一、辐射的种类 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)。
辐射电离辐射 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几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。 辐射非电离辐射 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被研究的时间并不长。不同的非电离辐射可产生不同之生物学作用。二、生活中我们常见的辐射有哪些 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2。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。
辐射电磁辐射 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。
辐射热辐射 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。
三、辐射对人体的危害有哪些呢 1、诱发癌症。 电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的还会诱发癌症,并会加速人体的癌细胞增殖。
周围有高压线经过的住户居民,患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。在高压线附近工作的工人,其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。
2、影响生育 主要表现为男子精子质量降低,孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。 3、导致儿童智力残缺 调查显示,我国每年出生的2000万儿童中,有35万为缺陷儿,其中25万为智力残缺,有专家认为电磁辐射是主要影响因素之一。
电脑、电视机、手机等电磁辐射对胎儿有不良影响。 4、影响心血管系统 表现为心悸,失眠,女性经期紊乱、内分泌失调、心搏血量减少、心率不齐,白细胞减少,免疫功能下降等。
5、导致视力下降 眼睛是人体对电磁辐射最敏感的器官,过高的电磁辐射污染会引起视力下降,白内障等。 不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的,老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群。
四、如何避免受到辐射的危害 研究发现电脑产生的辐射会影响胎儿的发育,严重会造成胎儿畸形。对于已经怀孕的孕妈妈可以使用防辐射毯屏蔽电脑辐射,是遮盖在腹部防止电磁辐射的一种盖毯,采用金属纤维与纺织纤维混织,制造工艺较为复杂。
也就是把金属抽成细丝,在面料内部形成网状结构。这种金属纤维网可以反射电磁波,当金属网孔径小于电磁波波长(波长=光速/频率)1/4时,就能有效将电磁辐射阻挡在体外。
毯透气性好、可洗涤,屏蔽效果不会降低,对人体无任何副作用,这种防防辐射服屏蔽值在50DB以上,能有效阻挡99.99%的辐射,适合长时间使用。
致密的金属网在周身形成一 个安全"防护罩",能够有效阻挡,折射微量X射线、紫外线、低频辐射和微波辐射,避免人体及胎儿受害。
舒适、干爽、透气、无刺激、无副作用,还有抑菌、抗静电、耐洗、效能持久等特点。 避免辐射危害重在 加强防护 。
从事相关工作的人员必须遵守操作规章,以尽量减少遭受事故照射的机会。一般人则应尽量减少不必要的医疗照射,在诊断疾病时能用其他方法诊断的就不要做放射检查,需做放射检查的应首选拍片而不是X线透视, 因为透视受到的照射剂量远远大于拍片。
不要随意捡拾不明物体,以避免误拾放射源。
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