在生活中我們常聽說電腦屏幕輻射、微波爐輻射,以及一些人擔心的所謂“移動基站輻射”等,由于過量的輻射對人體是有害的,故增加對輻射的了解有助于我們遠離和控制輻射,減小人體受輻射損害的幾率。那么究竟什么是輻射呢?
輻射定義:由場源出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳播,而后再返回場源的現(xiàn)象,我們稱之為輻射,輻射能量以電磁波或粒子(如阿爾法粒子、貝塔粒子等)的形式向外擴散。
自然界中的一切物體,只要溫度在絕對溫度零度以上,都以電磁波和粒子的形式時刻不停地向外傳送熱量,這種傳送能量的方式被稱為輻射。輻射之能量從輻射源向外所有方向直線放射。
物體通過輻射所放出的能量,稱為輻射能。輻射按倫琴 /小時(R)計算。輻射有一個重要特點,就是它是“對等的”。不論物體(氣體)溫度高低都向外輻射,甲物體可以向乙物體輻射,同時乙也可向甲輻射。一般普遍將這個名詞用在電離輻射。輻射本身是中性詞,但某些物質(zhì)的輻射可能會帶來危害。
1、電磁波輻射:
電磁波輻射,又稱電磁輻射,是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式傳遞能量和動量,其傳播方向垂直于電場與磁場構成的平面。
電磁輻射的載體為光子,不需要依靠介質(zhì)傳播,在真空中的傳播速度為光速。電磁輻射可按照頻率分類,從低頻率到高頻率,主要包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。
人眼可接收到的電磁輻射,波長大約在380至780nm之間,稱為可見光。只要是自身溫度大于絕對零度的物體,都可以發(fā)射電磁輻射,而世界上并不存在溫度等于或低于絕對零度的物體。因此,人們周邊所有的物體時刻都在進行電磁輻射。盡管如此,只有處于可見光頻域以內(nèi)的電磁波,才可以被人們?nèi)庋劭吹健?/p>
2、粒子輻射:
粒子輻射原稱為“微粒輻射”。太陽或某些恒星經(jīng)常發(fā)射各種能量的粒子。太陽粒子輻射主要從太陽活動區(qū)(尤其是耀斑和日冕物質(zhì)拋射)噴射出來,包含有電子、質(zhì)子和各種離子等粒子。當它們來到地球附近時,地磁場受到擾動,電離層亦發(fā)生顯著變化。
帶電粒子流的軌道則由于受到地磁場的影響而發(fā)生彎曲,轟擊兩極區(qū)域高空的大氣粒子,產(chǎn)生極光。由于恒星十分遙遠,一般不能直接觀測到來自個別恒星的粒子輻射。通過對宇宙線等宇宙高能粒子的觀測可以間接研究恒星粒子輻射的特性。
1、天然輻射:
天然輻射包括宇宙射線輻射和自然界中天然放射性核素發(fā)出的射線輻射。宇宙射線又分為初級宇宙射線和次級宇宙射線。初級宇宙射線是從宇宙空間進入地球的高能粒子流,主要由質(zhì)子、α粒子和電子構成。初級宇宙射線與大氣中的原子核(氮、氧等)相互碰撞而釋放出次級質(zhì)子、中子、介子、重子等形成次級宇宙射線。
宇宙射線的強度隨海拔高度的增加而增大。因此,高原地區(qū)的人群受到的宇宙射線照射劑量比平原地區(qū)的人群高。在海平面上,宇宙射線對人體的年平均照射當量劑量約為0.3mSv。
天然放射性核素天然放射性核素可分為三類:
① 鈾系、錒系和釷系三個天然放射系中的核素;
②地殼中存在的除以上三個放射系以外的天然放射性核素,如40K(鉀)、87Rb(銣)等;
③宇宙射線與大氣原子核相互作用而產(chǎn)生的3H(氚)、14C(碳)等放射性核素。
2、人工輻射:
除受到天然本底的照射外,人們還經(jīng)常受到各種人工輻射的照射。現(xiàn)今世界上的主要人工輻射源包括:醫(yī)療照射、核能生產(chǎn)應用中產(chǎn)生的人工輻射源或經(jīng)過加工的天然輻射源,以及核爆炸和消費品中添加的輻射源等。
世界人口受到的人工輻射源的照射中,醫(yī)療照射居于首位。醫(yī)療照射來源于X射線診斷檢查、體內(nèi)引入放射性核素的核醫(yī)學診斷以及放射治療過程。核能生產(chǎn)包括鈾礦開采、礦石加工、核燃料生產(chǎn)、反應堆動力生產(chǎn)、燃料后處理等一系列工業(yè)流程。
電離輻射是指攜帶足以使物質(zhì)原子或分子中的電子成為自由態(tài),從而使這些原子或分子發(fā)生電離現(xiàn)象的能量的輻射。
電離輻射是能使受作用物質(zhì)發(fā)生電離現(xiàn)象的輻射,即波長小于100nm的電磁輻射。
1、電離輻射
攜帶足以使物質(zhì)原子或分子中的電子成為自由態(tài),從而使這些原子或分子發(fā)生電離現(xiàn)象的能量的輻射屬于電離輻射。電離輻射是能使受作用物質(zhì)發(fā)生電離現(xiàn)象的輻射,即波長小于100nm的電磁輻射。
電離輻射的特點是波長短、頻率高、能量高。電離輻射可以從原子、分子或其他束縛狀態(tài)中放出(ionize)一個或幾個電子。電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射的總稱,其種類很多,高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質(zhì)子,不帶電粒子有中子以及X射線、γ射線。
2、非電離輻射
能量比較低,并不能使物質(zhì)原子或分子產(chǎn)生電離的輻射稱之為非電離輻射。非電離輻射包括低能量的電磁輻射。有紫外線、光線、紅內(nèi)線、微波及無線電波等。它們的能量不高,只會令物質(zhì)內(nèi)的粒子震動,溫度上升。
輻射計量單位包括焦耳每千克(吸收劑量)、貝克(放射性活度)等。我國采用國際制的輻射計量單位,但是會注明舊單位制,處于新老單位制混用的情況,輻射計量舊單位包括拉德、居里、雷姆等。
不同的放射計量單位用在不同的場合、不同的對象。放射性活度用于放射性同位素等放射性物質(zhì)的放射性強度的計算。比如,放射源和醫(yī)院核醫(yī)學科購買的放射性同位素可以用活度單位,X射線機、CT機發(fā)出的射線強度就不能用活度單位,X射線機、CT機附近空氣中某一點的輻射量可以以空氣比釋動能或空氣比釋動能率表示,其單位與吸收劑量相同,即戈瑞(Gy)。下面介紹常用的最重要的部分計量單位。
核輻射范圍
福島核泄漏核輻射范圍有多大?2011年的一天,地震引發(fā)日本福島第一核電站連續(xù)爆炸。核電站爆炸后,日本當局將居住在福島核電站周圍20公里內(nèi)的民眾撤離??墒牵u核...[查看全部]
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我們知道,輻射帶有能量,輻射強度越大越容易造成損害,輻射輻射強度在不同的領域有著不同的定義方式。
在大氣科學和大氣物理學中,輻射強度是指點輻射源或元量輻射在單位時間內(nèi)在給定方向上單位立體角內(nèi)輻射出的能量;
在電力學可再生能源學科中,輻射強度是指照射到面元上的輻射通量與該面元面積之比,單位為W/m2;
在海洋科學里,輻射強度是指在給定方向的立體角元內(nèi),單位立體角離開點輻射源的輻射功率。
對核輻射相關專業(yè)術語比較陌生,常用的描述輻射強度和劑量的量和單位如下:
放射性活度:表示放射性元素或同位素每秒衰變的原子數(shù),單位是貝克勒爾,簡稱貝可(Bq),這是為了紀念100多年前首次發(fā)現(xiàn)天然放射性物質(zhì)的法國科學家貝克勒爾。1Bq的定義是每秒鐘有一個原子核發(fā)生核衰變。
吸收劑量:吸收劑量是最基本的劑量學的物理量,是指射線與物體發(fā)生相互作用時,單位質(zhì)量的物體所吸收的輻射能量的度量。單位是戈瑞(Gray,Gy),1Gy=1焦耳/千克??梢钥闯?,吸收劑量是一個描述物質(zhì)吸收輻射能量大小的量??諝馕談┝柯适侵竼挝粫r間內(nèi)單位質(zhì)量的物體所吸收的輻射能量的度量,單位是Gy/h。
有效劑量:為了描述輻射所致機體健康危害的大小,定量地評價輻射照射有可能導致的風險的大小,在輻射防護評價中,人為地引入了有效劑量的概念。有效劑量的單位是希沃特(Sivert,Sv),是以瑞典著名的核物理學家希沃特的名字命名的。希沃特是個量值很大的單位,在實際應用中,通常更多地使用毫希沃特(mSv)或微希沃特(μSv),1Sv = 1000mSv; 1mSv = 1000μSv。順便介紹一下:普通公眾每年受到天然本底輻射的有效劑量為2.4mSv (世界平均值)。
γ射線劑量當量的專用單位,核輻射的強度。
輻射是無色無味、無聲無臭、看不見摸不著的。不過輻射卻可用儀器來探測和量度。
大約在100年前,科學家發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)能放出三種射線:阿
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