简单解释辐射

交流2024-10-10 13:58:01

一说起辐射,有些人就很紧张,似乎所有的辐射都是要命的东西,他们**在小区附近的通讯基站,拒绝使用手机,害怕微波炉,甚至对电视机的遥控器都心存芥蒂。因为他们觉得这些东西都有辐射,跟原子弹差不多,都有害。

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纠结的基站

今天我们来好好谈谈辐射与放射性的异同,希望能消除你的疑虑。

“我怕的有理”

在很多的新闻报道里,“辐射”与“放射性”这两个词经常是混用的,文科毕业的记者们一会儿说这东西有放射性,一会儿又说这东西有辐射,时间长了,公众自然认为它就是一枚硬币的正反面,只是叫法不同。既然放射性是有害的,害怕辐射肯定没错。

切尔诺贝利废墟外的乌鸦

其实这不能怪文科生,因为连许多学理工科的朋友都未必能分清。

“放射性”是一个很可怕的词汇,它往往与战争、灾难和死亡联系在一起。二战结束前,美国人往广岛、长崎扔下两枚原子弹,不仅炸死大量兵民,随之而来的放射性沾染影响了几代日本人;1986年4月26日,乌克兰切尔诺贝利核电厂第四号反应堆发生爆炸,大剂量的放射性污染直接间接地导致6至8万人死亡、13万多人受辐射疾病折磨,方圆数十公里成为无人区;2011年3月,日本地震造成福岛核电站反应堆故障进而发生爆炸,泄漏的放射性物质直接导致数人死亡,福岛周围大片地区人员撤离,至今仍有大量放射性污水无法得到处理,污水的泄漏造成日本东部海洋大面积放射性污染。

核爆炸造成强辐射及大规模放射性污染

因此人们谈核色变、谈放射性色变、谈辐射色变都是可以理解的。

为什么物质有放射性?

应该说放射性物质在地球上甚至在宇宙中都广泛存在,目前为止科学家们已经发现100多种元素,这些元素又分为2600多种核素,其中放射性核素就多达2300多种!只有280种核素是稳定的,它们没有放射性或者放射性极低。

原子模型

我们周围所有物质都由原子组成,原子中心的原子核有质子和中子,质子的数量决定了原子是什么化学物质。所有碳原子核都含有6个质子,这决定了它是碳而不是其它物质;有5个质子是硼原子;有7个质子的是氮原子。

原子核还含有中子,中子没有电荷,相同化学物质的原子可以具有不同数量的中子。比如说大约99%的碳原子有6个中子,再加上6个质子,碳原子的原子质量就为12。中子在原子核里起到稳定的作用。

并不是所有的碳原子都只有6个中子,中子的数量可多可少,有7个中子的碳被称为碳-13,有8个中子的是碳-14。碳-12与碳-13都是稳定的,但碳-14却不稳定,它会发生衰变并释放一个中子出来,我们称碳-14具有放射性。

三重α核聚变过程产生伽马射线

放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线(如α射线、β射线、γ射线等),直到衰变形成稳定的元素而停止放射。元素周期表中序数在83以上元素的全都具有放射性,低于83的有部分元素的同位素(比如碳-14、钾-40、铁-59等)也有放射性。

放射性的危害

放射性物质之所以可怕,因为它轻则致病,重则致命。

原子的放射性衰变类型有很多,常见的有以下几种发生方式:

  • 自发裂变:原子一分为二,也就是我们常说的核裂变;
  • 中子释放:原子核中多余的中子被释放出来;
  • α衰变:原子核释放出由两个中子和两个质子组成的α粒子(氦-4核);
  • β衰变:原子核射出电子(或正电子),这个电子并非原先绕核运行的电子;
  • γ衰变:核内的质子和中子重新排列成更稳定的形式,能量以伽马射线的方式发射出来。

中子不带电,它不与核外电子发生作用,而是直接穿过电子云去轰击原子核。不像X射线或γ射线,中子可以轻易穿透钢筋水泥或装甲防护层,所以中子有极强的穿透能力。当中子与人体发生作用时,它可以使造血器官衰竭、消化系统损伤、中枢神经损伤,还可以造成恶性肿瘤、白血病、白内障等。受到中子辐射的人会死得缓慢且极其痛苦,中子辐射还会产生遗传效应,即便侥幸生还,辐射也会影响其后代发育。

放射性具有极大的危害

α衰变与β衰变都会导致粒子的释放,同时产生γ光子。γ射线由于短波长、高频率,它的穿透力也极强。当γ射线进入到人体,它可以电离人体内细胞,侵蚀蛋白质、核酸和酶等复杂有机分子,严重时可以杀死细胞。

与所有有毒有害物质一样,放射性的危害也与人体被照射的剂量相关,当被照射剂量在150rad以下时,人不会死亡,但可能有长期潜在的健康影响;当人体被照射剂量在400rad以下,死亡率为5%;当剂量达到650rad,人100%死亡。

辐射不是放射

准确地说,宇宙中所有已知的物质,包括你和我,都在时刻对外辐射

人体也在时刻辐射远红外线

辐射是运行中的粒子或波,它是一个物理学术语。放射性产物(放射性粒子和γ射线)只是辐射中的一种形式。大体来说,辐射分三种类型

1、非电离辐射:基本上是电磁波谱的低能量部分,包括所有可见光线、微波、无线电波和红外线辐射,紫外线属于此类别的高能量端;

2、电离辐射:它可以剥夺原子核外围的电子,使其电离;

3、中子辐射:这里主要指自由中子辐射。中子弹,杀人于无形,你懂的。

由此可见,辐射并不全都有害,我们每天见到阳光,它就是电磁辐射;我们人体会向外辐射远红外光波;我们周围所有的电器甚至电线都会向外发射微弱的非电离辐射信号。所有这一切都不会伤害到人或动物的健康。当然,凡事都有个度,你在烈日下呆的时间久了会被紫外线和红外线晒伤;你也不能尝试把猫主子放进微波炉里试一试薛定谔讲的是不是真的,微波辐射的加热作用会要了它的命。

这不是薛定谔的猫

电离辐射是有害的

电离辐射分为两种主要形式

1、高能电磁辐射:这里主要指强烈的X射线和γ射线;

2、粒子辐射:比如说前文提到的α和β粒子,我们将中子辐射也归到这一类里。

X射线和γ射线产生的地方不同,X射线产生于原子核外的电子轨道,γ射线则大多由原子核内部发射出来。当原子核因为β衰变产生的正电子与自由电子发生湮灭时也会产生伽马射线。

X射线和γ射线因为频率高波长短而拥有很强的穿透力,它们可以破坏人体细胞,损害我们的健康。

为了抵御强烈的宇宙辐射,宇航员需要穿上厚重的航天服

粒子辐射的危害我们在“放射性危害”一节中已经谈了,不再重复。幸运的是在我们周围粒子辐射源极少,你只要不进入核反应堆的核心,基本上没有机会接触到它们。

总结

说了这么多,你应该对放射性与辐射的区别有了基本的了解:

低能量辐射广泛存在于我们周围,包括无线通讯基站的电磁波、wifi信号、我们手机的信号、电线所发出的电磁波辐射等等,其实与我们每天见到的阳光一样,都属于非电离辐射。它不会损害我们的健康,你大可不必每天担惊受怕地过日子。(当然,过度暴晒会让你脱皮)

现在,你还担心基站辐射吗?

电离辐射是有害的,幸运的是由太阳发出的X射线与γ射线基本上都被地球的大气层阻挡和吸收了,我们很少有机会接触到它们。

世界各国对放射性元素的管理都极其严格,普通人基本没有多少机会接触到大剂量的放射性物质。值得注意的是,如果你新买了房子,或者打算装修你的住宅,最好是请专业机构带着专业的放射性测量装置做一次检查,同时采购经过放射性安全认证的装修建材,以免对健康造成影响。

辐射与放射性,你搞明白了吗?