如果你是漫威迷,那你一定知道綠巨人浩克。班納博士是一個(gè)物理學(xué)家,在一次實(shí)驗(yàn)中,他受到伽馬炸彈放射線的大量輻射,身體產(chǎn)生變異,后來每當(dāng)他情緒激動(dòng)的時(shí)候,就會(huì)變成名為浩克的綠色怪物。
如果把這樣的輻射場(chǎng)景搬到現(xiàn)實(shí)生活中,那可就是大災(zāi)難了。35年前(1986年4月26日),前蘇聯(lián)(現(xiàn)位于烏克蘭境內(nèi))的切爾諾貝利核電站發(fā)生了歷史上最嚴(yán)重的核電事故之一,事故導(dǎo)致20萬平方公里以上的區(qū)域變成放射性核素污染區(qū),超過500萬人受到核輻射影響。
而就在最近,日本單方面決定以排海方式處置福島核電站事故核污染水,引發(fā)全社會(huì)的關(guān)注,“輻射”再次被推到風(fēng)口浪尖。
所有的輻射都這么可怕嗎?我們又該怎么防護(hù)它?
今天,我們請(qǐng)到了喵星球最知名的科學(xué)家——喵博士為大家講解一下。
我們先看看“輻射”的定義。輻射(Radiation)是由場(chǎng)源發(fā)出的電磁能量中一部分脫離場(chǎng)源向遠(yuǎn)處傳播,能量以電磁波或粒子(如α粒子、β粒子等)的形式向外擴(kuò)散,而后不再返回場(chǎng)源的現(xiàn)象。
也就是說,我們生活中所有帶有能量的電磁波或是微觀粒子,都是輻射。如可見光(太陽(yáng)光、燈光、火光等)和不可見光(微波、紅外線、紫外線等),浴霸、火爐、電熱爐等散發(fā)的熱,以電磁波形式傳播的手機(jī)、Wifi信號(hào)及日用電子產(chǎn)品的信號(hào),它們都是輻射。
自然界中的一切物體,包括我們?nèi)祟愖约海灰獪囟仍诮^對(duì)溫度零度(-273.15℃)以上,都以電磁波和粒子的形式一刻不停地向外傳送熱量,這種傳送能量的方式被稱為熱輻射。因此,輻射可以說是無處不在。
好問題!這就要從輻射的分類說起了。按照電離能力,輻射可分為能量很高的電離輻射和能量較低的非電離輻射。
生活中常見電器產(chǎn)生的輻射都是非電離輻射,由于其能量較低,不會(huì)引發(fā)電離,只會(huì)令物質(zhì)內(nèi)的粒子震動(dòng),溫度上升。而且它們的輻射強(qiáng)度都是有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來嚴(yán)格控制的,因此對(duì)生物能造成的傷害微乎其微。
而我們通常意義上所說的“輻射”多指電離輻射,它能夠引發(fā)物質(zhì)電離,因此當(dāng)其作用于生物體時(shí),就有可能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)或DNA鏈,從而引發(fā)生物學(xué)危害。電離輻射包括α射線、β射線、γ射線、X射線、中子射線等。下面這張圖就是電離輻射警告標(biāo)志,大家一定要記得。
圖 電離輻射警告標(biāo)志
舉個(gè)例子來說吧!假設(shè)我們每只喵都是一個(gè)細(xì)胞,那么非電離輻射就好像飄過來的沙塵,它的能量很低,打在身上并不會(huì)有明顯的反應(yīng)。而電離輻射,就像是一顆子彈,會(huì)使我們受傷,如果它們湊巧打在了“致命”的位置,那么這個(gè)細(xì)胞就會(huì)死亡。
“拋開劑量講輻射,就是耍流氓。”
劑量是電離輻射的度量單位,它可以表征所受輻射的大小,單位是希沃特(Sv)。在輻射防護(hù)學(xué)中,最常用的單位是毫希沃特(mSv)和微希沃特(μSv),1Sv = 1000mSv = 1000000μSv。
量變引起質(zhì)變,沒有證據(jù)表明低本底水平的輻射會(huì)對(duì)人體造成損傷。只有輻射劑量較高時(shí),才會(huì)發(fā)生確切的輻射危害。
《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB18871—2002)規(guī)定:除天然照射及醫(yī)療照射以外,公眾連續(xù)5年從核實(shí)踐中所受到的年平均有效劑量應(yīng)低于1mSv。對(duì)于放射性工作職業(yè)人員,連續(xù)5年的年平均有效劑量應(yīng)低于20mSv,任一年內(nèi)低于50mSv。也就是說只要受到的輻射劑量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,就可以被認(rèn)為是可接受的安全水平。
我們生活的環(huán)境中處處都存在著天然的電離輻射。我們吃的每一口飯、喝的每一口水、踩的每一塊磚、呼吸的每一口空氣,甚至自己的身體內(nèi)都含有微量的放射性核素,它們會(huì)持續(xù)地發(fā)射電離輻射,同時(shí)我們還會(huì)受到來自宇宙射線的照射。
根據(jù)相關(guān)研究,天然本底輻射導(dǎo)致的個(gè)人年輻射量通常在每年1~10mSv,全球居民每年受到的天然輻射劑量平均為2.4mSv。也就是說,我們?cè)诘厍蛏险I钜荒辏呐聸]有接觸任何人造輻射,也會(huì)受到平均2.4mSv的輻射照射。在所有的天然輻射中,呼吸導(dǎo)致的氡(Rn-222)氣內(nèi)照射約貢獻(xiàn)總量的48%,宇宙射線和天然環(huán)境中的外照射貢獻(xiàn)36%,而從食物和水中受到的內(nèi)照射約為12%。
氡主要集中在密閉的住所內(nèi),因此經(jīng)常開窗通風(fēng),是降低住所內(nèi)氡照射水平的最有效措施。另外開窗通風(fēng)還能降低室內(nèi)甲醛濃度、清新空氣、令人心情舒暢。
常見的醫(yī)療檢查中,B超和核磁共振檢查是沒有電離輻射照射的。醫(yī)療照射主要來源于X射線檢查、CT檢查等。一次胸部X射線攝影的劑量約為0.14mSv,一次胸部CT的劑量約為8mSv,一次PET-CT的劑量約為20mSv。相關(guān)研究表明,人類平均每年受到的醫(yī)學(xué)檢查照射劑量為0.4mSv。
在日常生活中,還有很多其他的輻射。我們每坐一小時(shí)飛機(jī),就會(huì)受到大約0.005mSv左右的額外照射。因?yàn)樽w機(jī)時(shí)離地面較高,會(huì)受到更強(qiáng)的宇宙射線照射。
另外,如果一個(gè)人每天吸20支香煙,那么他受到煙中釙(Po-201)內(nèi)照射的劑量約為1.7mSv/年。
是的,吸煙除了會(huì)受到電離輻射危害以外,它所包含的尼古丁、焦油等致癌物質(zhì)也會(huì)極大傷害人體。這些因素共同作用,使得煙民患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。
你說的沒錯(cuò),加速器在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生次級(jí)電離輻射,主要為帶電粒子、中子和γ射線等。如果不對(duì)這些次級(jí)電離輻射加以防護(hù),確實(shí)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境和人員的輻射安全造成影響。根據(jù)國(guó)家法律規(guī)定,加速器裝置在運(yùn)行前必須完成可靠的輻射屏蔽建設(shè),HIRFL裝置也是有足夠的屏蔽來阻止輻射泄露的。
圖 HIRFL實(shí)驗(yàn)大廳屏蔽結(jié)構(gòu)圖
你看上面這張HIRFL裝置實(shí)驗(yàn)大廳的屏蔽結(jié)構(gòu)圖,外圍的灰色粗線就代表著2米以上的混凝土,它們把整個(gè)加速器裝置都包圍了起來。混凝土能夠與加速器產(chǎn)生的次級(jí)輻射發(fā)生反應(yīng),隨著穿透深度的增加其劑量不斷衰減,最終使得屏蔽外的劑量達(dá)到可以忽略的安全水平。
從HIRFL加速器開機(jī)時(shí)周圍園區(qū)的輻射劑量監(jiān)測(cè)記錄來看,裝置園區(qū)的輻射劑量率最大值約為0.14μSv/h,和天然本底相當(dāng),也就是說沒有額外的輻射泄露出來。所以不用擔(dān)心HIRFL產(chǎn)生的輻射會(huì)對(duì)我們?cè)斐蓚Α?/p>
另外,加速器產(chǎn)生的重離子束本質(zhì)上也是一種電離輻射,能夠殺傷細(xì)胞,因此它可以被用于放射醫(yī)學(xué)。重離子具備射程可調(diào)、形狀可控、生物學(xué)效應(yīng)高等諸多特點(diǎn),能夠精確地殺傷癌細(xì)胞而不過度損傷健康組織。所以,如果能夠合理地利用電離輻射對(duì)人類健康也是有好處的哦。
仙人掌是沒有阻擋輻射的效果的,但是養(yǎng)養(yǎng)還是有用的,至少可以愉悅心情嘛。當(dāng)然閑著沒事不要去咬它,會(huì)被扎的。
總結(jié):
自然界中處處存在輻射,它是人類永遠(yuǎn)躲不開也逃不掉的。希望大家能夠?qū)椛溆幸粋€(gè)科學(xué)的認(rèn)知,不用再談“輻”變色。
我們生活中的常用電器、手機(jī)基站等產(chǎn)生的輻射均為非電離輻射,因此大家不必?fù)?dān)心。而對(duì)于電離輻射而言,我們正常能接受到的劑量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到對(duì)人體有害的程度,因此不必過于恐慌。喵博士也有一些小建議,可以幫助大家更好地做好輻射防護(hù)哦:
輻射防護(hù)Tips
1. 看見有電離輻射警告標(biāo)志的地方不要亂闖,有電離輻射警告標(biāo)志的東西不要亂拿。過安檢時(shí),不要心急。
2. 過安檢時(shí),不要心急,不要把手伸進(jìn)簾子里抓東西。
3. 除非必要,盡量避免醫(yī)用高輻射劑量檢查。如果X片能夠滿足需求的話,就不要上CT。但如果是檢查和治療所必要的,一定要遵醫(yī)囑,因?yàn)榕cCT檢查為治療提供的好處相比,它所帶來的輻射照射危害還是能夠接受的。
4. 少吸煙,能夠有效避免釙(Po-201)的內(nèi)照射,關(guān)鍵還能省錢。
5. 室內(nèi)環(huán)境經(jīng)常通風(fēng),可有效減少空氣中的放射性氡氣,同時(shí)也可以減少甲醛等有害氣體對(duì)人體的傷害。
6. 如果你是一名放射性工作人員,一定要嚴(yán)格遵守所在單位的輻射防護(hù)制度與規(guī)定。根據(jù)相關(guān)資料,大多數(shù)輻射事故的發(fā)生都是由于工作人員違規(guī)操作導(dǎo)致的。
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原文標(biāo)題:輻射,真的這么可怕嗎?
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