据新华社消息,12月11日,在大连周水子机场海关旅检现场,一旅客随身行李中的一枚名为“五行质子量子能量共振器”的石盘,引发了核辐射仪器报警。经海关关员现场测量,该“能量石”核辐射值为112.4µSv/hr(每小时接受112.4微希沃特),核素为Th-232/U-232,超标112倍!β值为6.79Bq/cm^2,放射性超标。

对于“辐射”,我们的态度常常是两极:要么视如洪水猛兽,就像之前新闻报道过地铁乘客抗拒安检;要么又像上面这个旅客一样,不加任何防护地接触强辐射源。其实都是不了解相关知识的结果——无知可能导致恐慌,也可能导致“无畏”。
下面就来梳理一下关于辐射的问题,相信你日常存有的一些疑惑,都能找到解答。
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1. 为什么太阳很“毒”的时候要涂防晒霜?
答:这与太阳辐射有关,也就是太阳发出的辐射,包括向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。

除了来自太阳,紫外线还可以由汞灯、汞弧灯、氖弧灯及氢放电管等人工光源产生,电焊、高温熔炉等也能发出紫外线。
好在紫外线的穿透能力小,使用防护眼镜、服装、油膏等就妥妥的啦。
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2. 同样属于辐射,为什么核辐射听起来特别可怕?
答:核辐射,其实不是多么特别的东西。有句话叫“离开剂量谈毒性都是耍流氓”。辐射的危害,还得看能量水平。
核辐射和电离辐射对应的频段基本一致,下面将电离辐射与非电离辐射的效应对照一下。
电离辐射 vs 非电离辐射:
(在电磁辐射范围内来看)电磁辐射的生物学作用决定于辐射的量子能量水平。量子能量愈大,生物学作用愈强——能力越大,可以造成的伤害越大。


量子化现象主要表现在微观物理世界,描写微观物理世界的物理理论是量子力学。量子力学中有个神奇到有点玄的现象叫“量子纠缠”,是“量子通信”的基础。具体多玄,感兴趣的同学可以自学一下。
引起生物组织电离的最小量子能量为12电子伏特(1电子伏特=1.062×10^-19焦耳) ,相应的波长为103纳米(介于远紫外线和X射线之间)。
当量子能量水平大于12电子伏特(x 、γ射线)时,可因电离作用使生物机体产生较严重影响,这就属于上面说到的电离辐射。若量子能量水平在12电子伏特以下,就不会导致生物机体组织的电离,其主要的生物学作用是引起组织分子的旋转和颤动,常以荧光和热的形式消耗其能量。比如红外线以热的形式释放能量,从而产生热效应,就属于上面说到的热辐射。
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3. 这么多辐射,到底对我们的身体有什么影响?
答:下面来看看大家最关心的受照射来源:

人体受电离辐射的方式分外照射和内照射两种,对机体的影响与电离辐射剂量及作用时间关系密切。电离辐射来自核电站、核动力船、核素矿的生产环境,医疗设施、药物,以及天然存在的如宇宙射线、水土中微量的放射性物质等。
电离辐射在工业等方面应用很广,但是受其直接影响的主要是职业人士。职业受照和公众受照是两个不同的讨论范畴。职业受照来说,在核行业工作比较受到关注,来看看下面这个视频吧:
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4. CT、B超、核磁、X光片,去医院检查的这几项都是咋回事?
答:要区分一些医学上常用的影像诊断设备,比如B超(超声波成像)、CT、MRI(磁共振成像)等。它们不是都有放射性的!
B超和MRI分别利用的是超声波和磁场,都是没有辐射危害的。这之中尤其MRI比较容易被冤枉,之前一般被叫做“核磁共振成像”,这个“核”字令人害怕,但其实只是指原子核,跟核辐射没有半点关系(因此已经由NMRI更名成了MRI)。

此外电离辐射在医学中的应用还有很多,参见下图:

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5. 过地铁安检也有点害怕,还有坐飞机,有很大的辐射危害吗?
答:先说飞机,因为高空的大气层稀薄,宇宙射线的强度确实比地面大得多,那么乘坐飞机确实会增加辐射受照的剂量。但是平均的剂量水平还未到需要担心健康的地步。所以坐完飞机头晕可能是因为晕机或者倒时差,不是因为辐射。

1) 行李安检机。安检机是X光机,物体或人被检测一次,接受到的辐射剂量小于5µSv,只有一次普通X光检查的1/90。这个辐射量也远远低于对食物进行辐照杀菌保鲜的剂量。辐照加工食物本来就是安全的,过安检机的时候食物也不用专门拿出来。
据测算,即便把人放进地铁、火车站使用的X光安检仪里,要扫描大约100次才能达到一次胸透所接受的辐射剂量,不过还是尽量不要把手伸进铅屏蔽帘内取放行李。
2) 手持安检仪(金属探测器)。这个用的是电磁感应原理,对人体的影响可以忽略。
3) 安全门(通过式金属探测门)。安全门不是X光机,只是产生微弱的电磁场,不产生电离辐射。
总之,无论孕妈妈还是小孩,都可以放心过安检。
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6. 手机和电脑一天到晚接触,还有“孕妇不能用微波炉、电吹风”的说法,这些到底对人体有怎样的风险?
答:生活中常见的电器如手机、电脑、无线路由器、微波炉、电吹风、电视机等,都能产生辐射,不过都属于量子能量很小的非电离辐射,不会产生人类已知的各种不利于人体健康的影响。
注意并不是说非电离辐射就无法对人体组织造成影响(主要的影响认为是热效应,非热效应也在研究当中),而是因为一般手机、电脑、微波炉等周围的辐射强度都是远低于安全标准的临界值的。
但是由慢性累积作用导致的影响,需要通过长时间的观察研究甚至通过几代人的观测,也许才能作出结论。研究者未采用统一的生物学模型等也导致目前对非电离辐射的生物学效应还存在很大争议。所以建议是不要进入强辐射区域接受照射,尽量避免高强度的电磁辐射。

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7. “热辐射”、 “电磁辐射”、 “电离辐射”以及令人畏惧的“核辐射”,这些都叫“辐射”,还有“放射性”,上面说到的这些概念到底有什么区别和联系?
答:辐射无处不在。从定义来说,辐射是由波动和粒子流传递能量的过程,也可以指波动能量和粒子流本身,例如太阳辐射指太阳光从太阳向地球发射的过程,也可以指在这过程中的太阳光。辐射分电磁辐射和粒子辐射两大类。
电磁辐射,就是辐射源向外发射电磁波的过程。上一张电磁波谱图:

电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称,分为直接电离辐射和间接电离辐射。直接电离辐射是具有足够动能,直接使被作用物质产生电离作用的基本粒子,有α和β粒子(β粒子的本质就是电子)及质子等。间接电离辐射是能释放出直接电离的粒子或引起核变化的非带电粒子,间接使被作用物质产生电离作用的基本粒子,有X射线、γ射线和中子等。
电离辐射中的X射线、γ射线包括在电磁辐射当中,α和β粒子及质子、中子却不包括其中。后边这些,就属于和“电磁辐射”并列的“粒子辐射”。
所以, “电磁辐射”和“电离辐射”不是两个并列的概念。“电磁辐射”是相对“粒子辐射”而言,说的是物质形态;“电离辐射”是相对“非电离辐射”而言,说的是作用效果。
核辐射,则是泛指由于放射性衰变或核反应而由原子核发射出的粒子,如α粒子、中子、电子、光子和其他粒子等。一个元素会自发进行放射性衰变,我们就说它有“放射性”,它放出来的粒子束,就是我们说的“射线”,比如α射线、β射线、γ射线、X射线。
核辐射和电离辐射的区分并不清晰,电离辐射比核辐射的范围更广,但它们对应的频段基本一致。

参考文献:
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中国百科大辞典.
卫生学大辞典.
营养科学词典.
保险大辞典.
撰稿:李春平
联合策划&视频提供:宋其明
原标题:《“能量石”不能信,关于辐射的问题来这找答案!》