辐射的世界很安全

时间:2022-08-10 12:24:16

辐射的世界很安全

无处不在的辐射

当听到科学家说“我们无时无刻不生活在辐射的海洋中”时,有些人就大惊失色,好像这样一来小命就要不保了似的。因为一提辐射,他们立刻就想到核辐射,然后就联想到日本广岛原子弹爆炸造成的惨状,以及几年前日本福岛核电站泄漏事故所造成的那种人心惶惶的局面。

恐惧源于无知。事实上,辐射不仅仅只有核辐射,它在自然界和我们的生活中既很普遍,也很平常。任何一种射线,都是一种辐射。比如说,阳光就是一种辐射(一种电磁波辐射);而大家都很清楚,没有太阳的辐射,就不可能有地球上的生命。此外,电视、广播接收的无线电信号,手机信号和微波炉里的微波,都是辐射。辐射是如此普遍,就算太阳熄灭,所有电器都关闭,有一样辐射你还是逃不掉,那就是红外线,因为世界上任何物体,大至高山大海,小至桌椅器具,哪怕你自己,都会发出红外线。

那么,接受的辐射控制在多少才算是安全的呢?

这其实是个杞人忧天的问题。为什么这么讲呢?因为辐射有没有害,只跟射线的能量有关:只有高能辐射才对身体有害,而这种辐射,一般只有科学家做实验或者发生核泄漏事故时才会遇到;至于能量低的辐射,在自然条件下,接受再多,对身体也无大碍,所以大可不必担心过量的问题。

你或许又要问了:能量低的辐射照时间长了,能量不就高了吗,就好比在太阳光下照时间长了就要热起来?能量一高,不就对身体有影响了吗?

这么理解是不对的。但要说清楚为什么,我们先要来搞清楚有关辐射的两个重要概念:能量和剂量。

辐射的能量和剂量

我们所说的辐射,除了一些高能粒子,如α粒子、β粒子、中子、质子和宇宙射线粒子等,余下的都是电磁波。电磁波根据波长从短到长,又分别称为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波……

不过,根据粒子的波粒二象性,任何波也是粒子,所以电磁波也有粒子的性质。组成电磁波的粒子叫“光子”。单个光子的能量只跟波长有关,波长越短,能量就越高。因为γ光子波长最短,所以它在电磁波里能量是最高的,然后波长从短到长,光子的能量依次小下去。

一种辐射的能量高还是低,就是指组成这种辐射的单个粒子的能量而言的。比如说,“γ辐射能量高”意思就是说“单个的γ光子能量高”。可以看出,辐射的能量是辐射自身的一种属性,跟照射时间、照射面积都没有关系。

但在实际应用中,辐射还有一个量的问题。同样一束射线,照2个小时显然比照1个小时的量要大,同一时间、同一地点,2平方米的面积上所接受的阳光显然比1平方米的面积上要大。这个与时间、照射面积和射线强度有关的量,就是剂量。

如果拿一碗豌豆做比喻,那么每粒豌豆的质量就是这种“辐射”的能量,而一碗里有多少粒豌豆,则相当于这种“辐射”的剂量。

大树是摇不断的

为什么低能辐射哪怕接受的剂量再大,一般也不会损害我们的身体呢?

众所周知,组成我们身体的都是一些分子,而分子呢,又是一些原子通过化学键彼此连接在一起的。化学键,说穿了不过是一些共用的电子。

辐射要想损伤身体,先得去破坏组成身体的分子,打破它们的化学键,把组成化学键的共用电子打飞。用科学上的术语说,就是使分子电离。

那么,在什么条件下才能使分子电离呢?

在此,我们不能不先提生活中的两类现象:可以积累的效应和不可积累的效应。

大家都知道,砍树的时候,一斧子砍下去,在树身上砍出一个口子,在这个口子上不停地砍,口子就越砍越深,最终树支持不住,就被砍倒了。这个例子说明,砍树的效果是可以累积的,一斧比一斧深。但要是你想把一棵树摇断,那就不一样了。除非你像那些武林高手一样,下死劲一下就把它摇断,否则,你用小劲儿摇啊摇,摇到外婆桥,也休想把树摇断。就算你总共花去的力气都可推倒一座大山了也没用。这就是说,摇的效应是无法累积的。

辐射对分子的电离就是一种无法累积的效应。除非辐射的能量足够大(也就是单个粒子的能量足够高),一次就能把某个分子的化学键劈断,否则哪怕一个个粒子持续不断地打在化学键上,化学键也不会断裂。比方说,要让某个化学键断裂,需要10电子伏特的能量,如果辐射的能量是11电子伏特,那么一下就能把这个分子电离。但如果辐射的能量只有9电子伏特,那么你哪怕持续照射几个月,分子也不会电离。

日常的辐射不用担心

对于我们身体来说,可见光、红外线、无线电等波段的电磁波能量都太低,不足以让身体里的任何分子电离,所以你不论接受多少剂量,都没事儿。这些辐射被身体吸收之后,只会让分子振动加快,身体热量增加。而增加的热量,身体又可以通过排汗、辐射等途径散发出去。

但有人在毒日头下暴晒死了又是怎么回事呢?这跟辐射夺人命是两回事。一般所说的辐射的危害,是指辐射使我们身体里的一些重要分子电离,然后可能致癌,而暴晒致死要么是身体丧失太多水分,要么是体温升高幅度太大,破坏了体内的生化环境所致。

不过,虽然太阳光里可见光部分对我们无害,但看不见的紫外线却是有害的,足可让我们的DNA分子断裂或者基因发生突变。在阳光下暴晒会诱发皮肤癌就是这个原因。要防紫外线照射过量,只要尽量别在太阳底下暴晒或者涂防晒霜就可以。

对于高能辐射对人的危害,就有一个剂量问题了。因为既然每个辐射粒子都会使我们身体里的许多分子电离,那自然接受的辐射剂量越大,电离得越多,危害也越大。但前面已经说了,高能辐射一般只有科学家做实验时才与之打交道,剂量多大才算安全,那是科学家关心的事情,我们可以不用去管。

虽然在日常,我们也会偶尔跟高能射线打交道,比如你要是到医院检查,说不定要照射X射线等等,但这些剂量是严格控制的,只要医生不违规操作,对我们的身体基本上不会有大的影响。

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