辐射防护
Radiation Protection

辐射基础知识

辐射是一种能量。它可以来自发生放射性衰变的不稳定原子,也可以由机器产生。辐射以能量波或通电粒子的形式从其源头传播。有不同形式的辐射,它们有不同的属性和效果。

在这一页,我们可以了解:

  • 电离辐射和非电离辐射
  • 电磁波谱
  • 电离辐射的类型
  • 周期表

电离辐射和非电离辐射

有两种辐射:非电离辐射和电离辐射。
非电离辐射有足够的能量使分子中的原子移动或导致它们振动,但不足以从原子中移除电子。这种辐射的例子是无线电波、可见光和微波。
电离辐射的能量非常大,可以把电子从原子中打出来,这个过程被称为电离。电离辐射可以影响生物体内的原子,所以它通过破坏组织和基因中的DNA而对健康构成威胁。电离辐射来自X射线机,来自外太空的宇宙粒子和放射性元素。放射性元素在其原子发生放射性衰变时释放出电离辐射。
放射性衰变是以电离辐射的形式释放能量。放出的电离辐射可以包括α粒子、β粒子和/或伽马射线。放射性衰变发生在称为放射性核素的不稳定原子中。

电磁波谱

下面光谱图上显示的辐射能量随着频率从左到右上升而增加。

 

电离辐射的类型

α粒子

阿尔法粒子(α)带正电,由原子核的两个质子和两个中子组成。α粒子来自最重的放射性元素的衰变,如铀、镭和钋。尽管阿尔法粒子的能量很高,但它们太重了,以至于它们在短距离内耗尽能量,无法离开原子很远。

 暴露于阿尔法粒子的健康影响在很大程度上取决于一个人是如何暴露的。阿尔法粒子缺乏能量,甚至无法穿透皮肤外层,因此暴露在身体外部并不是一个主要问题。然而,在身体内部,它们可能是非常有害的。如果阿尔法发射体被吸入、吞下,或通过切口进入体内,阿尔法粒子会损害敏感的活体组织。这些大而重的粒子造成损害的方式使它们比其他类型的辐射更危险。它们引起的电离非常接近–它们可以在几个细胞中释放所有的能量。这导致了对细胞和DNA更严重的损害。

β粒子

β粒子是具有负电荷的快速移动的小粒子,在放射性衰变期间从原子核中发射出来。这些粒子是由某些不稳定的原子发射出来的,如氢-3(氚)、碳-14和锶-90。

β粒子比α粒子更具穿透力,但对活体组织和DNA的损害较小,因为它们产生的电离间隔更广。它们在空气中的传播比α粒子更远,但可以被一层衣服或铝等物质的薄层所阻挡。一些β粒子能够穿透皮肤并造成损害,如皮肤灼伤。然而,与阿尔法放射物一样,β放射物在被吸入或吞下时最为危险。

γ射线

伽马射线(γ)是无重量的能量包,称为光子。与既有能量又有质量的α和β粒子不同,伽马射线是纯粹的能量。伽马射线与可见光相似,但具有更高的能量。在放射性衰变过程中,伽马射线经常与α或β粒子一起发射。

伽马射线对整个身体是一种辐射危险。它们可以轻易地穿透可以阻止阿尔法和贝塔粒子的屏障,如皮肤和衣服。伽马射线的穿透力很强,可能需要几英寸的密集材料如铅,甚至几英尺的混凝土来阻止它们。伽马射线可以完全通过人体;当它们通过时,它们可以引起电离,损害组织和DNA。

X射线

由于它在医学上的应用,几乎每个人都听说过X射线。X射线与伽马射线相似,它们是纯能量的光子。X射线和伽马射线具有相同的基本特性,但来自原子的不同部分。X射线是从原子核外的过程中发射出来的,但伽马射线是在原子核内产生的。它们的能量一般也较低,因此比伽马射线的穿透力要小。X射线可以自然产生,也可以通过机器用电产生。

每天有数以千计的X射线机器被用于医学领域。计算机断层扫描,通常被称为CT或CAT扫描,使用特殊的X射线设备来制作身体内骨骼和软组织的详细图像。医疗X射线是最大的人造辐射源。了解更多关于辐射源和剂量的信息。 X射线也被用于工业中的检查和过程控制。

元素周期表

周期表中的元素可以有几种形式。其中一些形式是稳定的;其他形式是不稳定的。通常情况下,一种元素的最稳定形式在自然界中是最常见的。然而,所有元素都有一个不稳定的形式。不稳定的形式会发出电离辐射,具有放射性。有一些没有稳定形式的元素总是具有放射性,如铀。放出电离辐射的元素被称为放射性核素。

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