14 лучших примеров радиации и их влияние

По | 12.07.2020

Излучение может быть определено как энергия, которая проходит через пространство или через материальную среду в форме частиц или волн.

В зависимости от энергии излучаемых частиц излучения можно разделить на две группы:

Ионизирующего излучения: несет в себе достаточно энергии (обычно более 10 эВ) для ионизации молекул, атомов и разрыва химических связей. Одним из распространенных источников такого излучения являются радиоактивные материалы, которые испускают альфа-, бета- или гамма-излучение.

Хотя ионизирующее излучение имеет несколько полезных применений, длительное воздействие может вызвать лучевую болезнь, ожоги, рак и генетические повреждения.

Неионизирующее излучение: не несет достаточно энергии на квант, чтобы удалить электрон из атома или молекулы. Однако он обладает достаточной энергией для перемещения электронов из состояний с низкой энергией.

Неионизирующее излучение имеет более высокую длину волны и более короткую частоту, чем ионизирующее излучение. Как правило, это считается безвредным, но может быть некоторый риск от длительного воздействия. Например, он может создавать немутагенные эффекты, такие как разжигание тепловой энергии в биологической ткани, что может привести к ожогам.

Люди часто путаются между излучением и радиоактивностью. Излучение — это движение энергии, в то время как радиоактивность относится к расщеплению или распаду атомного ядра. Все радиоактивные материалы испускают излучение при распаде, но не все типы излучения являются радиоактивными. Дейтерий (изотоп водорода), например, не радиоактивен.

Чтобы лучше объяснить эту концепцию, мы собрали некоторые из лучших примеров излучения, которое вы видите в повседневной жизни. Список включает в себя различные частицы, электромагнитное и акустическое излучение.

14. Тепло от свечи

Тип: Неионизирующее излучение

Свеча использует химическую реакцию, чтобы произвести свет и тепло. В этой реакции горения воск (обычно сделанный из химических веществ, содержащих углерод) реагирует с окружающим кислородом с образованием углекислого газа и пара.

Тепло движется как излучение в пространстве: оно движется по прямой со скоростью света. Вот почему люди, сидящие перед камином, чувствуют тепло. Когда они сидят слишком близко, только передняя часть нагревается. Задняя сторона не нагревается, пока они не развернутся.

13. Инфракрасные лучи, излучаемые пультом дистанционного управления

Тип: Неионизирующее излучение

У пульта дистанционного управления нет проводов, поэтому он должен передавать сигналы всем, что работает через электромагнитные волны. Большинство пультов дистанционного управления делают это с помощью инфракрасного излучения, хотя некоторые используют радиоволны для отправки сигналов.

Ранние телевизионные пульты дистанционного управления (построенные между 1950-ми и 1960-ми годами) использовали ультразвуковые волны. Современные пульты дистанционного управления — это потребительские инфракрасные устройства, которые передают инфракрасное излучение в форме импульсов с цифровой кодировкой для управления такими функциями, как скорость вентилятора, температура переменного тока, мощность, громкость, каналы или изменение дорожки.

12. Гравитационное излучение

Иллюстрация гравитационных волн от двойных нейтронных звезд | Предоставлено: R. Hurt / Caltech-JP.

Тип: Неионизирующее излучение

Гравитационные волны передают энергию как гравитационное излучение, которое является своего рода излучающей энергией, подобной электромагнитному излучению. Другими словами, гравитационное излучение для гравитации — это то же самое, что свет для электромагнетизма.

Теоретически Альберт Эйнштейн в 1916 году, гравитационные волны являются рябью в геометрии пространства и времени. В природе существуют только две фундаментальные дальнодействующие силы: гравитация и электромагнетизм. Так же, как ускоренные электрические заряды производят электромагнитное излучение, гравитационные заряды (то есть массы) производят гравитационное излучение.

В 2015 году LIGO впервые обнаружил гравитационные волны (почти через 100 лет после ее предсказания). Эти волны возникли в результате слияния двойной системы черной дыры.

11. Ноутбук Излучение

Тип: Неионизирующее излучение

Компьютеры излучают несколько различных видов излучения, в том числе инфракрасное и низкочастотное электромагнитное излучение. Поскольку ноутбуки находятся в прямом контакте с нашими коленями, их радиационное воздействие на ограниченные части тела делает его более опасным.

Нижние части ноутбуков испускают от 40 до 100 миллигаусс излучения, что в 40-100 раз превышает стандартный предел радиационного воздействия. Кроме того, чем старше ноутбук, тем выше излучение. Длительное воздействие такого излучения может привести к головным болям, усталости, головокружению, нарушениям сна, а также нарушениям памяти и концентрации.

10. Рентгеновские лучи от рентгеновского аппарата

Изображение предоставлено: Authority Dental

Тип: Ионизирующего излучения

Рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение очень высокой энергии с частотами от 30 петагерц до 30 экзагерц. Он может проникать в ткани организма и внутренние органы.

Сегодня рентген широко используется для выявления заболеваний сердца, камней в почках, переломов и кишечных закупорок. Они часто используются для выявления и уничтожения раковых клеток.

В основном, рентгеновский аппарат передает излучение через тело. Часть этого выходит на другую сторону тела (где он подвергается воздействию цифрового детектора для формирования изображения), в то время как часть излучения поглощается тканями тела (что называется «дозой облучения», которую получает пациент) , Хотя рентгеновское излучение является ионизирующим излучением, его преимущества намного перевешивают потенциальные негативные последствия.

9. Риск, связанный с добычей угля

Площадка добычи угля в Бихаре, Индия

Тип: Ионизирующего излучения

Уголь является ископаемым топливом, используемым для выработки электроэнергии в различных странах, включая Соединенные Штаты. Поскольку в нем содержатся следы радиоактивных веществ природного происхождения, работники угольных шахт могут подвергаться облучению от таких веществ, как уран и торий.

Чтобы контролировать и контролировать это облучение, инженеры готовят специальные измерительные приборы, называемые дозиметрами излучения. Он отслеживает облучение отдельных лиц и уровни радиации на рабочих местах, таких как угольные шахты.

Помимо добычи полезных ископаемых, процесс сжигания угля также несет в себе риск радиационного воздействия. На угольных электростанциях образуются отходы, которые содержат небольшое количество радиоактивных материалов. Электроэнергия угля в 10-100 раз более токсична, чем электроэнергия, вырабатываемая природным газом в результате гидроразрыва пласта.

8. Радиоактивные элементы, используемые в ядерном оружии

10-граммовый образец урана-238 | Wikimedia

Тип: Ионизирующего излучения

Уран-238 является наиболее распространенным природным изотопом урана. Поскольку этот изотоп имеет относительную распространенность в 99,3% и период полураспада в 4,4 миллиарда лет, он генерирует почти 40% радиоактивного тепла, производимого на Земле.

Современное ядерное оружие использует Уран-238 для повышения эффективности и уменьшения критической массы (небольшое количество расщепляющегося материала, необходимого для поддержания ядерной цепной реакции). Замок Браво, например, является термоядерным оружием, которое использует уран-238 для упаковки термоядерного топлива. Это в конечном итоге добавляет больше энергии к «выходу» оружия.

7. Звуковые волны от колонок

Тип: Неионизирующее излучение

Звуковые волны существуют как колебания давления в среде. Они создаются вибрацией объекта, которая вызывает вибрацию соседних частиц воздуха. Когда эти вибрирующие частицы достигают уха, это вызывает вибрацию барабанной перепонки, которую наш мозг интерпретирует как звук. Чем быстрее изменяется давление воздуха, тем выше частота слышимого нами звука.

Когда конусы динамиков движутся вперед и назад, они толкают частицы воздуха, изменяя давление воздуха и в конечном итоге создавая звуковые волны. Однако частицы воздуха фактически не перемещаются от динамика к уху. Отдельные частицы перемещаются только на небольшое расстояние, когда они вибрируют, и заставляют соседние частицы вибрировать, покачиваясь до самого уха.

6. Ультразвук

Тип: Неионизирующее излучение

Звуковые волны с более высокими частотами (выше, чем то, что люди могут слышать) называют ультразвуком. По физическим характеристикам он похож на нормальный (слышимый) звук, за исключением того, что он имеет частоты выше верхнего предела слышимости человеческого слуха.

Ультразвук используется в различных областях, например, в обрабатывающей промышленности для неразрушающего контроля конструкций и изделий, а также в химической промышленности для смешивания, очистки или ускорения химических процессов.

Возможно, его наиболее важным применением является ультразвуковая визуализация, которая фиксирует и показывает кровоток, а также движение внутренних органов организма в режиме реального времени. А поскольку звуковые волны не ионизируют, они намного безопаснее, чем рентгеновские лучи.

5. Космические лучи

Тип: Ионизирующего излучения

Комические лучи — это частицы высокой энергии (такие как атомные ядра и протоны), которые движутся в пространстве почти со скоростью света. Хотя многие вещи о космических лучах остаются загадкой, ученые нашли доказательства того, что они происходят от Солнца и далеких галактик.

Космические лучи часто создают электронные проблемы в спутниковой и другой технике. Они ионизируют молекулы кислорода и азота и создают различные нестабильные изотопы в атмосфере Земли, в том числе углерод-14.

Атмосфера Земли и магнитное поле защищают планету от 99,9% космического излучения. Тем не менее, люди за пределами этого щита (астронавты без защиты) могут получить огромное количество космического излучения, которое может увеличить риск смертельных раковых заболеваний.

4. Сейсмические волны

Тип: Неионизирующее излучение

Сейсмические волны распространяются через слои Земли. Они вызваны движением магмы, массивными оползнями, извержениями вулканов, землетрясениями и искусственными взрывами, излучающими низкочастотную акустическую энергию.

Скорость их распространения зависит от типа волны, а также от упругости и плотности среды. В воде сейсмические волновые поля измеряются гидрофоном, тогда как в воздухе они регистрируются акселерометром или сейсмометром.

3. Лазеры

что такое лазерГелий-неоновый лазер в Хемницком университете, Германия

Тип: Неионизирующее излучение

Слово «лазер» является аббревиатурой от «усиления света путем вынужденного излучения». В этом случае термин «свет» включает электромагнитное излучение различных частот, от инфракрасного и видимого света до ультрафиолетового и даже рентгеновского излучения.

Разные типы лазеров используют разные лазерные среды. Аргон, жидкие красители, смесь гелия и неона, твердые кристаллы, такие как рубин, являются одними из наиболее распространенных лазерных сред.

Лазерное излучение обычно не вредно и взаимодействует с телом, как обычный свет. Тем не менее, в соответствии с рекомендациями FDA, лазерные продукты должны содержать нагревание радиации и других опасностей.

Более подробная информация: что такое лазер? Акроним | Определение | Рабочая | Типы

2. Пищевое облучение

Изображение предоставлено: IAEAvideo / YouTube

Тип: Ионизирующего излучения

Облучение пищи — это процесс нанесения ионизирующего излучения. Это увеличивает и продлевает срок годности пищи, устраняя или уменьшая количество насекомых и микроорганизмов. Излучение (например, электронные лучи, гамма-лучи или рентгеновское излучение) испускается радиоактивными веществами или производится электрически.

Этот процесс не делает пищу радиоактивной и не вносит заметных изменений в ее пищевые качества. Внешний вид, текстура и вкус пищи остаются практически неизменными. Изменения настолько минимальны, что вы не сможете различить облученную и необлученную пищу. Все источники излучения (которые используются для облучения пищи) регулируются FDA.

1. Солнечный свет

Распределение солнечного света

Тип: Неионизирующее излучение

Лучи, приходящие от Солнца, представляют собой смесь электромагнитных волн, в частности ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света. Исследования показывают, что около 1,35 кВт / м2 солнечной радиации поступает в верхние слои атмосферы Земли.

Значительная часть этого излучения (в основном ультрафиолетовые лучи) поглощается атмосферой Земли, а остальное достигает земли и нагревает ее.

Доля ультрафиолетового излучения, которое не поглощается атмосферой, вызывает солнечные ожоги или загар у людей, которые длительное время подвергались воздействию солнечного света.

Солнечный свет питает существование почти всей жизни на Земле. Автотрофы, как и растения, используют солнечный свет вместе с водой и углекислым газом для производства простого сахара (этот процесс называется фотосинтезом). Гетеротрофы, подобно животным, используют солнечный свет косвенно, потребляя автотрофы или их продукты.

Читайте: 14 лучших примеров конвекции с простым объяснением

Излучение Солнца может дать гораздо больше энергии, чем необходимо для питания всего мира. Поверхность Земли получает 120,00 тераватт солнечной радиации, что в 20 000 раз больше энергии, чем нужно нашей планете.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *