用手机摄像头检测核辐射,这事到底靠不靠谱

游戏研究社 2022/11/22 20:36:10 责编:远生

了解辐射并不能使你免疫辐射,但至少不会让你自己把自己吓死。

这个月初,一则短视频在国内外的视频网站和社交媒体上疯传。视频拍摄者将手机摄像头对准一个奇怪的金属罐子,揭开罐子上面的白色盖子后,视频画面出现了明显的模糊和大量的白色噪点。

仿佛是觉得还不够过瘾,拍摄者试着将手盖在罐子上,噪点顿时消失不见;把手拿开后,噪点就又出现了。

一些评论开始让这个视频变得惊悚起来。他们说,视频里的这个罐子是铅罐,用于运送或贮存放射性物质,而画面中的噪点,是镜头正在遭受辐射的表现。他们进而担忧起视频作者的健康状况来:敢于暴露在辐射下,怕不是已经一只脚踏进棺材了。

另一些网友却本着怀疑一切的科学精神,全力寻找视频中的漏洞。

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视频的原作者是推特上一位叫做 Rye Pony 的网友,他在 11 月 3 日其实上传了两部视频。

在后续视频中,Pony 煞有介事地掏出一个专门用于探测辐射的盖革计数器,一不小心没拿稳,将计数器摔在了桌子上。他又拿起计数器,对准那个神秘罐子的内侧,计数器立刻发出了滴滴的报警声,声音愈发急促,屏幕上的数字也不断攀升,就像真的有致命辐射一样。

视频上传半个小时后,Pony 发了一条回复,自己锤自己:“这些都是假的。”

第一部视频“经过剪辑”。就如今的视频剪辑软件而言,伪造辐射造成的模糊和噪点,不需要太多的技术含量,也就加个遮罩或蒙版的事。

用手去盖住罐子的行为,更显得欲盖弥彰。大多数放射性物质都会产生穿透力很强、无法被人类的肉体所阻挡的伽马射线。假定 Pony 真的在拍摄具有强放射性的物质,即便他伸手挡住盖子,画面里的噪点也不会消失得如此明显。

而在第二部视频里,Pony 故意使用了一种近似于魔术的手法:装作手滑,丢掉盖革计数器,分散观众的注意力,趁机在罐子旁边放置一小块提前准备好的沥青铀矿。

铀矿存在放射性,只是一小块矿石的辐射强度没有他想象中的高,他不得不将矿石紧紧贴在盖革计数器上的盖革管,才能让计数器发出报警的声音。视频中,计数器得到的最大数字为 35.62µSv / h,即每小时受到 35.62 微西弗的电离辐射。

为改善阅读体验将原图翻转了 180 度

所谓电离辐射中的“电离”,是指对应的射线或粒子具有充足的能量,能够冲击分子或原子中的电子,使其脱离原有的介质。不论这个介质是机械零件还是人体细胞,受到过量辐射后都会失去本来的性质和机能。

至于西弗(Sv,Sievert),是衡量电离辐射对人体影响的计量单位。1 西弗等于 1000 毫西弗(mSv),而 1 毫西弗等于 1000 微西弗(µSv)。

我们常说“抛开剂量谈毒性就是耍流氓”,电离辐射也是同理。人类所能接触的万事万物,基本都存在电离辐射,任何一个生活在地球上的普通人,每年都要承受 2.4 mSv (0.27µSv / h)的辐射。

每 150g(约 1 根)香蕉含有约 0.1µSv 的辐射

目前人们已经确认,100mSv(100000µSv)的辐射剂量会对人体健康造成明显危害。因为人体具有修复能力,只要不长期或直接暴露在辐射环境下,一名健康的成年人可以承受住以毫西弗为单位的辐射。作为参考,一次 X 射线胸透检查将带来约 7mSv 的辐射;一次全身 CT 检查的辐射剂量约在 10-20mSv 之间。

相比之下,那块铀矿石带来的辐射远未达到要命的地步,这还没考虑拉开物理距离后辐射产生的衰减。但凡 Pony 没傻到把铀矿石当成项链 24 小时佩戴在胸前,或者像老年人盘核桃那样时不时拿出来把玩,我们就根本不必担心他何时归西。

2

在中文互联网,这种有意制造争议、噱头或风险以吸引流量的行径,一般被称作“钓鱼”。Pony 没有交代上传这两则视频的动机,尽管他自己给自己辟谣的速度相当快,但他已经无法阻止这则视频扩散到世界各地,供数不清的视频搬运者继续钓鱼。

图源知乎 @达拉赞雄狮

而在 Pony 之前,网络上早就有过利用网友知识盲区骗回复的类似案例,且不止一起。

例如今年 10 月,Reddit 上的某个用户就发了这样一则钓鱼帖:“谁能告诉我,为什么这个黄棕色的棒子拍不出正常的照片?”帖子附带一张照片,照片中那根棒子的周边满是白色的斑点,像极了辐射冲击镜头带来的噪点。

棒子上面刻着一大串英文,如“危险”“有放射性”“丢下它快跑”(Drop & Run),还有“钴-60”(Co 60)的字样。“钴-60”是一种人造的放射性同位素,具有极强的辐射性,一般用于癌症的放射性治疗、灭菌或除虫。

下面还有一行,写着“3540 居里”。“居里”(Curie,Ci)源自著名科学家居里夫人,是另一种衡量物质放射性强弱的单位。

倘若这些内容属实,你在亲眼看到并看清这些字样的时候(假定你和这根棒子距离不到 1 米),你所承受的辐射水平已经超过了每小时 40Sv,“丢下它快跑”起码能保证你能活过今天。

要是你身上没有任何防护措施,却执意要把它塞进裤子口袋装走,你顶多还能活 15 分钟。

“上面本应该写‘你已经死了’”

了解到钴-60 的威力后再看原贴,处处都能看出疑点 —— 一般人不可能轻易接触到未经屏蔽的一整根钴-60,接触过后更不可能有这种闲情逸致拿出手机拍张照。

在谷歌的搜索栏中输入警告标语“Drop & Run”,我们能够找到下面两条结果。第一条是这根棒子的本尊 —— 封存在美国洛斯阿拉莫斯实验室的钴-60 棒状样本,上面刻着一模一样的文字。

最下边的“7-1-63(1963 年)”是钴棒的生产日期

第二条是原贴照片的真正出处 —— 某个供用户上传 3D 打印模型的网站。有好事者制作了那根钴棒样本的模型,还拍了好几张“卖家秀”。原贴作者从中随便挑了一张照片,P 上了白色斑点。

将这根模型棒子塞进裤袋,你 15 分钟后只会觉得裤子有点沉。

就算不从新闻学的角度进行查证,那张图片本身没有任何模糊,数不胜数的白色斑点更是假得出奇。

智能手机或数码相机等摄像设备,通过将光信号转化为电信号实现成像。这时一旦有强劲的电离辐射轰入镜头和设备中的传感器,被赶出来的电子产生了多余的电信号,就形成了我们所看到的一闪而过的噪点。

和可见光不同,钴-60 释放的伽马射线无法被镜片捕获和反射,会对整个传感器造成冲击。真实情况下,辐射噪点理应遍布整张照片、整个画面,不会只环绕在辐射源头的周边。

3

在这样的钓鱼帖子里,没有哪个作者真的如评论所说,“身在辐中不知辐”,拿自己的性命当儿戏。他们完全知道自己在做什么,即便他们展示了真实的、足以引起盖革计数器报警的辐射源,短时间暴露在这样的辐射下,也根本要不了他们的命。

前面说过,这些钓鱼内容的影响力遍及世界各地,自然也包括俄罗斯。放到别的地方,网友们发现帖子的本质后顶多骂两句;可是在狠人辈出的俄罗斯,总会有天不怕地不怕的毛子,为了一个经不起推敲的段子,亲自投入实践。

在俄罗斯的 Pikabu 论坛,就有这么一位狠人,网名“斯奈特”(Snater)。11 月 5 日,他特地上传了一部视频,作为对 Pony 钓鱼视频的正式回复。

据斯奈特在贴子里的回复,他负责管理一台地球物理探测器,这台机器能够通过释放伽马射线,探测岩石和煤层的深度与厚度。伽马射线的源头是一小块铯-137,斯奈特在视频中所做的事情就是拆解机器,拆出里面的铯-137,再把它放在手机镜头跟前。

这块铯-137 会产生 0.2mSv / h 的辐射,只是把它放在手里几分钟的时间并无大碍。虽然其辐射水平比 Pony 的那块铀矿石高出不少,但斯奈特的视频画面几乎没有肉眼可见的噪点。如果斯奈特没有说谎和造假,他的视频便是最硬核且最有说服力的反证。

然而仅是辟谣无法彻底解决人们共有的疑惑。现在我们知道,电离辐射的确会导致摄像设备的画面产生噪点。可是,在多大剂量的辐射下才会出现噪点?更进一步,我们能不能利用这些噪点,把人人都在用的智能手机,当成侦测辐射强度的仪器使用?

这两个问题都没那么容易回答。鉴于不同摄像设备的传感器灵敏度差异巨大(换个牌子的手机就有可能得到不一样的结果),我们很难找到一个确定会令画面开始产生噪点的精确数值。电离辐射也分为三六九等,各自具有不同的能量和穿透力,测量的准确率亦会受此影响。

不同类型的辐射具有不同程度的穿透力

比方说 α 粒子,造成的危害并不亚于其他辐射,但穿透力较弱,会被设备的外壳、镜头,乃至人类的皮肤遮盖,在人体外部一般不构成危险,也难以让设备里的感光器件产生噪点,只能使用盖革计数器等专业设备进行检测。

烟雾报警器常用的镅-241 会释放 α 粒子

医疗领域常用的 X 射线,以及穿透力极强的伽马射线,就很容易产生噪点,因为摄像设备广泛使用的 CCD 和 CMOS 传感器,对这两种射线相对敏感。

110µSv / h 的 X 射线便能让 CCD 摄像头产生噪点  图源 Youtube@bionerd23

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画面噪点显然不是量化辐射的理想手段。不过,正是 CMOS 传感器对放射性射线敏感的特性,使得用手机检测辐射成为可能。

2011 年前后,市面上出现了数款号称可以通过 CMOS 传感器检测辐射的手机 App,如苹果平台的 WikiSensor、安卓和苹果均可使用的 RadioactivityCounter 和 GammaPix 等。使用这些 App 时,需要在摄像头上粘贴不透明的黑色胶带,从而遮蔽可见光的干扰,只让需要检测的射线进入传感器。

WikiSensor 使用界面

这些 App 所得数据的精确程度和专业设备完全没法比,但科学界的大量研究都愿意为它们站台。

2021 年 6 月登载于《自然》(Nature)期刊网站的一篇报告就这样写道:使用智能手机摄像头内置的传感器检测辐射“具有其适用性”,足以在辐射达到危险水平之前检测到辐射的存在。

报告中的研究特地使用了一部旧的 iPhone 6s,安装了 RadioactivityCounter,采用铯-137 的伽马射线发射器做对照实验。

根据实验记录,在高于 100µSv / h 的辐射剂量下,App 数据的误差率只有 1.44%;而在约 1.25µSv / h 的低剂量下,误差率上升到了 79.16%。考虑到不同 CMOS 传感器的灵敏度有别,安设有更先进传感器的新手机更为灵敏,干扰也会更大。

虽然智能手机在低水平的辐射环境下容易犯错,但是当你真的碰上放射性物质泄漏事故的时候,它们绝对能够派上用场。

随着核能的应用、辐射在医学和工业领域的普及,人们接触到电离辐射的机会也越来越多。和盖革计数器等专业设备相比,拥有 CMOS 摄像头的智能手机更加普及且价格低廉,手机本身也自带数据处理能力和电池续航能力,操作简单易于访问,因此拥有成为便携辐射监测设备的潜质。

想必假以时日,任何普通人都能够拥有监测和量化辐射的能力。当然,我们都希望自己这辈子用不上这些知识和辐射检测 App,但到了那时,网络上估计也会少一些误导性质的钓鱼帖。

本文来自微信公众号:游戏研究社 (ID:yysaag),作者:照月

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关键词:辐射

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