生活中辐射无处不在,多少才算安全?核辐射传感器“一眼”辨别

感知触角 2023-08-08
2990 字丨阅读本文需 8 分钟

核辐射是辐射的一种。广义上辐射是以波动形式或运动粒子形式向周围空间或物质传播的能量。如声辐射、热辐射、电磁辐射、核辐射等。核辐射包括射线与粒子辐射。

核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发,故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。

核辐射必须通过专门的仪器设备来进行测量感知。核辐射传感器是指利用放射性同位素来进行测量的传感器,又称放射性同位素传感器。核辐射传感器包括放射源、探测器和信号转换电路。

究竟多少辐射是无害的?

辐射其实在生活中无处不在,包括宇宙射线、地壳陆地辐射、室内外环境中的氨等,严格意义上说我们生活中接触的所有物体都有辐射,不论高矮胖瘦、贫穷富有,辐射面前人人平等。一个人正常工作生活一年所接触到的辐射量总和,大约每年2.4-3mSv(毫希伏,可以简单理解为辐射量的计量单位)。

大家常说的医疗辐射属于电离辐射,最常见的就是X线,说起X线不得不说它的另一个名字“伦琴射线”,这是因为当年物理学家伦琴教授发现了它。

当时还有个小插曲,1895年12月22日,伦琴已经泡在实验室好几天了,而他的夫人一直苦苦在家里等他,终于他的夫人按捺不住,以为伦琴有了新欢,天天夜不归宿,气冲冲的跑到了伦琴的实验室,而伦琴非常兴奋的分享他的伟大发现并为他夫人的手照了一张X光片,这是人类的第一张X光片,这一发现轰动了世界,当时大家还不知道射线的危害,很快X线就在社会上风靡,甚至变成了上流社会的新娱乐项目:在X线下合影、用X线量鞋等等。

但是随着研究的深入以及越来越多的人付出血的代价之后,再没有人会去与射线玩耍了,而伦琴作为发现者也是X线下的牺牲者。

看到这里有些人会感到紧张,但是当时的情况是因为人们对射线的认识还很浅薄并且防护措施很差而造成的,而且我们人类没有大家想的那么脆弱。来自国际辐射防护委员会 (lnternational Commissionon Radiological Protection,ICRP) 的报告称,辐射剂量低于100mSv时没有观察到肿瘤发生率升高的现象,也就是说100mSv是一个界限。

具体来说,当辐射剂量低于100毫西弗时,医学上观察不到对人体明显的组织损伤;当剂量超过4000毫西弗时,有50%的死亡率;而当剂量超过6000毫西弗时,则可能致命。由于辐射能累积,所以人每年接受的辐射量不应超过1毫西弗,这样人一生接受的辐射量就控制在100毫西弗之内。

身边的医疗器械安全吗?

1.B超:没有辐射

B超的原理是用超声波穿透以及反射的性质,当声波遇到不同的组织,特别是组织界面时会产生反射波,超声探头就像是蝙蝠一样,一边发出超声,一边接受反射波,并通过计算反射波“探查地形”,生活中就像挑西瓜一样,通过敲打反馈回来的声音来判断西瓜的好坏。所以超声检查项目是没有辐射风险。

2.X光片和CT:有辐射

有时大家会问: 为什么我照了X光片还要照CT? 这是个很常见的问题,X光片就像是把一个立体的人拍在墙上,变成一张照片来看。而CT像是一把刀,可以通过每一层横切面来观察组织得到更多的信息。根据上面的表格,一次普通的X线摄片检查根本无需过多担心,CT检查的辐射量要高出一些但是目前CT检查的辐射量都在安全范围内,而且随着设备越来越先进,辐射剂量会越来越低。

拿一个需要做腰椎手术的患者为例,术前及术后有辐射的检查大致包括: 胸片、术前腰椎X线及CT、术后腰椎X线及CT、骨密度。所以一次完整住院接受的辐射量约为:

0.1 (胸片) +1.5x2 (腰椎X线) +10x2 (腰桂CT) +0.001 (骨密度) =23.101mSv

这是一个需要手术患者所接受的大致辐射量,远低于100mSv。所以只是看门诊做做个别普通检查的老百姓大可放心。根据国际放射防护委员会制定的标准,辐射总危险度为0.0165x10-3 /mSv,也就是说,身体每接受1mSv的辐射剂量,就会增加0.0165 x10-3的致癌几率。一般四肢做一次X光的辐射量为约0.01mSv,导致健康人群患癌的风险在千万分之一左右。而体育彩票6+1中特等奖的概率约为一千两百万分之一,所以如果只因为照了一次片子就得了癌症真的是中了“头彩”了。

这里对广大烟民多提一句,相比上面提到的医疗辐射,吸烟的辐射量更让人不可思议!这些辐射来自于烟草中的放射性针与放射性铅,如果1天1包烟,那么1年下来会累计受到160mSv的辐射量!相当于宇航员在外太空毫无遮栏的情况下1年接受的辐射量,所以正在抽烟看文竟的你还不赶紧扔掉手中的烟头!

3.核磁共振:没有辐射

又称“磁共振”,老百姓一见到“核”就觉得有核辐射,这是完全错误的,就像鱼香肉丝没有鱼老婆饼里没老婆一样……它是通过让身体里的原子(主要是氢原子)发生共振之后得到的图像,完全不用担心辐射的问题。简单说就是相当于用手摇一个装水的杯子让水分子振动起来,而后停止下来感受里面水分子的振动。

总而言之,像X光片、CT这些放射检查存在辐射,但辐射量并不大,都在安全范围之内,如果有病青的需要,大可坦然的接受相关检查。医生也会根据患者的病情,决定检查的方法,同时在检查时也会对患者的非检查部位尤其是射线敏感部位(如甲状腺、性腺等) 进行屏蔽防护。随着检查设备不断的更新换代,各个检查的辐射量也在不断的降低,最大程度的保护老百姓的安全。

核辐射传感器的作用

核辐射传感器是基于被测物质对射线的吸收、反散射或射线对被测物质的电离激发作用而进行工作的。放射性同位素在衰变过程中放出带有一定能量的粒子(或称射线),包括α粒子、β粒子、γ射线和中子射线。

用α粒子使气体电离比用其他辐射强得多,所以α粒子常用于气体成分分析,测量气体的压力、流量或其他参数。β粒子在气体中的射程可达20米。根据材料对β辐射的吸收,可测量材料的厚度和密度;根据对β辐射的反射可判断覆盖层厚度;利用β粒子的电离能力可测量气体流量。γ射线是一种电磁辐射,它在物质中的穿透能力比较强,在气体中的射程为数百米,能穿过几十厘米厚的固体物质,因此广泛应用于金属探伤、测厚,以及流速、料位和密度的测量。中子射线常用于测量湿度、含氢介质的料位或成分。

核辐射传感器包括放射源、探测器和信号转换电路。放射源一般为圆盘状(β放射源)或丝状、圆柱状、圆片状(γ放射源)。例如TI204(铊)镀在铜片上,上面覆盖云母片,然后装入铝或不锈钢壳内,最后用环氧树脂密封,就成为放射源。探测器又称接收器,是通过射线和物质相互作用来探测射线的存在和强弱的器件。探测器一般是根据某些物质在核辐射作用下产生发光效应或气体电离效应来工作的。常用的探测器有电流电离室、盖格计数管和闪烁计数管三种。

核辐射传感器的应用领域:

1.工业领域:核辐射传感器在工业领域中的应用。比如,在放射性材料的生产和加工过程中,核辐射传感器具有监测和控制辐射水平的作用。另外,核辐射传感器还可用于火力发电站、化学工厂和放射性废物处理设施等工业场所的辐射监测和环境监测。

2.医疗行业:核辐射传感器在医疗行业中的应用。比如,在放射治疗过程中,核辐射传感器可用于测量和监测患者接收的辐射剂量。另外,核辐射传感器还广泛应用于核医学影像学,如放射性同位素扫描和正电子发射断层扫描(PET),用于诊断和评估各种病因。

3.环境监测:核辐射传感器在环境监测领域中也具有一定的意义。被用于监测空气环境中的辐射水平,用于评估自然辐射的水平和变化趋势。此外,核辐射传感器还可用于水、土壤和食品等环境介质的辐射监测,以保证环境与大家的健康。

4.核能行业:核辐射传感器在核能行业中的应用。可用于快速监测核反应堆的辐射水平,避免辐射泄露造成的危害。此外,核辐射传感器还可用于核燃料运输、核废物管理和核设施的辐射监测。通过实时监测和记录辐射水平,可以及时发现潜在的问题并采取相应的措施。

5.科学研究:核辐射传感器在科学研究领域中的应用。主要用于核物理实验、天体物理学、地质学和考古学等领域的研究。通过该传感器可得到准确的辐射测量结果,为科学家们提供数据支持,推动各个领域的研究进展。

核辐射传感器的应用是十分广泛的,在工业、医疗、核能、环境和科学研究等多个行业中发挥着重要的作用。

文章来源: 工采网 ,智能传感,快懂百科,好大夫在线

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