生活中的辐射揭秘:我们每天接触的隐身伙伴

文摘   2024-08-26 20:17   河南  

前言

最近搞懂了氡气的检测原理,也对生活中的辐射有了进一步了解,在这儿分享给大家,欢迎转载。

1、辐射的定义

辐射是指能量通过波动或粒子的形式从一个地方传递到另一个地方的过程,辐射包括各种类型的能量传播方式。

2. 辐射的类型

2.1 按伤害效果分类,辐射分为电离辐射和非电离辐射。

电离辐射包括高能粒子(如α粒子、β粒子)和高频电磁波(如X射线、伽马射线),能量足以将原子或分子电离。

非电离辐射:包括低能电磁波(如可见光、红外线、微波)和声波辐射。

2.2 按传播特性分为:电磁辐射,粒子辐射,声辐射

电磁辐射:是辐射的一种形式,它通过电磁波的方式传播能量

粒子辐射:是由高能粒子流组成的辐射。这些粒子可以是带电的或中性的。包括α粒子辐射、β粒子辐射、中子辐射和质子辐射。

 声音辐射:是指通过声波传播的能量。这种辐射不是电磁性质的,包含超声波和次声波

3. 辐射对人的伤害

声波辐射不在我们的讨论范围内,我们只聊电离辐射和非电离辐射。

3.1非电离辐射

日常生活中,人们常常说的辐射主要是指频率在300kHz到几个GHz的电磁辐射,包括微波炉、WIFI、基站、手机甚至一切家用电器产生的电磁辐射,这些都是低频的辐射,是非电离辐射。非电离辐射对人的潜在影响主要有两方面:

热效应高强度的微波和射频辐射(如微波炉)会导致组织升温,对人体造成热损伤。但是微波炉外的泄漏辐射是很弱的,符合安全标准,也没有人会钻到微波炉里面接受辐射,因此高强度的微波辐射在生活中很罕见。

低强度暴露手机、无线网络等设备发出的辐射通常被认为是安全的,但长期暴露的影响尚无定论。

3.2 电离辐射的危害

细胞损伤:电离辐射可以破坏DNA,导致细胞突变或死亡,增加癌症风险,破坏DNA主要会导致遗传效应,因此孕妇和婴幼儿要特别注意保护,成年人的遗传效应主要体现在腺体器官上。

急性辐射病暴露于高剂量电离辐射时,可导致恶心、呕吐、疲劳等症状,严重时可能致命。

慢性影响长期低剂量辐射暴露可能导致健康问题,如白内障、心血管疾病或肿瘤等。

4. 电离辐射的防护措施

大多数日常接触的非电离辐射被认为对人体无害,但对长期影响的研究仍在进行中。而电离辐射已明确的健康风险,需采取措施降低暴露,电离辐射是看不见,摸不着的,我们在工作中对电离辐射的防护主要有下面三个手段:

减少暴露时间:尽量缩短在高辐射环境中的停留时间。

增加距离:保持与辐射源的安全距离。

使用屏蔽材料:在必要时使用适当的屏蔽材料,如铅围裙来防止电离辐射。

5. 日常生活中的电离辐射

日常生活中的电离辐射来源主要有以下几种:

5.1 宇宙辐射:来自太空的辐射,尤其是在高空时会更强。例如,飞行时暴露的辐射会比地面高一些。这个没有什么可担心的。

5.2 医学用途:医学诊断和治疗中使用的放射性材料,例如X光检查、CT扫描、放射治疗等,虽然这些辐射有助于医疗,但也会暴露在电离辐射下。

常见的拍片,拍CT,用的是X射线,这个辐射属于正常使用,医院会根据需要选择,大家不用过度担心。

但是,最近几年牙科CBCT泛滥,有的医院补颗牙,本来一张牙片就够了,有的医生也要你去拍一个牙科全景,这就涉嫌滥用了,牙科全景片剂量比一张牙片高了很多倍。

5.3 工业用途一些工业检测和监控设备使用放射性材料,例如用于无损检测的射线探伤设备、厚度测量仪器等。一般人接触不到这些辐射,唯一能接触到的是安检机的包裹扫描。

安检机都是安全的,前提是您站在机器外面。包裹进出安检机有一个铅帘,用来把射线挡住,如果您过安检时着急麻慌的,非要把手伸进铅帘去抓包裹,是有可能被X射线照射的。

5.4 地壳辐射:地球的岩石和土壤存在放射性物质(如氡气),这些物质会释放电离辐射。氡气是一种天然存在的放射性气体,它可以从土壤和岩石中释放出来,并在建筑物中积聚。关于氡气,我们在下一节详细聊。

5.5 放射性材料:某些日常用品和建筑材料中可能含有微量的放射性物质。例如,某些老旧的烟雾探测器中含有放射性铯-137,某些磷光材料中可能含有放射性元素。老旧的烟雾探测器中的铯-137是密封的,其辐射的α粒子跑不出来,对人是没有伤害的。

6. 氡气的危害

肺癌是全球范围内常见且致死率较高的癌症之一,其发病原因多种多样。第一大致病因素是吸烟,第二大因素就是生活中的氡气

氡气是一种无色、无味、无嗅的放射性惰性气体,主要来自地壳土壤和岩石中的铀-238 (U-238)的放射性衰变产物。它可以通过地基裂缝、墙壁接缝、管道孔洞等途径渗入建筑物内。室内氡气浓度通常比室外高,特别是在通风不良的地下室和一楼。在4楼及以上楼层,来自地下的氡气含量就几乎没有了,高楼层室内氡气的来源就主要来自大理石、瓷砖、砖头等装修建材

氡气本身在被人体吸入后,可以通过肺泡进入人体,但更危险的是它的衰变产物。这些衰变产物(如钋-218、铅-214、铋-214等)都是带电的颗粒,会粘附在气溶胶、尘埃或肺部黏膜上。

这些放射性衰变产物会进一步衰变,释放出α粒子。α粒子是一种高能量的辐射,α粒子携带的能量高达5-6MeV,它的穿透能力很弱,但对局部组织的破坏力极强。

当α粒子辐射到肺部组织时,它会对细胞中的DNA造成直接的损伤。DNA损伤可能导致细胞突变,如果突变累积且无法被细胞修复机制纠正,可能导致癌变。

长期暴露在高浓度氡气环境中,会显著增加患肺癌的风险。世界卫生组织(WHO)将氡气列为继吸烟之后的第二大肺癌致病因素。

从铀到氡气以及氡气衰变过程见下图。

氡气衰变过程释放各种粒子如α粒子和贝塔粒子(著名的负离子,就是很多人口中的具有保健功能的负离子,关于负离子,我们下一次单聊)。氡气及其子体的每一次衰变,在释放各种粒子的同时,能量会衰减,衰减的能量就以伽马射线的形式释放出来,原理见下图。我们用盖革计数器类型剂量表测量氡气主要就是测到的伴生的伽马射线,而不是测到的α粒子和贝塔粒子

氡气的半衰期是4天左右,这个值对我们来说意义不大,你可以理解为吸入人体的氡气在4天后放射性衰减一半。而房间的氡气是源源不断地产生的。我以前理解新鲜大理石释放的氡气会更多,旧大理石释放的氡气更少,最近搞清楚了,这个理论是错误的。新旧大理石释放氡气速度是一样的,因为,释放氡气是大理石里面的铀-238,其半衰期约为4.468亿年,也就是要4.4亿年后才衰减一半。一旦装修完成,减少室内氡气含量的唯一办法就是通风。

由于氡气主要存在于地下室,因此地下室的通风就要非常注意,像美国和加拿大很多住宅都有地下室,他们通常都会做氡气监测和通风处理。

总结:

今天和大家聊了辐射的种类,电磁辐射、粒子辐射,对人体最有害的主要是电离辐射(高能量的电磁辐射和部分粒子辐射)。大家在生活中不要听到辐射就害怕,大家最需要注意的是电离辐射,例如生活中的氡气。





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