转给你身边的朋友,不再谈“辐”色变
最近小編在追非常火的 HBO 新劇《切爾諾貝利》。劇中赤裸裸的展現了人類面對核災難的弱小以及核輻射對人巨大的傷害,也展現了人類在面對災難的勇毅與奉獻。
隨著核能源的使用與家庭生活中電器數目種類的增加,輻射也是近些年來大家關注的比較多的問題了。
廣義上輻射是以波動形式或運動粒子形式向周圍空間或物質傳播的能量。如聲輻射、熱輻射、電磁輻射、核輻射等。
這些年非電離輻射背的鍋
這個年頭,新聞里三天兩頭都會說各種輻射放射性,輻射增加癌癥發病率的觀念也深入人心。正如上面廣義輻射介紹的,輻射是時刻存在的,并分為很多種類,但不是所有的都有害。由電磁波產生的輻射,就是電磁輻射。根據電磁波頻率不同,電磁輻射分為電離輻射和非電離輻射。通常我們把波長小于100nm的電磁輻射稱為電離輻射。例如宇宙射線,X射線,γ射線等。而像熱輻射,電波(微波,短波,中波,長波)等,都是非電離輻射。
圖片來源 :https://www.xuehua.us/2018/07/12/%E7%A7%91%E6%99%AE%EF%BC%9A%E5%85%89%E4%B8%8E%E8%BE%90%E5%B0%84/
科普宣傳中說可能會對人體產生傷害的,世界衛生組織中列為致癌因素的,都是電離輻射。
非電離輻射由于頻率和能量相對于非電離輻射小很多,對于人體的影響是微乎其微的,幾乎可以忽略不計。到目前為止,沒有任何的科學實驗或者研究或者事實數據能夠證明非電離輻射會對生物體造成不良影響。經過證實非電離輻射對生物組織能夠產生的效果主要是加熱效果,并且需要很強集中指向的電磁場,日常應用就是微波爐了。
舉個簡單的例子,太陽光的輻射功率大約是 10 萬微瓦/平方厘米,我國規定的電磁輻射防護規定中要求通信片段功率密度小于 40 微瓦/平方厘米。(實際情況中,考慮到信號疊加,運營商通常控制在 8 微瓦/平方厘米),是太陽光的1/2500。
再說說其他家電。
圖片來源:http://www.ce.cn/cysc/zgjd/kx/201705/18/t20170518_22952656.shtml
大家可能對μT沒有什么概念,微特斯拉,是磁感應強度的單位。也用用高斯作為單位計量非電離輻射的,他們的換算關系是1μT=10mG。再舉一個例子,在赤道上,地球磁場的磁密是 20μT(所以像洗衣機電腦冰箱彩電什么的輻射還不如地球磁場)。上面表格里,雖然看到電吹風和電動剃須刀的輻射數字較大,且不說這些數字也在人體安全范圍內,我們可以看到距離稍遠時就會大幅下降,而且所有拋開劑量講毒性都是耍流氓,這兩種電器使用時間短,總量不值一提。
核輻射包括射線與粒子輻射。核輻射是原子核從一種結構或一種能量狀態轉變為另一種結構或另一種能量狀態過程中所釋放出來的微觀粒子流。核輻射可以使物質引起電離或激發,故稱為電離輻射。電離輻射又分直接致電離輻射和間接致電離輻射。直接致電離輻射包括質子等帶電粒子。間接致電離輻射包括光子、中子等不帶電粒子。
核輻射的種類
核輻射的射線種類主要有α(阿爾法)、β(貝塔)、γ(伽瑪)射線以及中子。α輻射由α粒子產生,α粒子就是氦原子核,由 2 個質子和 2 個中子組成,帶 2 個單位的正電荷;β輻射由β粒子產生,β粒子就是電子,帶一個單位的負電荷;伽瑪輻射由伽瑪射線產生,伽瑪射線是一種波長非常短的電磁波;中子輻射由中子產生,中子是一種不帶電旳粒子,一般存在于原子核中。
核輻射是如何產生的
不同種類的輻射產生的原理不同。α粒子主要來自于α衰變,許多錒系元素如鈾、钚等的同位素均可以發生α衰變,釋放出α粒子。β粒子主要來自于β衰變,一些不穩定的同位素衰變釋放出β粒子(電子)。中子的最大來源是核反應堆中的裂變反應,還有加速器中子源也能產生中子,許多核反應,如鈹的(α,n)反應也會產生中子。伽瑪射線一般伴隨著核反應產生,如裂變、衰變等均會產生伽瑪射線。
α粒子可被紙張阻擋。β粒子可被鋁片阻擋。γ射線在穿越鉛塊時部分被阻。
圖片來源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%BE%90%E5%B0%84
自然界存在天然輻射。天然輻射的來源包括宇宙射線和地球上自然存在的放射性元素。天然輻射的水平通常稱為天然的“本底輻射”。天然的本底輻射無法避免,人類在漫長的進化過程中,就生活在天然放射性環境中。
可以看到,日常生活中,除了輻射相關工作人員,抽煙的輻射劑量是最大的了,所以戒煙還是很有必要的。
圖片來源:https://www.aec.gov.tw/index--5_40_873.html
電離輻射為什么有害
電離輻射,作為高頻輻射,作用于生物分子,導致分子的電離和激發,這一物理過程的發生時間是很短促的,隨即經歷物理化學階段與化學階段,從而引起生物大分子的損傷。電離輻射對生物大分子的影響是射線的直接作用和間接作用共同造成的結果。
小心電離輻射
圖片來源:https://www.cdstm.cn/frontier/wl/201610/t20161020_586830.html
電離輻射對于人體健康的影響分為確定效應和幾率效應。
確定效應指接受劑量輻射照射,造成有害的組織反應,若接受的劑量增加,造成的傷害就會更加嚴重,如皮膚紅斑脫皮。
幾率性效應,主要是指致癌效應,輻射可能會誘發細胞的突變導致癌癥的發生,癌癥的發生幾率與劑量有關,隨著劑量的增加而提高。
根據國際輻射防護委員會報告指出,100 毫西弗以下的劑量(包括一次或者多次)不會造成臨床上的功能損害。
人們對生命體收到核輻射產生的變異存在一種誤解,就是輻射會讓動物變得巨大狂暴。這也離不開影視作品的宣傳,就像電影《哥斯拉》和《狂暴巨獸》等。還有網傳切爾諾貝利禁區出現過巨大鼠。實際上,輻射表現在動物身上的癥狀往往是致命疾病,生殖障礙和畸形等等,當然切爾諾貝利也并沒有出現過巨大鼠。
生活中我們除了接受醫療治療或檢查可能接受到單次劑量偏大的電離輻射(但是也是在安全范圍內的),只要注意小心電離輻射的標志,并不會暴露在對人體有傷害的劑量的電離輻射下。
參考文獻:
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Weisstein, EricW.Radiation. Eric Weisstein's World of Physics. Wolfram Research.[2014-01-11].
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曾群力. (2004).電磁輻射(Doctoral dissertation).
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王崇道, & 強亦忠. (2002).電離輻射所致自由基對機體的損傷與自由基清除劑的研究(Doctoral dissertation).
總結
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