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什么是辐射

地球知识局 2023/11/25 12:47:09 责编:梦泽

本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),文字:林间草木声

近日,韩国劳动保障部门裁定,一名经常在跨洋极地航线上工作的空乘“其死于胃癌和宇宙辐射存在关联”,再度激发了人们对辐射的担忧。

宇宙辐射居然都能成空乘工作人员的工伤?

(图:the joongan)▼

辐射在人们的印象中,好似一个无处不在的超级隐形杀手。无论是衣服还是仙人掌,只要挂上“防辐射”的名头便是销路不愁、大卖特卖。就连几年前,科学家们以全球最精密仪器才好不容易探测到的引力波,都能变成“防引力波辐射”的噱头。

而近年来,因为基站和变电站引发的“电磁辐射”相关的担忧和闹剧,更是在全国各地的小区轮番上演。

不了解辐射本质的人

常会受“辐射有害”谣言的影响谈“辐”色变

其实,辐射就在我们身边,早已无处不在,也并不都像日本核污水那样有害。

辐射,本就“纯天然”

尽管寒潮来袭,但大多数地方仍然处在秋高气爽的季节。看看窗外的阳光,不禁想出去散个步,晒太阳。这时,你就已经在接受辐射了 ——1.5 亿公里外的太阳光。

喜欢晒太阳的猫 or 喜欢接受太阳辐射的猫?

所以,辐射到底是什么?

其实,辐射仅仅是指电磁波产生和扩张过程,而这在大自然中普遍存在。照亮世界的光,就是一种电磁波。

通常,我们可以将辐射分为电离辐射非电离辐射两大类。电磁辐射在日常生活中对我们几乎没有影响,说白了,就是我们身边的电磁场而已。

辐射其实是一个中性的物理学词汇 ▼

而人人谈之色变的核辐射,则是属于高能的电离辐射,由原子释放而来。

之所以称之为电离辐射,是因为其拥有较高的能量,并以高能电磁波或粒子形式传播,可以使原子内的电子脱离原子核的“掌控”,进而改变物体的物理、化学性质。辐射的波长越长,越容易穿透物体(水中传播情况有所不同)。

这个我们在相关影视剧中经常能看到的符号

就是电离辐射危险符号

在日常生活中,唯一有可能接触到电离辐射的地方,是医院放射科的部分设备,放射科室门口厚厚的铅门,便是重要的防护手段。即使是电离辐射,在一定剂量范围也是安全的,偶尔在医院里的放射科做检查,不会对健康产生影响。

在放射科的检查项目中 X 线检查(俗称“拍片”)、

CT 和造影检查都是有电离辐射的

只要不是频繁做检查,根本不用担心辐射的问题

事实上,种种辐射其实早已遍布我们身边。即使躲到了不见天日的洞穴中,土壤、水、岩石和空气,甚至香蕉里的天然放射性核素,也依旧会有少许辐射。

同时,宇宙中的极少数射线也会穿过大气层。这些组成了我们身边不可避免的 —— 天然本底辐射

其实,我们无时无刻不在接受环境中的辐射 ▼

其实,在屏幕前看着文章的各位,也是一个辐射源。只要和周围的温度存在差异,任何物体都可以以电磁波向外输送能量,这就是所谓的热辐射。而同时,每个物体也在接收着外界的辐射。

辐射,它无处不在。

热成像仪的原理就是基于物体表面的红外辐射

将热能转换为电信号,扫描成像

出乎意料的是,在我们生活中的最强辐射源,不是医院放射科,也不是安检机。而是老烟民的肺部。烟草中含有的放射性核素钋-210、铅-210 和镭-210 会在此大量聚集。所以,要躲辐射先戒烟,而日常电力系统和家庭用电的辐射,则完全不用担心

自远方而来的它,才不会“辐射”你

在新疆的旷野上,分布着大片的风力发电厂。风来时,无色的力量推动长达数十米的叶片转动,由此产生的电力将流向万里之外,点亮大江南北的万家灯火。对于发电大省和用电大省分别在东西两端的中国,“西电东送”,让电流过数千公里,便成为必然的选择

伫立在戈壁上的大风车

将荒野的风转化成电能送给远方的城市

但是,将电力送往远方,并不是一件容易的事。在常温超导技术迎来突破前(莫名想 @韩国室温超导团队),长距离输电将面临一个本质问题:导线的电阻。目前广泛采用的铜导线,其电阻也高达 0.0172 欧 / 米。

为了避免出现输电未半而电流耗光的悲惨情况,高压、特高压输电便成为最可行的办法。需要远距离大批量输送电力的中国,拥有世界最顶尖的特高压输变电技术。

这个过程,便需要变压器的帮忙。我们在小学二年级就学过变压器的基本工作原理,而对大量需要升压的电,就有了专门进行变压的场所 —— 变电站。

于是,电厂发出的电经过加压变电站的升压,通过输电线路传输。当高压电送到用电区域时,并不可能直接使用。这时,便需要降压变电站出场,以相同的原理将电压降下到家用或工业电压,这样才可以为我们所用。

这也是为何许多变电站建在小区附近的原因。如果距离过远,则大半电力都会在传输中损耗掉,再次上演输电未半而电力耗光的情况,到头来传输了个寂寞。

跨越千山万水来的不容易

能少损耗一点是一点

如果我们居住在变电站附近,并不需要担心辐射。在电力系统内部,有许多变电站和电力部门的办公、生活场所都建在一起。

之所以不用担心,是因为变电站的电和我们的家用电一样,都是 50 赫兹的频率,即所谓的工频。其产生的“电磁辐射”(实际上是微弱的工频电磁场)微乎其微。这个频率,甚至比起家里的 WiFi 和手机信号,都要小很多倍。

当电磁辐射强度超过一定程度时

才可能对人体产生危害 ▼

实际上,各界对此的关注一直没有间断。在 1996-2006 年,世界卫生组织(WHO)也对此组织多国进行了详尽的研究,最后并未发现日常电磁环境对人体健康存在危害

我们无需过度担忧电磁场危害我们健康

但我们仍需持续关注电磁场对日常生活的影响

(世卫组织 EMF 项目宣传册 图:WTO)▼

了解电,让我们的生活更加美好

1821 年,当法拉第首次展示他发现的电磁感应现象时,一位贵妇问道:“它有什么用呢?”。法拉第回应道:“你不能发问一个婴儿有什么用”。

200 年后的今天,电力已经彻底改变了我们的生活,其发展也异常惊人。1949 年,开国大典的电力需要准备数月;而现在,法拉第的婴儿,已经无比强壮。

电力对当今世界的改造是日新月异的

回望过去虽不过百年,却发生了翻天覆地的变化

(图:《我和我的祖国》)▼

人们或许对这个成长速度飞快的婴儿有些疑惑和误解,我们需要更了解他。

1992 年,美国电磁场研究与公众资料传播计划(EMF RAPID)开始实行,这项计划对电磁场影响人体健康的问题进行了大量研究与知识传播工作,让更多的人了解电力和与之相关的健康问题。

美国国家环境健康科学研究所 (NIEHS)

后续发表了一系列有关电磁场的报告和手册

去向公众展示 EMF RAPID 项目的研究成果

(图:NIEHS)▼

在中国,电力系统也在无时无刻改变我们的生活。但长期以来,又似乎为人们所忽视。发电厂和变电站隐藏在人们生活的角落里,一副标准的工业风,似乎只是一个社会的后勤者。

在如今停电现象已逐渐消失的时代,电力已不只是生活的点缀,而是美好生活的构建者。

夜晚星星点点的灯光勾勒出城市的模样

昭示着电是现代城市建设中绝对的主角

而且,原先又大又笨重的传统变电站,已经逐渐演变成融合电力运作、电气知识普及为一体的综合空间,并且融入了都市文明的肌理,成为一种独特的城市景观

而在深圳,这座改革开放的先锋城市,这里的变电站也和这座活力满满的城市一样,新颖而可靠

在南山区后海一带,将建立起全国首座零碳智慧科普变电站。这里,将是人们认识和体验电力神奇的地方。传统变压器使用的变压器油(主要为绝缘和散热作用)将被更加环保的天然酯(植物油)取代。而起到相似作用的气体绝缘部分,也将由环保型的 GIS 气体取代有毒的六氟化硫。

改革开放之初,深圳的口号便是“时间就是效率,效率就是金钱”。在这片面积不大却时刻活力满满的地方,每一分一毫都不容浪费。

在深圳,移动变电站的逐步普及,使得原先需要停电进行的整修改造工作也得以免于停电。在新修建的人才公寓,移动变电车能将电力第一时间输送进去,不耽误每一刻的生活。

这个在深圳市内莲花山公园的中国风建筑,看似是公园里的景观修饰,其实是一座半地下的变电站-玳田变电站!

变电站与周围公园环境融为一体,真的很酷 ▼

除此之外,深圳的变电站还学会了“捉迷藏”。在寸土寸金的南山区前海一带,一座变电站完整藏进了写字楼中。这就是中国首座附建式变电站-投控变电站。作为这一领域的先行者,深圳供电局还起草了国内首部附建式变电站设计防火标准。

在过去,人们将自然界中的电流神格化,从雷神索尔到雷公、电母,映射了人类对于这股狂暴力量的恐惧和崇拜。

到了近代,随着富兰克林、法拉第等一代代科学家的努力,人类逐渐驯化了那肆意随机的电流,使之成为工业的脉搏、科技的火花,点亮了人类的文明,让我们生活更加美好。

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关键词:辐射

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