什么是辐射?

2022-03-21 17:26  来源:国际原子能机构    辐射  国际原子能机构

辐射是一种能量,它以一种可以被描述为波或粒子的形式从一个地方移动到另一个地方。我们在日常生活中受到辐射。一些最熟悉的辐射源包括太阳、我们厨房里的微波炉和我们在车里收听的收音机。大多数这种辐射对我们的健康没有风险。但有些确实如此。一般来说,辐射在较低剂量下的风险较低,但在较高剂量下可能与较高风险相关。根据辐射的类型,必须采取不同的措施来保护我们的身体和环境免受其影响,同时让我们从它的许多应用中受益。


辐射是一种能量,它以一种可以被描述为波或粒子的形式从一个地方移动到另一个地方。我们在日常生活中受到辐射。一些最熟悉的辐射源包括太阳、我们厨房里的微波炉和我们在车里收听的收音机。大多数这种辐射对我们的健康没有风险。但有些确实如此。一般来说,辐射在较低剂量下的风险较低,但在较高剂量下可能与较高风险相关。根据辐射的类型,必须采取不同的措施来保护我们的身体和环境免受其影响,同时让我们从它的许多应用中受益。

辐射有什么用?- 一些例子

 

健康:由于辐射,我们可以从医疗程序中受益,例如许多癌症治疗和诊断成像方法。

能源:辐射使我们能够通过例如太阳能和核能发电。

环境和气候变化:辐射可用于处理废水或培育能够抵抗气候变化的新植物品种。

工业和科学:利用基于辐射的核技术,科学家可以检查过去的物体或生产具有优越特性的材料,例如汽车工业。

如果辐射是有益的,我们为什么要保护自己免受辐射?

辐射有许多有益的应用,但正如在每项活动中一样,当存在与其使用相关的风险时,需要采取具体行动来保护人和环境。不同类型的辐射需要不同的防护措施:一种称为“非电离辐射”的低能量形式可能比高能“电离辐射”需要更少的防护措施。原子能机构根据其职责制定了与和平利用电离辐射有关的人员和环境保护标准。

辐射类型

非电离辐射

 

非电离辐射的一些例子是可见光、无线电波和微波(信息图:Adriana Vargas/IAEA)

非电离辐射是能量较低的辐射,其能量不足以将电子从原子或分子中分离出来,无论是在物质还是生物体中。然而,它的能量可以使这些分子振动,从而产生热量。例如,这就是微波炉的工作原理。

对于大多数人来说,非电离辐射不会对他们的健康构成风险。但是,经常接触某些非电离辐射源的工人可能需要采取特殊措施来保护自己免受例如产生的热量的影响。

非电离辐射的一些其他示例包括无线电波和可见光。可见光是人眼可以感知的一种非电离辐射。无线电波是一种非电离辐射,我们的眼睛和其他感官看不到,但可以通过传统无线电解码。

电离辐射

 

电离辐射的一些例子包括某些类型的癌症治疗,使用 X 射线和核电站中使用的放射性材料发出的辐射(信息图:Adriana Vargas/IAEA)

电离辐射是一种能量辐射,它可以将电子从原子或分子中分离出来,当与包括活生物体在内的物质相互作用时,会引起原子水平的变化。这种变化通常涉及离子(带电原子或分子)的产生——因此称为“电离”辐射。

在高剂量下,电离辐射会损害我们体内的细胞或器官,甚至导致死亡。在正确的用途和剂量以及必要的保护措施下,这种辐射有许多有益的用途,例如在能源生产、工业、研究和医学诊断和治疗各种疾病,如癌症。虽然对辐射源的使用和辐射防护进行监管是国家责任,但原子能机构通过旨在保护工人和患者以及公众和环境免受潜在辐射危害的国际安全标准综合体系向立法者和监管者提供支持。电离辐射的有害影响。

 

非电离辐射和电离辐射具有不同的波长,这与其能量直接相关。(信息图:Adriana Vargas/IAEA)。

放射性衰变和由此产生的辐射背后的科学

例如,电离辐射可以源自不稳定(放射性)原子,因为它们在释放能量的同时转变为更稳定的状态。

地球上的大多数原子都是稳定的,这主要归功于其中心(或原子核)中粒子(中子和质子)的平衡和稳定组成。然而,在某些类型的不稳定原子中,其原子核中质子和中子数量的组成不允许它们将这些粒子保持在一起。这种不稳定的原子被称为“放射性原子”。当放射性原子衰变时,它们会以电离辐射的形式释放能量(例如 α 粒子、β 粒子、伽马射线或中子),在安全地利用和使用时,可以产生各种好处。

 

放射性原子通过释放粒子和能量而变得更加稳定的过程称为“放射性衰变”。(信息图:Adriana Vargas/IAEA)

最常见的放射性衰变类型有哪些?我们如何保护自己免受由此产生的辐射的有害影响?

根据原子核释放的粒子或波的类型变得稳定,存在各种导致电离辐射的放射性衰变。最常见的类型是阿尔法粒子、贝塔粒子、伽马射线和中子。

阿尔法辐射

 

阿尔法衰变(信息图:A. Vargas/IAEA)

在 α 辐射中,衰变的原子核会释放出带正电的重粒子以变得更加稳定。这些颗粒不能穿透我们的皮肤造成伤害,并且通常可以通过使用一张纸来阻止。

但是,如果通过呼吸、进食或饮水将 α 发射材料带入体内,它们会直接暴露内部组织,因此可能会损害健康。

Americium-241 是通过 α 粒子衰变的原子的一个例子,它被用于世界各地的烟雾探测器。

贝塔辐射

 

β衰变(信息图:A. Vargas/IAEA)

在 β 辐射中,原子核释放出比 α 粒子更具穿透性的较小粒子(电子),并且可以穿过例如 1-2 厘米深的水,具体取决于它们的能量。一般来说,几毫米厚的铝片可以阻止β辐射。

发射β辐射的一些不稳定原子包括氢3(氚)和碳14。氚被用于应急灯中,例如在黑暗中标记出口。这是因为氚的 β 辐射在辐射相互作用时会导致磷光体材料发光,而无需通电。例如,Carbon-14 用于为过去的对象标注日期。

伽马射线

 

伽马射线(信息图:A. Vargas/IAEA)

伽马射线具有多种应用,例如癌症治疗,是类似于 X 射线的电磁辐射。有些伽马射线直接穿过人体而不会造成伤害,而另一些伽马射线会被人体吸收并可能造成伤害。伽马射线的强度可以降低到混凝土或铅厚墙造成的风险较小的水平。这就是为什么癌症患者医院放射治疗室的墙壁如此厚实的原因。

中子

 

核反应堆内的核裂变是由中子维持的放射性链式反应的一个例子(图示:A. Vargas/IAEA)

中子是相对质量较大的粒子,是原子核的主要成分之一。它们不带电,因此不会直接产生电离。但它们与物质原子的相互作用会产生 α 射线、β 射线、γ 射线或 X 射线,然后导致电离。中子具有穿透性,只能被厚厚的混凝土、水或石蜡块阻止。

中子可以通过多种方式产生,例如在核反应堆中或在由加速器束中的高能粒子引发的核反应中。中子可以代表间接电离辐射的重要来源。



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