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什么是輻射?

解讀“核”
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輻射是指通過波或粒子的形式從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的能量。我們在日常生活中就會(huì)接觸到各種輻射。一些最常見的輻射源包括太陽、微波爐和在汽車?yán)锸章牭氖找魴C(jī)。這些輻射中大部分對我們的健康不造成影響,但有些輻射會(huì)給我們帶來風(fēng)險(xiǎn)。一般來說,輻射在劑量低時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較低,在劑量高時(shí)風(fēng)險(xiǎn)則高。根據(jù)不同的輻射類型,必須采取不同的措施來保護(hù)我們的身體和環(huán)境免受其影響,但同時(shí)我們也可以從輻射的許多應(yīng)用中受益。

輻射有什么好處?——一些例子

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  • 健康:輻射為我們的醫(yī)療提供諸多便利,如許多癌癥治療,以及診斷成像方法。
  • 能源:輻射使我們能夠通過諸如太陽能和核能來生產(chǎn)電力。
  • 環(huán)境和氣候變化:輻射可用于處理廢水或創(chuàng)造抗氣候變化的新植物品種。
  • 工業(yè)和科學(xué):利用基于輻射的核技術(shù),科學(xué)家可以檢查過去的物體,或在汽車工業(yè)等領(lǐng)域生產(chǎn)具有優(yōu)良特性的材料。

如果輻射是有益的,我們?yōu)槭裁匆Wo(hù)自己免受輻射影響?

輻射有許多有益的應(yīng)用,但是就像其他事物一樣,如果使用中存在風(fēng)險(xiǎn),就需要采取特定行動(dòng)來保護(hù)人類和環(huán)境。不同類型的輻射需要不同的防護(hù)措施。稱為 “非電離輻射 ”的低能量形式可能比高能量的 “電離輻射 ”需要的防護(hù)措施少一些。國際原子能機(jī)構(gòu)(原子能機(jī)構(gòu))根據(jù)其使命,就和平利用電離輻射制定了保護(hù)人類和環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。

輻射的種類

非電離輻射

非電離輻射的一些例子包括可見光、無線電波和微波。(信息圖: A.Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

非電離輻射是能量較低的輻射,無論是在物質(zhì)還是生物體中,其能量都不足以從原子或分子中分離出電子。然而,其能量可以使這些分子振動(dòng),從而產(chǎn)生熱量。這就是微波爐的工作原理。

對于大多數(shù)人來說,非電離輻射不會(huì)對其健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。然而,經(jīng)常接觸一些非電離輻射源的工人可能需要采取特殊措施來保護(hù)自己,例如針對一些輻射產(chǎn)生的熱量。

其他一些非電離輻射的例子包括無線電波和可見光??梢姽馐且环N人眼可以感知的非電離輻射。而無線電波對我們的眼睛和其他感官來說是不可見的,但它可以被傳統(tǒng)的收音機(jī)解碼。

電離輻射

電離輻射的一些例子包括某些使用伽瑪(γ)射線的癌癥治療,X射線,以及核電廠所用某些材料所發(fā)出的輻射。(信息圖: A.Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

電離輻射是一種能量很大的輻射,它可以從原子或分子中分離出電子,在與包括生物體在內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生作用時(shí),會(huì)引起原子層面的變化。這種變化通常涉及離子(帶電的原子或分子)的產(chǎn)生——因此稱為 “電離” 輻射。

在高劑量的情況下,電離輻射可以損害我們身體的細(xì)胞或器官,甚至導(dǎo)致死亡。在用途和劑量使用正確以及采取必要防護(hù)措施的情況下,這種輻射有許多有益的應(yīng)用,如在能源生產(chǎn)、工業(yè)、研究以及各種疾病的醫(yī)療診斷和治療中。雖然監(jiān)管輻射源的使用和輻射防護(hù)是國家的責(zé)任,但原子能機(jī)構(gòu)通過全面的國際安全標(biāo)準(zhǔn)體系向立法者和監(jiān)管者提供支持,旨在保護(hù)工作人員和患者以及公眾環(huán)境免受電離輻射的潛在有害影響。

非電離輻射和電離輻射的波長不同,這與其能量強(qiáng)弱直接相關(guān)。(信息圖: A.Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

放射性衰變及其產(chǎn)生輻射背后的科學(xué)

例如,電離輻射可來自于不穩(wěn)定的(放射性)原子,因?yàn)樗鼈冡尫懦瞿芰康耐瑫r(shí)會(huì)過渡到一個(gè)更穩(wěn)定的狀態(tài)。

地球上的大多數(shù)原子是穩(wěn)定的,主要因其核心(或原子核)粒子(中子和質(zhì)子)的構(gòu)成平衡而穩(wěn)定。然而,也有一些類型的原子并不穩(wěn)定,其原子核中質(zhì)子和中子的數(shù)量構(gòu)成使其無法將這些粒子保持在一起。這種不穩(wěn)定的原子被稱為 “放射性原子”。當(dāng)放射性原子衰變時(shí),它們以電離輻射(例如α粒子、β粒子、γ射線或中子)的形式釋放能量,如果安全地駕馭和使用這些能量,可以帶來各種好處。

放射性原子通過釋放粒子和能量變得更加穩(wěn)定的過程被稱為 “放射性衰變”。(信息圖: A.Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

最常見的放射性衰變類型是什么?我們?nèi)绾伪Wo(hù)自己免受由此產(chǎn)生輻射的有害影響?

根據(jù)原子核變得穩(wěn)定而釋放的粒子或波的類型,有各種類型的放射性衰變導(dǎo)致電離輻射。最常見的類型是α粒子、β粒子、γ射線和中子。

阿爾法(α)輻射

阿爾法(α)衰變 (信息圖: A. Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

α輻射中,衰變的核子會(huì)釋放出沉重的、帶正電的粒子,以便變得更加穩(wěn)定。這些粒子不能穿透我們的皮膚造成傷害,而且通過使用一張紙往往就可以阻擋。

然而,如果α輻射材料通過呼吸、飲食進(jìn)入體內(nèi),它們將會(huì)直接暴露在人體內(nèi)部組織中,進(jìn)而會(huì)損害健康。

镅-241就是一個(gè)通過釋放α粒子而衰變的原子實(shí)例,用于世界各地的煙霧探測器。

貝塔(β)輻射

貝塔(β)衰變 (信息圖: A. Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

在β輻射中,原子核釋放出更小的粒子(電子),其穿透力比α粒子更強(qiáng),取決于其能量,其可以穿過例如1-2厘米的水。一般來說,幾毫米厚的鋁板可以阻止β輻射。

一些發(fā)射β輻射的不穩(wěn)定原子包括氫-3(氚)和碳-14。氚被用于應(yīng)急燈等,例如在黑暗中標(biāo)記出口。這是因?yàn)閬碜噪暗摩螺椛湓谳椛湎嗷プ饔脮r(shí)導(dǎo)致熒光粉材料發(fā)亮,而不需要電力。而碳-14則被用來確定過去物體的日期。

伽瑪(γ)射線

伽瑪(γ)射線 (信息圖: A. Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

γ射線有多種用途,屬于電磁輻射,類似于可用于癌癥治療的X射線,一些γ射線直接穿過人體而不造成傷害,而另一些則被人體吸收并可能造成損害。通過由混凝土或鉛筑成的厚墻,我們可以將γ射線的強(qiáng)度降低到風(fēng)險(xiǎn)較小的水平。這就是為什么醫(yī)院里為癌癥患者提供的放射治療室的墻壁如此之厚的原因。

中子

核反應(yīng)堆內(nèi)的核裂變是一個(gè)由中子維持的放射性連鎖反應(yīng)的例子。 (信息圖: A. Vargas/原子能機(jī)構(gòu))

中子是相對較大的粒子,是原子核的主要成分之一,不帶電,因此不會(huì)直接產(chǎn)生電離。但中子與物質(zhì)的原子相互作用可以產(chǎn)生α-、β-、γ-或X射線,然后導(dǎo)致電離。中子具有穿透力,只能被厚厚的混凝土、水或石蠟所阻擋。

中子可以通過多種方式產(chǎn)生,例如在核反應(yīng)堆中或由加速器光束中的高能粒子引發(fā)的核反應(yīng)中。中子可以代表間接電離輻射的一個(gè)重要來源。

在中國,由誰負(fù)責(zé)確保輻射的安全使用?

中國國家核安全局負(fù)責(zé)核與輻射安全的監(jiān)督管理。擬訂有關(guān)政策、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn),牽頭負(fù)責(zé)核安全工作協(xié)調(diào)機(jī)制有關(guān)工作,參與核事故應(yīng)急處理,負(fù)責(zé)輻射環(huán)境事故應(yīng)急處理工作。監(jiān)督管理核設(shè)施和放射源安全,監(jiān)督管理核設(shè)施、核技術(shù)應(yīng)用、電磁輻射、伴有放射性礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中的污染防治。對核材料管制和民用核安全設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝及無損檢驗(yàn)活動(dòng)實(shí)施監(jiān)督管理。

原子能機(jī)構(gòu)的作用是什么?

  • 原子能機(jī)構(gòu)協(xié)助成員國為和平目的利用核科學(xué)技術(shù),包括為了健康、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、水資源管理、能源工業(yè)而利用輻射。為此,原子能機(jī)構(gòu)協(xié)助研究和開發(fā)輻射和放射源的實(shí)際應(yīng)用,并協(xié)調(diào)世界各國的研究活動(dòng)和實(shí)施項(xiàng)目。
  • 原子能機(jī)構(gòu)通過其保障和核查活動(dòng),監(jiān)督能夠產(chǎn)生輻射的材料僅用于和平用途。
  • 最后,原子能機(jī)構(gòu)制定安全標(biāo)準(zhǔn)和安保導(dǎo)則,并報(bào)告保護(hù)人類、社會(huì)和環(huán)境免受電離輻射有害影響的最佳做法。

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