闻之色变的辐射，你真正了解吗
冯杰
2023年10月31日 08:28
本报记者 张佳欣
科技日报大多数人认为辐射是一件坏事。近日，美国《连线》杂志网站刊文介绍，当一种材料具有放射性时，它会以粒子或电磁波的形式发出能量。这些波可能在电磁频谱的任何区域。从技术上讲，家庭的Wi-Fi接入点是一个辐射源，天花板上的灯泡也是。更进一步讲，由于人体有温度，即便是人类个体也是红外光谱中的一个辐射源。
人们通常所说的“辐射”实际上是一种特殊类型的辐射——电离辐射。当一个物体产生电离辐射时，它会发出足够的能量，与其他材料相互作用时，它有可能从原子中释放一个电子。然后，这个电子就可自由地与其他原子相互作用，或者只是游荡到空白的空间中。但无论电子做什么，一旦它离开了原来的原子，就被称为“电离”。电离辐射有4种类型：阿尔法、贝塔、伽马和中子辐射。
阿尔法辐射
时间回溯到1896年，那时还没有人真正了解辐射，人们不知道它是粒子还是某种类型的电磁波。于是，科学家决定使用术语“射线”来描述辐射，这就是阿尔法射线和伽马射线名称的来由。
但是阿尔法射线不是波，它们实际上是带电粒子。阿尔法粒子由两个质子和两个中子组成。这意味着一个阿尔法粒子是一个没有电子的氦原子。
如何判断辐射是阿尔法辐射，而不是其他类型的辐射？方法是，阿尔法粒子很容易就被纸一般薄的东西挡住。换句话说，非常少量的材料就可以屏蔽掉它。
还有一个能阻止阿尔法粒子的是人的皮肤。因此，阿尔法辐射通常被认为是危害最小的辐射类型。
贝塔粒子
阿尔法粒子很容易被阻止，相比之下，贝塔和伽马粒子可以穿过一定量的金属屏蔽层，进一步渗透到材料中，它们的质量也要低得多。
贝塔粒子其实是电子，即带负电荷的基本粒子。阿尔法粒子的质量是贝塔粒子的7000多倍。这意味着极低质量的贝塔粒子可以非常高的速度发射，穿透包括人体在内的物体。
伽马射线
伽马射线是射线而非粒子。它们是第三类辐射，是电磁波的一种，就像可见光一样。
人们可以用眼睛看到的光的波长在400到700纳米之间，而伽马射线的波长要小得多。典型的伽马射线的波长可能为100皮米。
由于波长很小，频率很高，伽马射线可在非常高的能级上与物质相互作用。它们还可穿透到大多数材料的相当深的地方，所以通常需要大量的铅来阻止这种辐射。
中子辐射
中子辐射和上面三种情况都不一样，中子会从放射性原子核中射出。这是第四种辐射类型。
中子不带电荷，可很容易地穿过许多材料，这使得屏蔽它们变得相当困难。保护物体或人免受中子辐射的关键是以某种方式减缓粒子的速度。事实证明，人们可用氢做到这一点。当中子与含有氢的分子（如水或碳氢化合物）相互作用时，碰撞会使中子速度略微减慢。碰撞越多，中子的速度就越慢。最终，它会变得非常缓慢，不会造成任何问题。
如何监测辐射？
人们可使用多种方法来检测所有这些类型的辐射。大多数人都比较熟悉的是盖革计数器，也称为盖革-米勒计数器。
当阿尔法、贝塔或伽马射线穿过管中的气体时，它可电离原子并产生自由电子。然后，该电子被吸引到中心线的正电压。当电子向金属丝移动时，它的速度会增加并与其他气体分子碰撞，从而产生更多的自由电子。人们称之为“电子雪崩”，因为一个电子可以产生更多电子。
一旦这些电子到达电线，它们就会产生电流，该电流被放大并发送到音频输入。这种放大的电子雪崩会使盖革计数器发出经典的“咔嗒”声。
还有另一种检测辐射的方法是闪烁体。这是一种特殊制造的水晶或塑料类材料。当4种辐射中的任何一种穿过闪烁体时，都会产生微量的可见光。只需要一个光电倍增管设备来检测这些微量的光就可探测到辐射。
事实上，人们的口袋里可能就有一个辐射探测器。《连线》杂志文章表示，人们可使用智能手机来检测伽马射线和X射线。手机的摄像头有一个图像传感器，当可见光照射到传感器的不同部分时，会产生复杂的电信号，随后这些数据会变成拍摄的数码照片。但该图像传感器也会被伽马射线和X射线激活，所以，只需要一些特殊的软件和一些东西（如黑胶带）阻挡可见光，人们或许就能用摄像头检测到射线了。