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較真丨“戴神盤,求平安”,結果戴的是個放射源

較真要點:

查證者:蔡泉 | 物理博士

累了一年,你要找點能量來補充一下嗎?可千萬別找這樣的能量石。

據新華社報導:12月11日,在大連周水子機場海關旅檢現場,一名男性旅客隨身行李中的一枚石盤,引發了核異塵餘生儀器報警。經海關關員現場測量,該“能量石”核異塵餘生值為112.4µSv/hr,核素為Th-232/U-232,超標112倍!β值為6.79Bq/cm2,放射性超標。

咱們現在看看報導中的這些數字和符號,它們是個什麽意思。

“異塵餘生值為112.4µSv/hr”,也就是說“異塵餘生值為每小時112.4微希沃特”。那麽“希沃特”又是個什麽概念呢?它是指異塵餘生的當量劑量,後面也會講到。“微”是一個數量級,指百萬分之一。因為希沃特這個部門太大了,所以常見的是用毫希沃特和微希沃特。類似的概念還有米、毫米、微米,以及克、毫克、微克。

“核素為Th-232/U-232”,是說檢測到的放射性元素是原子量為232的釷(讀音是tǔ,化學符號是Th)元素和原子量為232的鈾(讀音是yóu,化學符號U)元素。

“β值為6.79Bq/cm2”(cm2是指每平方厘米)。“β值為6.79Bq/cm2”是指該物體被放射性物質汙染了,被汙染後的該物體每平方厘米每秒鐘會放射出6.79個電子,大概就是每0.15秒發射出一個電子。

為了能夠更好的理解這些數字和符號,我們還需要了解一些概念:元素和同位素,放射性和衰變,核異塵餘生,衰變的種類,半衰期,當量劑量。(以下內容,需要一定的物理知識)

1.元素和同位素

元素:原子核裡麵包含了帶正電的質子和不帶電的中子。比如我們現在有兩個原子,如果它們原子核裡面的質子個數不一樣,它們就不是同一種元素。如果是一樣的,那麽它們就是同一個元素。同位素:要是質子個數一樣,而中子的個數不一樣,那麽它們雖然是同一種元素,卻是不同的同位素,比如碳12(6個質子,6個中子)和碳14(6個質子,8個中子),雖然都是碳,但是是不同的同位素。碳12沒有異塵餘生,而碳14有異塵餘生。

2. 放射性和衰變

放射性和衰變:自然界某些元素有放射性,就是說它們的原子核會自發的放射出一些物質,同時原子核發生了改變,比如質子個數發生改變,就變成了別的元素。這個改變的過程就叫做衰變。原子核異塵餘生出的物質,就叫做核異塵餘生。

有的元素,衰變一次就穩定了,沒有異塵餘生了。有的元素,要衰變好幾次才能穩定,是一個系列的衰變,其中的每一次衰變,都會異塵餘生出點東西。

3.衰變的種類

衰變的種類:衰變的種類其實是指衰變的時候放出來什麽物質,一般分3種:α(希臘字母,念作阿爾法)衰變,β(希臘字母,念作貝塔)衰變和γ(希臘字母,念作伽(讀音gā)瑪)衰變。這三種衰變方式不一定是單獨出現的,有的原子核衰變,可以同時放出兩種甚至三種射線。下面咱們分別來看看這3種衰變。

α衰變,原子核放射出α粒子(就是氦原子核,帶正電),也可以稱之為α射線。它會和空氣分子發生碰撞,所以穿透力小,離得遠一點,空氣本身就把它阻擋了。或者用一張普通的紙也可擋住。

β衰變,原子核放出β粒子,其實就是電子,帶負電。普通的紙就擋不住了,需要用金屬板來防護,比如鋁板。

γ衰變,原子核放出γ射線,它是指高能的光子,是指具有很高能量的電磁波,比如X光也可以說是一種γ射線。γ射線穿透力強,必須使用實質性的障礙,例如一層非常厚的鉛,或者實體的牆。比如給牙齒做X光片的時候,病人要穿的厚重的防護服來保護身體。

4.半衰期——越長的元素,對環境的持續影響時間越長

一堆可以衰變的原子核,不是一下子就全部衰變的,而是一點一點來的。半衰期描寫的就是原子核衰變的速度。描寫原子核衰變的速度,也可以用活度來描寫,這個活度可以簡單的理解為活躍程度,部門就是上面看到的Bq。1Bq就是說每秒鐘會發生1次衰變。但是這個活度跟放射性原子的起始數量有關。

有沒有跟起始數量無關的東西可以用呢?有,是部門時間正在衰變的原子核數量和當前未衰變原子核總數量的比值。有點繞,其實就是有百分之幾的原子核正在衰變。

舉個例子,某個元素,這個百分比是1秒鐘10%。剛開始的時候有100個可以衰變的原子核,那麽就有10個在衰變。衰變完了之後,這10個老實了,還剩下90個能衰變的,那麽下一秒衰變的數量就是90的10%,也就是9個。雖然個數少了,但是比例保持不變。

半衰期這個概念,跟它是異曲同工。半衰期是指,這一堆的原子,衰減到現在數量一半的時候,它所需要的時間。百分比越大,那麽半衰期就越短。有意思的是,從100衰減到100的一半,就是50,需要一段時間。那麽接著從50衰減到50的一半,就也就是25,也需要一段時間。這兩段時間是一樣的。所以說,半衰期不會受原子核起始數量的影響。

咱們可以做一個類比。一個水箱通過在水箱底部的開口往外放水,放水的速度跟剩餘的水量有關係。剛開始的時候,水箱水量多,底部的開口處的壓力大,那麽從水箱擠出來的水就多。後來水少了,底部的開口處的壓力小了,擠出來的水就少了。半衰期就跟類似於水箱底部開口的大小:半衰期短,近似於開口大,用很短的時間就可以把總容量一半的水排出去。而長的半衰期,類似於很小的開口,要很久才能把總容量一半的水排出去。

半衰期的長度,跟它的殺傷力沒有關係。只不過是說,半衰期長的放射性元素,需要很長很長的時間,才能把異塵餘生降低到安全標準以下。也就是說,對環境的影響,持續的時間長。

5.當量劑量——衡量異塵餘生對人體危害的劑量部門

如何衡量一個異塵餘生對人體的危害呢?這就用到了一個部門“希沃特(Sv)”,它描寫的是每公斤的體重收到了多少能量的異塵餘生。不同類型和不同能量的異塵餘生所產生的生物效應不同,相同的異塵餘生能量對於不同的生物器官也未必產生同等程度的生物效應。所以綜合考慮之後,給出了當量劑量這個概念。因為希沃特這個部門太大了,所以常見的是用毫希沃特(mSv)和微希沃特(µSv)。這個當量劑量是要看總量的,也就是說要看累加值。

異塵餘生無處不在,我們周邊是事物都存在著放射性,這些稱為本底異塵餘生,比如磚房每年0.75mSv,宇宙射線每年0.45mSv,水、糧食、蔬菜、空氣每年0.25mSv,土壤每年0.15mSv,就是我們自己的身體也因為體內的放射性物質而有異塵餘生,比如體內的鉀40,鈾和釷元素等,每年也有大約0.38 mSv。這些是不可避免的。

另外人為的異塵餘生,比如胸部透視一次1.1mSv;戴夜光表每年有0.02mSv;乘飛機旅行2000公里約0.01mSv;每天抽20支煙,一年有0.5至1mSv(香煙中的放射性物質沉積在肺部,對肺進行直接照射。對於煙民來說,戒煙是最有效的降低異塵餘生的方法)。針對這些附加的異塵餘生,我們國家規定,公眾受照射的個人劑量限值為每年1mSv,而受職業照射的個人劑量限值為每年20mSv。

有了上面這些準備,可以看看新聞裡面的異塵餘生值是多少了。“異塵餘生值為112.4µSv/hr”,就是說每小時有112.4 µSv,也就是0.1124 mSv,戴身上10個小時就是1.124 mSv。也就是說不到半天就超過國家規定的限值了。

這個能量石確實有能量,不過這個能量對人的身體有害無益。很多人還願意佩戴純天然的礦石,認為純天然的就是好的,殊不知個別的礦石也是有放射性的,對身體也有損傷。大家還是要保持清醒,既不要恐慌,一說到異塵餘生就害怕得不得了,也不要掉以輕心,應該時刻注意遠離放射源。

6.面對異塵餘生,怎麽來保護自己呢?

一方面要用物體來阻擋,比如鋁板或者鉛板,注意,是“阻擋”,就是要把板子放在放射源和身體中間。之前網上傳的家裡放一盆什麽什麽植物,來吸收異塵餘生的做法是行不通的,因為異塵餘生不會拐彎。一個本來要射向人的異塵餘生,不會因為某一個植物就改變方向,被吸引過去。

還有一個對所有異塵餘生都通用的辦法就是遠離異塵餘生源。因為異塵餘生的角度都是發散的,不管異塵餘生跟不跟空氣發生作用,只要離得遠,人受到的異塵餘生就會小。就如同人站在火堆旁邊,離得很近,覺得特別熱,烤得慌;離遠一點,就沒有那麽熱了。

本文編輯:楊小慢

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