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(dān)心的所謂“移動(dòng)基站輻射”等,由于過量的輻射對(duì)人體是有害的,故增加對(duì)輻射的了解有助于我們遠(yuǎn)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(chǎng)源出的電磁能量中一部分脫離場(chǎng)源向遠(yuǎn)處傳播,而后再返回場(chǎng)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(kuò)散。
自然界中的一切物體,只要溫度在絕對(duì)溫度零度以上,都以電磁波和粒子的形式時(shí)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(shí)(R)計(jì)算。輻射有一個(gè)重要特點(diǎn),就是它是“對(duì)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(shí)乙也可向甲輻射。一般普遍將這個(gè)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(huì)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(chǎng)與磁場(chǎng)在空間中以波的形式傳遞能量和動(dòng)量,其傳播方向垂直于電場(chǎng)與磁場(chǎng)構(gòu)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(duì)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(duì)零度的物體。因此,人們周邊所有的物體時(shí)刻都在進(jìn)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(dòng)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(dāng)它們來到地球附近時(shí),地磁場(chǎng)受到擾動(dòng),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(chǎng)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(yuǎn),一般不能直接觀測(cè)到來自個(gè)別恒星的粒子輻射。通過對(duì)宇宙線等宇宙高能粒子的觀測(cè)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(jí)宇宙射線和次級(jí)宇宙射線。初級(jí)宇宙射線是從宇宙空間進(jìn)入地球的高能粒子流,主要由質(zhì)子、α粒子和電子構(gòu)成。初級(jí)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(jí)質(zhì)子、中子、介子、重子等形成次級(jí)宇宙射線。
宇宙射線的強(qiáng)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(duì)人體的年平均照射當(dāng)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(gè)天然放射系中的核素;
②地殼中存在的除以上三個(gè)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?,F(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(yīng)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(fèi)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(xué)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(yīng)堆動(dòng)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(diǎn)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(gè)或幾個(gè)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(huì)令物質(zhì)內(nèi)的粒子震動(dòng),溫度上升。
輻射計(jì)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(jì)量單位,但是會(huì)注明舊單位制,處于新老單位制混用的情況,輻射計(jì)量舊單位包括拉德、居里、雷姆等。
不同的放射計(jì)量單位用在不同的場(chǎng)合、不同的對(duì)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(qiáng)度的計(jì)算。比如,放射源和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科購買的放射性同位素可以用活度單位,X射線機(jī)、CT機(jī)發(fā)出的射線強(qiáng)度就不能用活度單位,X射線機(jī)、CT機(jī)附近空氣中某一點(diǎn)的輻射量可以以空氣比釋動(dòng)能或空氣比釋動(dòng)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(jì)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(dāng)局將居住在福島核電站周圍20公里內(nèi)的民眾撤離。可是,福島核...[查看全部]
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我們知道,輻射帶有能量,輻射強(qiáng)度越大越容易造成損害,輻射輻射強(qiáng)度在不同的領(lǐng)域有著不同的定義方式。
在大氣科學(xué)和大氣物理學(xué)中,輻射強(qiáng)度是指點(diǎn)輻射源或元量輻射在單位時(shí)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(xué)可再生能源學(xué)科中,輻射強(qiáng)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(xué)里,輻射強(qiáng)度是指在給定方向的立體角元內(nèi),單位立體角離開點(diǎn)輻射源的輻射功率。
對(duì)核輻射相關(guān)專業(yè)術(shù)語比較陌生,常用的描述輻射強(qiáng)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(jì)念100多年前首次發(fā)現(xiàn)天然放射性物質(zhì)的法國科學(xué)家貝克勒爾。1Bq的定義是每秒鐘有一個(gè)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(xué)的物理量,是指射線與物體發(fā)生相互作用時(shí),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。可以看出,吸收劑量是一個(gè)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(shí)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(jī)體健康危害的大小,定量地評(píng)價(jià)輻射照射有可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)的大小,在輻射防護(hù)評(píng)價(jià)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(xué)家希沃特的名字命名的。希沃特是個(gè)量值很大的單位,在實(shí)際應(yīng)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(dāng)量的專用單位,核輻射的強(qiáng)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(cè)和量度。
大約在100年前,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)能放出三種射線:阿
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