輻射與放射性,傻傻分不清?

一說起輻射,有些人就很緊張,似乎所有的輻射都是要命的東西,他們抗議在小區附近的通訊基站,拒絕使用手機,害怕微波爐,甚至對電視機的遙控器都心存芥蒂。因為他們覺得這些東西都有輻射,跟原子彈差不多,都有害。

輻射與放射性,傻傻分不清?

糾結的基站

今天我們來好好談談輻射與放射性的異同,希望能消除你的疑慮。

“我怕的有理”

在很多的新聞報道里,“輻射”與“放射性”這兩個詞經常是混用的,文科畢業的記者們一會兒說這東西有放射性,一會兒又說這東西有輻射,時間長了,公眾自然認為它就是一枚硬幣的正反面,只是叫法不同。既然放射性是有害的,害怕輻射肯定沒錯。

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切爾諾貝利廢墟外的烏鴉

其實這不能怪文科生,因為連許多學理工科的朋友都未必能分清。

“放射性”是一個很可怕的詞彙,它往往與戰爭、災難和死亡聯繫在一起。二戰結束前,美國人往廣島、長崎扔下兩枚原子彈,不僅炸死大量兵民,隨之而來的放射性沾染影響了幾代日本人;1986年4月26日,烏克蘭切爾諾貝利核電廠第四號反應堆發生爆炸,大劑量的放射性汙染直接間接地導致6至8萬人死亡、13萬多人受輻射疾病折磨,方圓數十公里成為無人區;2011年3月,日本地震造成福島核電站反應堆故障進而發生爆炸,洩漏的放射性物質直接導致數人死亡,福島周圍大片地區人員撤離,至今仍有大量放射性汙水無法得到處理,汙水的洩漏造成日本東部海洋大面積放射性汙染。

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核爆炸造成強輻射及大規模放射性汙染

因此人們談核色變、談放射性色變、談輻射色變都是可以理解的。

為什麼物質有放射性?

應該說放射性物質在地球上甚至在宇宙中都廣泛存在,目前為止科學家們已經發現100多種元素,這些元素又分為2600多種核素,其中放射性核素就多達2300多種!只有280種核素是穩定的,它們沒有放射性或者放射性極低。

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原子模型

我們周圍所有物質都由原子組成,原子中心的原子核有質子和中子,質子的數量決定了原子是什麼化學物質。所有碳原子核都含有6個質子,這決定了它是碳而不是其它物質;有5個質子是硼原子;有7個質子的是氮原子。

原子核還含有中子,中子沒有電荷,相同化學物質的原子可以具有不同數量的中子。比如說大約99%的碳原子有6箇中子,再加上6個質子,碳原子的原子質量就為12。中子在原子核裡起到穩定的作用。

並不是所有的碳原子都只有6箇中子,中子的數量可多可少,有7箇中子的碳被稱為碳-13,有8箇中子的是碳-14。碳-12與碳-13都是穩定的,但碳-14卻不穩定,它會發生衰變並釋放一箇中子出來,我們稱碳-14具有放射性。

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三重α核聚變過程產生伽馬射線

放射性是指元素從不穩定的原子核自發地放出射線(如α射線、β射線、γ射線等),直到衰變形成穩定的元素而停止放射。元素週期表中序數在83以上元素的全都具有放射性,低於83的有部分元素的同位素(比如碳-14、鉀-40、鐵-59等)也有放射性。

放射性的危害

放射性物質之所以可怕,因為它輕則致病,重則致命。

原子的放射性衰變類型有很多,常見的有以下幾種發生方式:

  • 自發裂變:原子一分為二,也就是我們常說的核裂變;
  • 中子釋放:原子核中多餘的中子被釋放出來;
  • α衰變:原子核釋放出由兩個中子和兩個質子組成的α粒子(氦-4核);
  • β衰變:原子核射出電子(或正電子),這個電子並非原先繞核運行的電子;
  • γ衰變:核內的質子和中子重新排列成更穩定的形式,能量以伽馬射線的方式發射出來。

中子不帶電,它不與核外電子發生作用,而是直接穿過電子雲去轟擊原子核。不像X射線或γ射線,中子可以輕易穿透鋼筋水泥或裝甲防護層,所以中子有極強的穿透能力。當中子與人體發生作用時,它可以使造血器官衰竭、消化系統損傷、中樞神經損傷,還可以造成惡性腫瘤、白血病、白內障等。受到中子輻射的人會死得緩慢且極其痛苦,中子輻射還會產生遺傳效應,即便僥倖生還,輻射也會影響其後代發育。

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放射性具有極大的危害

α衰變與β衰變都會導致粒子的釋放,同時產生γ光子。γ射線由於短波長、高頻率,它的穿透力也極強。當γ射線進入到人體,它可以電離人體內細胞,侵蝕蛋白質、核酸和酶等複雜有機分子,嚴重時可以殺死細胞。

與所有有毒有害物質一樣,放射性的危害也與人體被照射的劑量相關,當被照射劑量在150rad以下時,人不會死亡,但可能有長期潛在的健康影響;當人體被照射劑量在400rad以下,死亡率為5%;當劑量達到650rad,人100%死亡。

輻射不是放射

準確地說,宇宙中所有已知的物質,包括你和我,都在時刻對外輻射

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人體也在時刻輻射遠紅外線

輻射是運行中的粒子或波,它是一個物理學術語。放射性產物(放射性粒子和γ射線)只是輻射中的一種形式。大體來說,輻射分三種類型

1、非電離輻射:基本上是電磁波譜的低能量部分,包括所有可見光線、微波、無線電波和紅外線輻射,紫外線屬於此類別的高能量端;

2、電離輻射:它可以剝奪原子核外圍的電子,使其電離;

3、中子輻射:這裡主要指自由中子輻射。中子彈,殺人於無形,你懂的。

由此可見,輻射並不全都有害,我們每天見到陽光,它就是電磁輻射;我們人體會向外輻射遠紅外光波;我們周圍所有的電器甚至電線都會向外發射微弱的非電離輻射信號。所有這一切都不會傷害到人或動物的健康。當然,凡事都有個度,你在烈日下呆的時間久了會被紫外線和紅外線晒傷;你也不能嘗試把貓主子放進微波爐裡試一試薛定諤講的是不是真的,微波輻射的加熱作用會要了它的命。

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這不是薛定諤的貓

電離輻射是有害的

電離輻射分為兩種主要形式

1、高能電磁輻射:這裡主要指強烈的X射線和γ射線;

2、粒子輻射:比如說前文提到的α和β粒子,我們將中子輻射也歸到這一類裡。

X射線和γ射線產生的地方不同,X射線產生於原子核外的電子軌道,γ射線則大多由原子核內部發射出來。當原子核因為β衰變產生的正電子與自由電子發生湮滅時也會產生伽馬射線。

X射線和γ射線因為頻率高波長短而擁有很強的穿透力,它們可以破壞人體細胞,損害我們的健康。

輻射與放射性,傻傻分不清?

為了抵禦強烈的宇宙輻射,宇航員需要穿上厚重的航天服

粒子輻射的危害我們在“放射性危害”一節中已經談了,不再重複。幸運的是在我們周圍粒子輻射源極少,你只要不進入核反應堆的核心,基本上沒有機會接觸到它們。

總結

說了這麼多,你應該對放射性與輻射的區別有了基本的瞭解:

低能量輻射廣泛存在於我們周圍,包括無線通訊基站的電磁波、wifi信號、我們手機的信號、電線所發出的電磁波輻射等等,其實與我們每天見到的陽光一樣,都屬於非電離輻射。它不會損害我們的健康,你大可不必每天擔驚受怕地過日子。(當然,過度暴晒會讓你脫皮)

輻射與放射性,傻傻分不清?

現在,你還擔心基站輻射嗎?

電離輻射是有害的,幸運的是由太陽發出的X射線與γ射線基本上都被地球的大氣層阻擋和吸收了,我們很少有機會接觸到它們。

世界各國對放射性元素的管理都極其嚴格,普通人基本沒有多少機會接觸到大劑量的放射性物質。值得注意的是,如果你新買了房子,或者打算裝修你的住宅,最好是請專業機構帶著專業的放射性測量裝置做一次檢查,同時採購經過放射性安全認證的裝修建材,以免對健康造成影響。

輻射與放射性,你搞明白了嗎?

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