什么是核辐射
核辐射是指原子核发生裂变或聚变时产生的高能粒子或电磁波,它们可以穿透物质,对生物造成伤害。核辐射的种类主要有α(阿尔法)、β(贝塔)、γ(伽玛)射线以及中子。
α粒子就是氦原子核,由2个质子和2个中子组成,带2个单位的正电荷,穿透力很弱,只能穿透几厘米的空气或一张纸。
β粒子就是电子,带一个单位的负电荷,穿透力比α粒子强一些,可以穿透几毫米的铝板或一本书。
γ射线是一种波长非常短的电磁波,穿透力最强,可以穿透几厘米的铅板或几米的混凝土。
中子是一种不带电的粒子,一般存在于原子核中,穿透力也很强,可以穿透大多数物质,但容易被水、石蜡等富含氢元素的物质吸收。
核辐射对人体的影响核辐射对人体的影响取决于辐射的类型、剂量、时间和部位,一般分为急性和慢性两种。
急性辐射症是指人体在短时间内接受大量辐射后出现的一系列症状,包括恶心、呕吐、头痛、脱发、出血、感染、癌症等,严重者会导致死亡。例如广岛和长崎的原子弹爆炸、切尔诺贝利核电站事故等都造成了大量人员的急性辐射症。一个日本核工程师奥姆拉·奥加斯,在年因为一个实验失误而接受了17Sv的剂量。医院后,身体开始出现恐怖的变化:皮肤溶解、器官衰竭、DNA断裂、白细胞消失等。他经历了83天的折磨后死亡,死后20年尸体还在发热。
慢性辐射症是指人体在长时间内接受低剂量辐射后出现的一系列症状,包括基因突变、免疫功能下降、生殖功能障碍、白内障、骨质疏松等,也会增加癌症的风险。例如日本福岛核电站事故后,周围居民可能会受到慢性辐射症的影响。一个美国放射学家埃本·拜尔斯,在年因为经常接触镭而患上了慢性辐射症。他的手指、牙齿、颌骨等部位都出现了坏死,他还患上了白血病,最终在年死亡。
核辐射对人体造成伤害的机理十分复杂,至今尚无定论。有一种观点认为,带有大量能量的粒子在穿过人体时有可能会破坏生物大分子,尤其是DNA分子,最终导致细胞的变异或死亡。
核辐射如何衡量核辐射对人体造成的影响用有效剂量或剂量当量来衡量,国际单位是西弗(Sievert),简称Sv。由于一个西弗的剂量比较大,通常也使用毫西弗(mSv)和微西弗(μSv),毫西弗是千分之一西弗,微西弗是百万分之一西弗。
有效剂量是指对辐射场以及人体不同组织和器官进行加权的吸收剂量,反映了辐射对人体整体健康的影响。
剂量当量是指对辐射场特性加权的吸收剂量,反映了不同类型的辐射对人体单个器官或组织的影响。
核辐射的来源核辐射的来源包括自然界和人工活动产生的辐射。
自然界存在的辐射叫天然辐射。天然辐射的来源包括宇宙射线和地球上自然存在的放射性元素。天然辐射的水平通常称为天然的“本底辐射”。就世界平均来说,每人每年所受的天然的本底辐射大约是2.4mSv。
人工活动产生的辐射叫人工辐射。人工辐射的来源包括核试验、核设施(包括核电站)、核技术应用、核医学、核燃料循环、建筑等活动。有数据表明,截止到年,历史上所有爆炸的核武器、发生的核事故以及核电站的日常运行一共增加了每人每年0.mSv的辐射剂量,大约是自然界天然的本底辐射的千分之二。
核辐射的防护根据中国国家标准GB-的规定,对于从事核相关工作的人员(放射工作人员),连续5年的年平均有效剂量不得超过20mSv,任何一年中的有效剂量不得超过50mSv。对于普通公众中的关键人群组的成员所受到的平均年有效剂量不得超过1mSv。
减少受到核辐射有三个要点:距离、时间和屏蔽,即:
远离辐射源,人员所受的辐射剂量与他和辐射源的距离的平方成反比;
减少暴露时间,辐射剂量是有累加效果的,暴露在辐射中的时间越长,所受的辐射就越多;
对辐射进行屏蔽,有效的屏蔽能够极大地减少人员所受的辐射。
具体来说,可以采取以下措施:
对于α粒子,由于其穿透力很弱,只需要一张纸就可以起到很好的屏蔽效果。
对于β粒子,其穿透力也不强,只需要一张铝箔就可以屏蔽。
对于γ射线,可以用高密度高原子序数的材料进行防护,常用的有铁、铅及混凝土材料等。
对于中子,需要采用两种方法进行屏蔽:一是采用所谓的中子慢化剂,即让中子在与慢化剂物质的原子核碰撞后失去能量,变成低能中子;二是采用所谓的中子吸收剂,即让低能中子被吸收剂物质的原子核吸收,从而消除中子。常用的中子慢化剂有水、石蜡等;常用的中子吸收剂有硼、镉等。
以上就是我对核辐射的危害和防护的介绍,希望你能从中学到一些知识。如果你还有什么问题或建议,欢迎在评论区留言。谢谢你的观看和支持!