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  • 辐射

    辐射指的是能量以电磁波或粒子(如阿尔法粒子贝塔粒子等)的形式向外扩散。自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能量的方式被称为辐射。辐射之能量从辐射源向外所有方向直线放射。物体通过辐射所放出的能量,称为辐射能。辐射按伦琴 /小时(R)计算。辐射有一个重要特点,就是它是“对等的”。不论物体(气体)温度高低都向外辐射,甲物体可以向乙物体辐射,同时乙也可向甲辐射。辐射能被广泛应用于医学诊断、工业及生物学领域造福人类。但所有辐射均对生物有害,而且可影响自然环境,其中以电离辐射对人体造成的危害最为常见。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 辐射 英文名: Radiation
    俄语名: Радиация 拼音: fú shè
    • 莫小夏辐射,运用得当则对人类有益、造福人类;日常所说辐射为电离辐射则是对人体有危害的。感谢罗老对词条的点评及指导,谢谢遥远遥远对词条的贡献。

    目录

    简介/辐射 编辑

    辐射辐射

    辐射指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态传送。辐射能量从辐射源向外所有方向直线放射。一般可依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐射或非电离辐射。

    一般普遍将这个名词用在电离辐射。电离辐射具有足够的能量可以将原子或分子电离化,非电离辐射则否。辐射活性物质是指可放射出电离辐射之物质。电离辐射主要有三种:α、β及γ辐射(或称射线)。电离辐射或非电离辐射皆对生物有害,而且可影响自然环境。

    发现/辐射 编辑

    Y伽玛射线-内部结构模型图Y伽玛射线-内部结构模型图

    1、威廉·康拉德·伦琴发现及命名了X射线

    1895年他完成了初步的实验报告“一种新的射线”及把这项成果发布在维尔茨堡的 Physical-Medical Society 杂志上。1901年伦琴因发现X射线获得诺贝尔物理学奖

    2、亨利·贝克勒发现天然放射性。

    皮埃尔·居里及其妻子玛丽·居里亨利·贝克勒教授所发现的放射性现象共同研究及发现了放射性元素,三人于1903因对放射性的研究获颁诺贝尔物理学奖。

    3、α粒子,β粒子和γ射线辐射由欧内斯特·卢瑟福通过简单的实验发现。

    卢瑟福用一个放射性源,并确定所产生的射线源击中屏幕上三个不同的区域,其中一个对应一个正电荷(α),其中一个是带负电(β),和一个是中性(伽玛射线)。他计算出三种辐射的电荷。利用这些数据,卢瑟福的结论是这些辐射包括三种不同类型并以希腊字母首三个字母α,β和γ为它们命名。

    分类/辐射 编辑

    电离辐射

    辐射辐射

    拥有足够高能量的辐射可以把原子电离。一般而言,电离是指电子被电离辐射从电子壳层中击出,使原子带正电。由于细胞由原子组成,电离作用可以引致癌症。一个细胞大约由数万亿个原子组成。电离辐射引致癌症的机率取决于辐射剂量率及接受辐射生物之感应性。α、β、γ辐射及中子辐射均可以加速至足够高能量电离原子。

    1、α粒子

    是一种放射性粒子,由两个质子及两个中子组成,并不带任何电子,亦即等同于氦-4的内核,或电离化后的氦-4,He2+。

    通常具有放射性而原子量较大的化学元素,会透过α衰变放射出α粒子,从而变成较轻的元素,直至该元素稳定为止。由于α粒子的体积比较大,又带两个正电荷,很容易就可以电离其他物质。因此,它的能量亦散失得较快,穿透能力在众多电离辐射中是最弱的,人类的皮肤或一张纸已能隔阻α粒子。 

    2、β粒子(+/−)

    β衰变-内部结构模型图 β衰变-内部结构模型图

    负β粒子由高能电子组成。此高能电子可穿透数厘米厚金属。负β粒子由β衰变产生,原子核中的一粒中子衰变成为一粒质子,过程当中释放出一粒负β粒子及一粒反电子中微子

    正β粒子由正电子组成。由于正电子是反粒子,正β粒子可与物质湮灭,生成伽玛射线

    3、中子

    中子可根据其速度而被分类。高能(高速)中子具电离能力,深入穿透物质。中子是唯一一种能使其他物质带放射性之电离辐射。此过程被称为“中子激发”。“中子激发”被医疗界,学术界及工业广泛应用于生产放射性物质。

    高能中子可以在空气中行进极长距离。中子辐射需要以富有氢核之物质掩蔽,例如混凝土和水。核反应堆是常见之中子放射源,以水作为有效之中子掩蔽物。

    4、X射线

    X射线是波长范围在0.01纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到30EHz)的电磁波,具波粒二象性。电磁波的能量以光子(波包)的形式传递。当X射线光子与原子撞击,原子可以吸收其能量,原子中电子可跃迁至较高电子轨态,单一光子能量足够高(大于其电子之电离能)时可以电离此原子。一般来说,较大之原子有较大机会吸收X射线光子。人体软组织由较细之原子组成而骨头含较多钙原子,所以骨头较软组织吸引较多X射线。故此,X射线可以用作检查人体结构。

    5、伽马射线

    伽马射线是频率高于1019赫兹的电磁波光子。伽马射线不具有电荷及静质量,故具有较α粒子及β粒子弱之电离能力。伽马射线具有极强之穿透能力及带有高能量。伽马射线可被高原子数之原子核阻停,例如铅或乏铀。

    非电离辐射

    辐射辐射

    非电离辐射包括低能量的电磁辐射。人们经常接触到的有紫外线(其中太阳发出的紫外线也是非电离辐射的一种)、光线、红内线、微波及无线电波等。它们的能量不高,只会令物质内的粒子震动,温度上升。

    非电离辐射之能量较电离辐射弱。非电离辐射不会电离物质,而会改变分子或原子之旋转,振动或价层电子轨态。非电离辐射对生物活组织的影响近年才开始被研究。不同的非电离辐射可产生不同之生物学作用。

    1、中子辐射

    中子辐射由自由中子所组成,可由自发或感应产生的核裂变,核聚变或其他核反应产生。中子非电离辐射不会电离原子,但可与不同元素之原子核撞击,进行“中子激发”,产生不稳定同位素,使物质具放射性。

    2、电磁辐射 

    电磁辐射(有时简称EMR)的形式为在真空中或物质中的自传播波。电磁辐射有一个电场和磁场分量的振荡,分别在两个相互垂直的方向传播能量。电磁辐射可波的频率或波长分为不同类型,这些类型包括(按序增加频率):无线电波,微波,太赫兹辐射,红外辐射,可见光,紫外线,X射线和伽玛射线。其中,无线电波的波长最长而伽马射线的波长最短。除X射线和伽玛射线外之电磁辐射都具有较弱电离能力,是非电离辐射。

    3、黑体辐射

    黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射,在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。同时,黑体是可以吸收所有入射辐射的物体,不会反射任何辐射,故黑体是绝对黑色的。理论上黑体会放射频谱上所有波长之电磁波。维恩位移定律是描述黑体电磁辐射能流密度的峰值波长与自身温度关系的定律。[1]

    应用/辐射 编辑

    电离辐射

    X射线用于医学成像诊断和X射线结晶学,X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。

    γ射线有很强的穿透力,工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ射线容易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血功能缺失、癌症等疾病,因此对细胞有杀伤力,医疗上用来治疗肿瘤。

    核辐射对生物体的伤害在食品生产中用来常温杀菌,食品经过高强度的射线照射之后可以保证大部分的细菌被灭杀。

    治疗癌症的放射疗法(放疗)是另外一种应用,通过对癌变的部位进行高强度的辐射处理,使得癌细胞(也包括正常细胞)大量死亡,达到抑制癌症的目的。

    非电离辐射

    在我们的生活中已被广泛应用。例如煮食用的微波炉及通讯用的无线电波等。

    非电离辐射亦包括超声波。超声波是很高频率的声波。超声波可以形成超声波图象,作为诊断疾病之用。

    危害/辐射 编辑

    辐射对人体危害的原理辐射对人体危害的原理

    一般来说,非电离辐射(例如光线及无线电波)的能量较低,不足以改变物质的化学性质。相反,电离辐射(例如α粒子及β粒子)有足够的能量使原子中的电子游离而生成带电离子。这个电离过程通常会引致生物组织生成化学变化,因而对生物构成伤害。一般所指可引起伤害的辐射,就是电离辐射。

    辐射对人体的效应是从细胞开始的。它会使细胞的衰亡加速,使新细胞的生成受到抑制,或造成细胞畸形,或造成人体内生化反应的改变。在辐射剂量较低时,人体本身对辐射损伤有一定的修复能力,可对上述反应进行修复,从而不表现出危害效应或症状。但如果剂量过高,超出了人体内各器官或组织具有的修复能力,就会引起局部或全身的病变。

    人们所关心的辐射,可以粗略地分成两类,核辐射和电磁辐射,这两种都属于电离辐射。

    核辐射

    就是放射性元素产生的辐射,是携带很高能量的质子、中子、氦原子核、电子、光子等等。放射性元素会不断地发生衰变反应,变成另外一种物质并放出辐射,辐射的射线有三种:α射线(氦核)、β射线(电子束)和伽马射线(高能光子);原子质量比较大的放射性元素也会发生裂变反应(核电站或原子弹)放出中子或其他射线;较轻的原子核在一定条件下会发生聚变反应放出中子或者质子射线;而高能宇宙辐射在大气里面也会产生大量的次级辐射。日常生活中不会遇到聚变反应裂变反应产生的射线一般也只有在核电站里才有,所以比较常见的是放射性元素的衰变射线和宇宙辐射

    长时间接受较高强度的核辐射有导致癌症的可能性。

    电磁辐射

    电磁辐射是电磁能量以电磁波的形式通过空间传播的现象,它的传播速度即为人们通常所说的光速。电磁辐射可按其波长、频率排列成若干频率段,形成电磁波谱。频率越高该辐射的量子能量越大,其生物学作用也越强。

    电磁辐射源可以分为自然电磁辐射源和人为电磁辐射源(高频感应加热设备、高频介质加热设备、短波和超短波理疗设备、微波发射设备和无线电广播与通讯等各种射频设备)。雷电、太阳黑子活动、宇宙射线等都产生电磁辐射,这是自然电磁辐射源;而人为的电磁辐射源主要有各类无线电设备,如移动电话机、无线对讲机、室内无线电话、广播电视发射机、微波和卫星通信装置、雷达、无线电遥控器等,也包括工业、科学和医疗设备,如微波炉、高频护眼灯、医疗磁共振设备、氦弧焊机、射频电热器、高频热合机、交流高电压输电线、转换开关、电动机、发电机、电视机、计算机等。电磁辐射由电磁发射引起的,可以说所有的用电器都会产生电磁辐射。

    电磁污染已被公认为排在大气污染、水质污染、噪音污染之后的第四大公害。联合国人类环境大会将电磁辐射列入必须控制的主要污染物之一。据国外资料显示,电磁辐射已成为当今危害人类健康的致病源之一。1998年世界卫生组织列出电磁辐射对人体的五大影响:

    1、电磁辐射是心血管病、糖尿病、癌突变的主要诱因;

    2、电磁辐射对人体生殖系统、神经系统、免疫系统造成伤害;

    3、电磁辐射是孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素;

    4、电磁辐射直接影响儿童的发育、骨髓发育、导致视力下降、视网膜脱落,肝脏造血功能下降;

    5、电磁辐射可使女性内分泌紊乱,月经失调。[2]

    常见辐射/辐射 编辑

    太阳辐射

    太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一,但却是地球大气运动的主要能量源泉。到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米。

    因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织(WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长0.76微米),最大能量在波长0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为长波辐射。

    太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化太阳辐射通过大气,一部分到达地面,称为直接太阳辐射;另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间,另一部分到达地面,到达地面的这部分称为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳辐射通过大气后,其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多,在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹,在可见光谱区减少至40%,而在红外光谱区增至60%。

    天文辐射的时空变化特点是:①全年以赤道获得的辐射最多,极地最少。这种热量不均匀分布,必然导致地表各纬度的气温产生差异,在地球表面出现热带、温带和寒带气候;②天文辐射夏大冬小,它导致夏季温高冬季温低。大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时,0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收,在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水,其次有二氧化碳甲烷一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐射,同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50~0.55。经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。就全球平均而言,太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。总辐射量随纬度升高而减小,随高度升高而增大。一天内中午前后最大,夜间为0;一年内夏大冬小。

    电磁辐射

    电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780纳米之间,称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此,人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。尽管如此,只有处于可见光频域以内的电磁波,才是可以被人们看到的。电磁波不需要依靠介质传播,各种电磁波在真空中速率固定,速度为光速。

    1.常见的电磁辐射源 :一般来说,雷达系统、电视、手机和广播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电加工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线、地铁列车及电气火车以及大多数家用电器等都是可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射源。

    2.电磁
    辐射场区的划分:电磁辐射场区一般分为远区场和近区场。

    3.1.近区场及特点:以场源为中心,在一个波长范围内的区域,通常称为近区场,也可称为感应场。近区场通常具有如下特点:近区场内,电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。即:E¹377H。一般情况下,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具),磁场要比电场大得多。近区场的电磁场强度比远区场大得多。从这个角度上说,电磁防护的重点应该在近区场。近区场 的电磁场强度随距离的变化比较快,在此空间内的不均匀度较大。

    3.2远区场及特点在以场源为中心,半径为一个波长之外的空间范围称为远区场,也可称为辐射场。远区场的主要特点如下:在远区场中,所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播,这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。 在远区场,电场强度与磁场强度有如下关系:在国际单位制中,E=377H,电场与磁场的运行方向互相垂直,并都垂直于电磁波的传播方向。远区场为弱场,其电磁场强度均较小。

    3.3近区场与远区场划分的意义:通常,对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说,近区场辐射的电磁场强度较大,所以,我们应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。另外,应该有对近区场一个概念,对我们最经常接触的从短波段30MHz到微波段的3000MHz的频段范围,其波长范围从10米到0.1米。

    热辐射

    热辐射,是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传方式。它不依赖任何外界条件而进行。它是热的三种主要传导方式之一。

    任何物体在发出辐射能的同时,也不断吸收周围物体发来的辐射能。一物体辐射出的能量与吸收的能量之差,就是它传递出去的净能量。物体的辐射能力(即单位时间内单位表面向外辐射的能量),随温度的升高增加很快。

    辐射能被物体吸收时发生热的效应,物体吸收的辐射能不同,所产生的温度也不同。因此,辐射是能量转换为热量的重要方式。辐射传热(radiant heat transfer)指依靠电磁波辐射实现热冷物体间热量传递的过程,是一种非接触式传热,在真空中也能进行。物体发出的电磁波,理论上是在整个波谱范围内分布,但在工业上所遇到的温度范围内,有实际意义的是波长位于0.38~1000μm之间的热辐射,而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76~20μm的范围内。所谓红外线加热,就是利用这一区段的热辐射。研究热辐射规律,对于炉内传热的合理设计十分重要,对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。当某系统需要保温时,即使此系统的温度不高,辐射传热的影响也不能忽视。如保温瓶胆镀银,就是为了减少由辐射传热造成的热损失。

    一般说来,当一物体受到其他物体投来的辐射(能量为Q)时,其中被吸收转为热能的部分为QA,被反射的部分为QR,透过物体的部分为QD,显然这些部分与总能量之间有下式所示的关系:

    QA+QR+QD=Q如果把A=QA/Q称为吸收率,R=QR/Q称为反射率,D=QD/Q称为穿透率:则有: A+R+D=1若物体的A=1,R=D=0,即到达该物体表面的热辐射的能量完全被吸收,此物体称为绝对黑体,简称黑体。

    若R=1,A=D=0,即到达该物体表面的热辐射的能量全部被反射;

    当这种反射是规则的,此物体称为镜体;如果是乱反射,则称为绝对白体

    若D=1,A=R=0,即到达物体表面的热辐射的能量全部透过物体,此物体称为透热体。

    实际上没有绝对黑体和绝对白体,仅有些物体接近绝对黑体或绝对白体。

    例如:没有光泽的黑漆表面接近于黑体,其吸收率为0.97~0.98;磨光的铜表面接近于白体,其反射率可达0.97。

    影响固体表面的吸收和反射性质的,主要是表面状况和颜色,表面状况的影响往往比颜色更大。固体和液体一般是不透热的。热辐射的能量穿过固体或液体的表面后只经过很短的距离(一般小于1mm,穿过金属表面后只经过1μm),就被完全吸收。气体对热辐射能几乎没有反射能力,在一般温度下的单原子和对称双原子气体(如 Ar、He、H2.N2.O2等),可视为透热体,多原子气体(如CO2、H2O、SO2、NH3、CH4等)在特定波长范围内具有相当大的吸收能力。

    鉴别方法/辐射 编辑

    电磁辐射和电磁辐射污染区别

    电磁辐射和电磁辐射污染是两个概念,任何带电体都有电磁辐射,当电磁辐射强度超过国家标准,就会产生负面效应,引起人体的不同病变和危害,这部分超过标准的电磁场强度的辐射叫电磁辐射污染。

    手机基站辐射对人身体影响

    手机辐射与手机基站辐射的不同。一般一部手机的电磁辐射值在0.03-0.7之间,而一个手机基站的辐射值在10微瓦。一个手机基站所产生的辐射值比一部手机的值高不出多少。另外,电磁辐射是距离越近、受辐射时间越长,所受到的伤害越深。而一般的居民家楼屋顶上安装的手机基站离我们的距离为安全距离,所以这种影响是比较小的。

    孕妇防辐射服百科来源:行业百科

    防辐射服面料有哪几种

    人们每每提到防辐射服就会想到其防辐射效果,而决定防辐射效果强弱的关键因素就来自于防辐射面料。那么市面上的防辐射服面料有哪几种呢?哪种材质的防辐射面料效果好?

    多离子面料

    多离子面料的工作原理是吸收电磁波而不是屏蔽电磁波,其在2002年前后应用较多,但 因为使用期限短及性能不稳定等原因未能流行。这种面料的市场应用技术并不成熟,还有待进一步的研发。参数:透气、可洗涤、性能暂不稳定。

    防辐射服的工作原理是什么?

    日常生活中我们周围时刻接触到很多辐射信号,这些对人体都是有相当危害性的,比如手机、电视机、微波炉、冰箱等一些高科技产品(人体长期这些辐射,即可能产生的病症)

    防辐射服应该买哪种材质更好

    防辐射服应该买哪种材质更好。随着防辐射服的热销,国内涌现出一批批知名品牌的防辐射孕妇装,以上海地区为主的防辐射射产业群,崛起了一大批优质高新企业。上海添香,优加,十月妈咪,都是市面上防辐效果最好的防辐射服。防辐射服打造以防护效果为...

    半银纤维混纺面料

    半银纤维混纺面料:半银纤维面料是指将银纤维和涤纶等纤维混纺制成的面料,这种面料的屏蔽值介入金属纤维和全银纤维面料之间,在50-60DB左右,通常抗氧化能力高于全银纤维的面料,同时也具有抑菌保养的作用。参数:透气、可洗涤、抑菌保养、...

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    [1]^引用日期:2012-02-21
    [2]^引用日期:2012-02-21
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