辐射
辐射是能量穿过空间或物质。
辐射可以是:
词汇
辐射从源头发射出来,传播到目的地,然后可能被吸收。
在这里太阳是源头
而地球是目的地
辐射碰撞到粒子时会被散射,也会被反射、折射和衍射(去阅读这些课题来了解更多)。
在这里光(一种辐射)被被空气散射了。
例子:微波炉
磁控管发射微波,微波在搅动器和内部表面上反射,
直至被食物吸收。
强度
我们可以测量辐射在任何位置的强度为功率每面积:单位通常是瓦特每平方米(W/m2)。
辐射在传播的路途中慢慢散开,强度也逐渐减弱。
反平方
强度随着距离的反平方改变
反平方:当一个值随另一个值的平方减小。 |
例子:光与距离
离光越远,光就越暗.
光度随着距离的平方减小。
因为:
- 在双倍距离的能量散开到 4倍的面积
- 在三倍距离的能量散开到 9倍的面积
- 依此类推
吸收!
辐射被吸收,强度也渐弱。
不同的物质可以吸收不同程度的各种辐射。
吸收能量后,物质可能会:
- 发热
- 产生电流(像天线)
- 驱动化学反应(像光合作用)
- 电离化原子
电离辐射
高能量辐射是电离的,意思是,它可以从原子里撞掉电子。
失去电子,原子便带有电荷,也会容易产生对细胞有害的化学作用。
细胞可以死去或不受控地长大,变成癌肿瘤。
医学也反过来用电离辐射(例如 X射线)来杀死癌细胞。
在平常生活中,我们也暴露在少量的辐射中。
电离辐射的源头可以是
- 电磁辐射
- 放射性原子
电磁辐射
例子:从太阳而来
地球的大气层反射或吸收很多从太阳来的辐射。
只有
- 无线电波
- 某些红外线
- 可见光
- 某些紫外线
可以直接穿过大气层:
所以紫外线是唯一到达地球表面的电离辐射。
放射性物质
有些原子有能量。
它们会随机地发出辐射来衰变到比较稳定的状态。
我们叫这些原子为放射性的(它们会积极发出辐射!)
发出的辐射有高能量并且可导致电离。有 3种这样的辐射(α, β 和 γ):
阿尔法粒子(α)
阿尔法粒子有两个质子和两个中子,合成为一个原子核。
阿尔法粒子有高电荷,相当重以及相当慢,所以很容易被一张纸或及厘米厚的空气挡住。
贝塔粒子(β)
贝塔粒子是高能量的电子。
贝塔粒子有比阿尔法粒子大 100倍的穿透力,但可以被几毫米的铝或一厘米的水挡住。
伽玛射线(γ)
伽玛射线是高频率的电磁波。
需要厚的铅或很多水才能把它挡住。
大部分会直接穿过我们的身体,但如果击中身体里的原子就会产生伤害。
中子辐射
核子反应,例如热核爆炸或在核反应堆里,会产生中子辐射。
来源
一般辐射来源是
- 太阳(很多种辐射,有些是电力辐射)
- X线机
- 放射性物质,例如铀和钍(少量存在于土地、砖头、石头、泥土、混凝土、甚至香蕉里!)
- 微波炉(非电离)
- 和其他更多
辐照和污染
辐照是暴露在辐射中(通常指电离辐射)
污染是吸入或吞入放射性物质
辐照可能只会持续一小段时候,但污染进入了身体,就会让身体长期暴露在辐射中。
辐射剂量
我们时时刻刻都暴露在少量的辐射中,在 X射线检验时就会接受多些。
电离辐射对健康的影响程度的单位是希沃特(英语:Sievert,缩写:Sv;又称西弗,简称希)。
1 Sv 是个非常大及危险的剂量,所以我们通常用:
- 微希沃特(µSv),即是百万之一个 Sv,或
- 毫希沃特(mSv),即是千分之一个 Sv
常见值:
来源 | 一般剂量 | 希沃特 |
---|---|---|
牙x光检查 | 10 µSv | 0.000 01 |
胸部x光检查 | 20 µSv | 0.000 02 |
乳房x线照片 | 400 µSv | 0.000 4 |
每年背景辐射 | 2 mSv | 0.002 |
头部 CT扫描 | 3 mSv | 0.003 |
全身 CT扫描 | 30 mSv | 0.03 |
严重辐射中毒 | 2 Sv | 2 |
致命急性剂量 | 5 Sv | 5 |
手拿着鼠标的 X线照片
小心安全!