热辐射和光辐射(辐射，真的这么可怕吗？)

Posted 2023-06-02

篇首语：读书和学习是在别人思想和知识的帮助下，建立起自己的思想和知识。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了热辐射和光辐射(辐射，真的这么可怕吗？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

热辐射和光辐射(辐射，真的这么可怕吗？)

如果你是漫威迷，那你一定知道绿巨人浩克。班纳博士是一个物理学家，在一次实验中，他受到伽马炸弹放射线的大量辐射，身体产生变异，后来每当他情绪激动的时候，就会变成名为浩克的绿色怪物。

图绿巨人浩克

如果把这样的辐射场景搬到现实生活中，那可就是大灾难了。35年前（1986年4月26日），前苏联（现位于乌克兰境内）的切尔诺贝利核电站发生了历史上最严重的核电事故之一，事故导致20万平方公里以上的区域变成放射性核素污染区，超过500万人受到核辐射影响。

而就在最近，日本单方面决定以排海方式处置福岛核电站事故核污染水，引发全社会的关注，“辐射”再次被推到风口浪尖。

所有的辐射都这么可怕吗？我们又该怎么防护它？

今天，我们请到了喵星球最知名的科学家——喵博士为大家讲解一下。

我们先看看“辐射”的定义。辐射（Radiation）是由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，能量以电磁波或粒子（如α粒子、β粒子等）的形式向外扩散，而后不再返回场源的现象。

也就是说，我们生活中所有带有能量的电磁波或是微观粒子，都是辐射。如可见光（太阳光、灯光、火光等）和不可见光（微波、红外线、紫外线等），浴霸、火炉、电热炉等散发的热，以电磁波形式传播的手机、Wifi信号及日用电子产品的信号，它们都是辐射。

自然界中的一切物体，包括我们人类自己，只要温度在绝对温度零度（-273.15℃）以上，都以电磁波和粒子的形式一刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为热辐射。因此，辐射可以说是无处不在。

好问题！这就要从辐射的分类说起了。按照电离能力，辐射可分为能量很高的电离辐射和能量较低的非电离辐射。

生活中常见电器产生的辐射都是非电离辐射，由于其能量较低，不会引发电离，只会令物质内的粒子震动，温度上升。而且它们的辐射强度都是有国家标准来严格控制的，因此对生物能造成的伤害微乎其微。

而我们通常意义上所说的“辐射”多指电离辐射，它能够引发物质电离，因此当其作用于生物体时，就有可能破坏细胞结构或DNA链，从而引发生物学危害。电离辐射包括α射线、β射线、γ射线、X射线、中子射线等。下面这张图就是电离辐射警告标志，大家一定要记得。

图电离辐射警告标志

举个例子来说吧！假设我们每只喵都是一个细胞，那么非电离辐射就好像飘过来的沙尘，它的能量很低，打在身上并不会有明显的反应。而电离辐射，就像是一颗子弹，会使我们受伤，如果它们凑巧打在了“致命”的位置，那么这个细胞就会死亡。

“抛开剂量讲辐射，就是耍流氓。”

剂量是电离辐射的度量单位，它可以表征所受辐射的大小，单位是希沃特(Sv)。在辐射防护学中，最常用的单位是毫希沃特(mSv)和微希沃特(μSv)，1Sv = 1000mSv = 1000000μSv。

量变引起质变，没有证据表明低本底水平的辐射会对人体造成损伤。只有辐射剂量较高时，才会发生确切的辐射危害。

《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871—2002)规定：除天然照射及医疗照射以外，公众连续5年从核实践中所受到的年平均有效剂量应低于1mSv。对于放射性工作职业人员，连续5年的年平均有效剂量应低于20mSv，任一年内低于50mSv。也就是说只要受到的辐射剂量低于国家标准的规定，就可以被认为是可接受的安全水平。

我们生活的环境中处处都存在着天然的电离辐射。我们吃的每一口饭、喝的每一口水、踩的每一块砖、呼吸的每一口空气，甚至自己的身体内都含有微量的放射性核素，它们会持续地发射电离辐射，同时我们还会受到来自宇宙射线的照射。

根据相关研究，天然本底辐射导致的个人年辐射量通常在每年1~10mSv，全球居民每年受到的天然辐射剂量平均为2.4mSv。也就是说，我们在地球上正常生活一年，哪怕没有接触任何人造辐射，也会受到平均2.4mSv的辐射照射。在所有的天然辐射中，呼吸导致的氡(Rn-222)气内照射约贡献总量的48%，宇宙射线和天然环境中的外照射贡献36%，而从食物和水中受到的内照射约为12%。

氡主要集中在密闭的住所内，因此经常开窗通风，是降低住所内氡照射水平的最有效措施。另外开窗通风还能降低室内甲醛浓度、清新空气、令人心情舒畅。

常见的医疗检查中，B超和核磁共振检查是没有电离辐射照射的。医疗照射主要来源于X射线检查、CT检查等。一次胸部X射线摄影的剂量约为0.14mSv，一次胸部CT的剂量约为8mSv，一次PET-CT的剂量约为20mSv。相关研究表明，人类平均每年受到的医学检查照射剂量为0.4mSv。

在日常生活中，还有很多其他的辐射。我们每坐一小时飞机，就会受到大约0.005mSv左右的额外照射。因为坐飞机时离地面较高，会受到更强的宇宙射线照射。

另外，如果一个人每天吸20支香烟，那么他受到烟中钋（Po-201）内照射的剂量约为1.7mSv/年。

是的，吸烟除了会受到电离辐射危害以外，它所包含的尼古丁、焦油等致癌物质也会极大伤害人体。这些因素共同作用，使得烟民患肺癌的风险大大增加。

你说的没错，加速器在运行的过程中会产生次级电离辐射，主要为带电粒子、中子和γ射线等。如果不对这些次级电离辐射加以防护，确实会对周围环境和人员的辐射安全造成影响。根据国家法律规定，加速器装置在运行前必须完成可靠的辐射屏蔽建设，HIRFL装置也是有足够的屏蔽来阻止辐射泄露的。

图 HIRFL实验大厅屏蔽结构图

你看上面这张HIRFL装置实验大厅的屏蔽结构图，外围的灰色粗线就代表着2米以上的混凝土，它们把整个加速器装置都包围了起来。混凝土能够与加速器产生的次级辐射发生反应，随着穿透深度的增加其剂量不断衰减，最终使得屏蔽外的剂量达到可以忽略的安全水平。

从HIRFL加速器开机时周围园区的辐射剂量监测记录来看，装置园区的辐射剂量率最大值约为0.14μSv/h，和天然本底相当，也就是说没有额外的辐射泄露出来。所以不用担心HIRFL产生的辐射会对我们造成伤害。

另外，加速器产生的重离子束本质上也是一种电离辐射，能够杀伤细胞，因此它可以被用于放射医学。重离子具备射程可调、形状可控、生物学效应高等诸多特点，能够精确地杀伤癌细胞而不过度损伤健康组织。所以，如果能够合理地利用电离辐射对人类健康也是有好处的哦。

仙人掌是没有阻挡辐射的效果的，但是养养还是有用的，至少可以愉悦心情嘛。当然闲着没事不要去咬它，会被扎的。

自然界中处处存在辐射，它是人类永远躲不开也逃不掉的。希望大家能够对辐射有一个科学的认知，不用再谈“辐”变色。

我们生活中的常用电器、手机基站等产生的辐射均为非电离辐射，因此大家不必担心。而对于电离辐射而言，我们正常能接受到的剂量还远远达不到对人体有害的程度，因此不必过于恐慌。喵博士也有一些小建议，可以帮助大家更好地做好辐射防护哦：

辐射防护Tips

1. 看见有电离辐射警告标志的地方不要乱闯，有电离辐射警告标志的过安检时，不要心急，不要把手伸进帘子里抓东西。

2. 过安检时，不要心急，不要把手伸进帘子里抓东西。

3. 除非必要，尽量避免医用高辐射剂量检查。如果X片能够满足需求的话，就不要上CT。但如果是检查和治疗所必要的，一定要遵医嘱，因为与CT检查为治疗提供的好处相比，它所带来的辐射照射危害还是能够接受的。

4. 少吸烟，能够有效避免钋(Po-201）的内照射，关键还能省钱。

5. 室内环境经常通风，可有效减少空气中的放射性氡气，同时也可以减少甲醛等有害气体对人体的伤害。

6. 如果你是一名放射性工作人员，一定要严格遵守所在单位的辐射防护制度与规定。根据相关资料，大多数辐射事故的发生都是由于工作人员违规操作导致的。

作者：杨博中科院近代物理所辐射安全与防护室

感谢苏有武、李武元、刘芳老师及防护室全体同事在本文撰写过程中的指导与帮助。

来源：中科院高能所