布《防範氡輻射指導方針》時，公眾遵守的意願並不高。社會心理學家認為，這可能是因為氡是一種自然危害，而不是人為危害。由於尚不清楚的原因，人們對自然災害的恐懼似乎比人造災害要低得多。因此，EPA通過廣告活動增加了宣傳，專註於極端情況，並淡化了氡氣的肺癌風險主要局限於吸煙者的事實。
EPA廣泛宣稱：氡氣是繼吸煙之後導致肺癌的第二大原因。儘管數字完全正確，但這樣的描述引起了極大的誤導；這讓人們誤以為：非吸煙者罹患肺癌的主要原因是氡暴露。這個理解則是錯誤的。據估計，非吸煙者的肺癌病例中只有26%是因為暴露於氡氣中引起的；事實上，非吸煙者肺癌病例中的40%，原因至今不明。因此，非吸煙者中的肺癌非常罕見，而非吸煙者中氡誘發的肺癌則更加罕見。
許多科學家和風險評估人員認為，EPA扭曲了事實來推進《防範氡輻射指導方針》的議程。這導致了該機構與科學界之間的一場紛爭；爭議蔓延到公共場合，並導致許多人得出錯誤結論：認為家庭中的氡危險並不是真實的。他們是真實的；只是，至少在最初幾年，EPA對氡的風險水準肯定過高。
三十年後，這些言辭已經消失。今天EPA網站上的內容更準確地描述氡氣的危險性，並且更加坦率地認為「氡氣的受害者主要是吸煙者」。然而，EPA並未放寬其關於住宅中氡水準的規定。
另一種傷害
Watras一家可能是EPA風險溝通不力的主要受害者。他們被誤導，以至於認為自己的生活處於嚴重危險之中，並且承受了數十年的心理壓力。事實上，他們的氡暴露水準只是增加了癌症風險，但並不致命。
他們搬走以後，EPA將他們的房子作為氡修復技術的測試實驗室。幾個月後，該機構能夠將氡氣濃度降低到建議的限度內，而Watras一家又搬回來了。直到2015年前，Stanley和他的妻子Diane一直居住在那個房子裡。30年後，他們的孩子現在長大了，沒有一人死於肺癌。Watrase一家的境遇並沒有預測那麼糟糕。
Watras一家的經歷，是風險評估中使用「高度保守假設」的妥協結果。為了不低估風險而採用保守的風險假設似乎是謹慎的。但是，如果對每個不確定的風險參數都採用最保守的估計，高風險假設的級聯可能會加劇最終預測的風險水準，使其變得不可思議，甚至到了違反常識的程度。例如，根據EPA的風險估計，在Watras的房子中居住一年後，吸煙者因為氡暴露患有肺癌風險為56％，加上吸煙導致的肺癌風險（取決於吸煙頻率，約15到50％），那麼，他的肺癌風險高達100％。然而，有記錄以來，氡暴露最高的礦工（幾乎都是吸煙者）的肺癌死亡率從未超過50％。因此，「在家庭中因為暴露於氡氣而引起肺癌的風險超過50%」，這個估值肯定是可疑的。
「風險-效益」分析
生活在受氡汙染的房子裡絕對沒有任何好處，因此完全消除氡輻射似乎是有必要的。但是，對健康益處巨大的診斷性放射攝影術呢？僅僅因為患癌症的風險，就放棄X射線診斷，從而剝奪了自己的好處嗎？這又是不是明智的選擇？為了解決這個問題，讓我們用一個骨折的X射線診斷作為例子。
骨折的現代X射線給患者帶來約0.001mSv的有效輻射劑量。術語「有效劑量」是指由於手臂約佔總體重的5％，手臂接受0.020mSv劑量的風險，相當於全身接受0.001mSv劑量的致癌風險。
就像在礦工中使用肺癌來計算氡暴露的風險一樣，也可以使用原子彈倖存者的研究來計算X射線的癌症風險。從原子彈倖存者研究中可以確定，全身暴露於輻射中引起致命癌症的風險約為：每毫西弗斯輻射劑量增加約0.005％的幾率。因此，手臂X射線檢查引起癌症的風險為0.001（mSv）×0.005％，風險估計值為0.000005％（或1/20000000）。在數字上看，贏得巨額彩票的幾率也高於因為X射線診斷而患癌症的幾率。每年，美國發生骨折的人數約1300000；由於X線診斷的NNH為20000000人，因此，實際上可以預期，沒有人會因為X射線診斷而遭受癌症。相反，通過從X線診斷影像中收集醫療資訊，他們都因此而受益。通過這些數字，我們可以回答「是否值得冒著患上癌症的風險進行X射線診斷？」
當然，生活不僅僅是骨折會使用診斷性放射攝影術。幾乎每個標準的診斷性放射攝影術，他們的有效劑量都已經被精確計量。在大多數情況下，風險被高度量化；但收益的量化卻較少。儘管如此，使用診斷性放射攝影術來尋找臨床疾病因時，獲益幾乎總是遠大於風險（主要是因為風險非常低）。唯一的例外是：醫生進行無根據的診斷程式。在那種情況下，患者會受到無益的風險。
所有的放射性診斷技術都屬於這兩種類型之一：（1）在有臨床癥狀的患者中發現疾病；或者（2）在沒有癥狀的人群中篩查疾病。對於第一類，例如上面的斷臂舉例，效益幾乎總是遠大於風險。這主要是因為，如果沒有找到該疾病的潛在原因，後果可能是嚴重的（例如截肢，甚至死亡），並且非全身的放射線攝影的癌症風險很低。但對於第二類（對健康人群進行未知疾病的篩查），我們應該停下來；放射線篩查程式，癌症風險通常是明確的，但收益並不明確，所以醫療消費者應謹慎行事。
達成共識
將輻射劑量轉換為風險評估的能力為公眾提供了分級標準。我們掌握了從天然（氡）到人造（診斷X射線）的各種輻射暴露情景的準確風險估計；現在我們確定哪些輻射暴露是可接受的，哪些不是。最重要的是，我們現在有辦法就「如何控制我們的輻射風險」做出明智的決定。現在取決於我們是否有資格擔任這種知識的管理者，並將其用於改善我們的健康狀況。
我們對輻射的癌症風險的了解，遠勝於對其他致癌物的認識。因此，如果我們不能就「輻射可接受的癌症風險水準」達成可行的共識，那麼我們幾乎沒有希望對任何癌症危害達成共識。另一方面，如果我們能夠就「應對輻射癌症風險的一般原則」達成一致，那麼這些相同的原則可以應用於其他的風險情況。因此，輻射風險是「如何最好地處理環境癌症威脅」的一個很好的模型。
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