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什么是輻射

地球知識(shí)局 2023/11/25 12:47:09 責(zé)編:夢澤

本文來自微信公眾號(hào):地球知識(shí)局 (ID:diqiuzhishiju),文字:林間草木聲

近日,韓國勞動(dòng)保障部門裁定,一名經(jīng)常在跨洋極地航線上工作的空乘“其死于胃癌和宇宙輻射存在關(guān)聯(lián)”,再度激發(fā)了人們對輻射的擔(dān)憂。

宇宙輻射居然都能成空乘工作人員的工傷?

(圖:the joongan)▼

輻射在人們的印象中,好似一個(gè)無處不在的超級隱形殺手。無論是衣服還是仙人掌,只要掛上“防輻射”的名頭便是銷路不愁、大賣特賣。就連幾年前,科學(xué)家們以全球最精密儀器才好不容易探測到的引力波,都能變成“防引力波輻射”的噱頭。

而近年來,因?yàn)榛竞妥冸娬疽l(fā)的“電磁輻射”相關(guān)的擔(dān)憂和鬧劇,更是在全國各地的小區(qū)輪番上演。

不了解輻射本質(zhì)的人

常會(huì)受“輻射有害”謠言的影響談“輻”色變

其實(shí),輻射就在我們身邊,早已無處不在,也并不都像日本核污水那樣有害。

輻射,本就“純天然”

盡管寒潮來襲,但大多數(shù)地方仍然處在秋高氣爽的季節(jié)??纯创巴獾年柟?,不禁想出去散個(gè)步,曬太陽。這時(shí),你就已經(jīng)在接受輻射了 ——1.5 億公里外的太陽光。

喜歡曬太陽的貓 or 喜歡接受太陽輻射的貓?

所以,輻射到底是什么?

其實(shí),輻射僅僅是指電磁波產(chǎn)生和擴(kuò)張過程,而這在大自然中普遍存在。照亮世界的光,就是一種電磁波。

通常,我們可以將輻射分為電離輻射非電離輻射兩大類。電磁輻射在日常生活中對我們幾乎沒有影響,說白了,就是我們身邊的電磁場而已。

輻射其實(shí)是一個(gè)中性的物理學(xué)詞匯 ▼

而人人談之色變的核輻射,則是屬于高能的電離輻射,由原子釋放而來。

之所以稱之為電離輻射,是因?yàn)槠鋼碛休^高的能量,并以高能電磁波或粒子形式傳播,可以使原子內(nèi)的電子脫離原子核的“掌控”,進(jìn)而改變物體的物理、化學(xué)性質(zhì)。輻射的波長越長,越容易穿透物體(水中傳播情況有所不同)。

這個(gè)我們在相關(guān)影視劇中經(jīng)常能看到的符號(hào)

就是電離輻射危險(xiǎn)符號(hào)

在日常生活中,唯一有可能接觸到電離輻射的地方,是醫(yī)院放射科的部分設(shè)備,放射科室門口厚厚的鉛門,便是重要的防護(hù)手段。即使是電離輻射,在一定劑量范圍也是安全的,偶爾在醫(yī)院里的放射科做檢查,不會(huì)對健康產(chǎn)生影響。

在放射科的檢查項(xiàng)目中 X 線檢查(俗稱“拍片”)、

CT 和造影檢查都是有電離輻射的

只要不是頻繁做檢查,根本不用擔(dān)心輻射的問題

事實(shí)上,種種輻射其實(shí)早已遍布我們身邊。即使躲到了不見天日的洞穴中,土壤、水、巖石和空氣,甚至香蕉里的天然放射性核素,也依舊會(huì)有少許輻射。

同時(shí),宇宙中的極少數(shù)射線也會(huì)穿過大氣層。這些組成了我們身邊不可避免的 —— 天然本底輻射。

其實(shí),我們無時(shí)無刻不在接受環(huán)境中的輻射 ▼

其實(shí),在屏幕前看著文章的各位,也是一個(gè)輻射源。只要和周圍的溫度存在差異,任何物體都可以以電磁波向外輸送能量,這就是所謂的熱輻射。而同時(shí),每個(gè)物體也在接收著外界的輻射。

輻射,它無處不在。

熱成像儀的原理就是基于物體表面的紅外輻射

將熱能轉(zhuǎn)換為電信號(hào),掃描成像

出乎意料的是,在我們生活中的最強(qiáng)輻射源,不是醫(yī)院放射科,也不是安檢機(jī)。而是老煙民的肺部。煙草中含有的放射性核素釙-210、鉛-210 和鐳-210 會(huì)在此大量聚集。所以,要躲輻射先戒煙,而日常電力系統(tǒng)和家庭用電的輻射,則完全不用擔(dān)心。

自遠(yuǎn)方而來的它,才不會(huì)“輻射”你

在新疆的曠野上,分布著大片的風(fēng)力發(fā)電廠。風(fēng)來時(shí),無色的力量推動(dòng)長達(dá)數(shù)十米的葉片轉(zhuǎn)動(dòng),由此產(chǎn)生的電力將流向萬里之外,點(diǎn)亮大江南北的萬家燈火。對于發(fā)電大省和用電大省分別在東西兩端的中國,“西電東送”,讓電流過數(shù)千公里,便成為必然的選擇

佇立在戈壁上的大風(fēng)車

將荒野的風(fēng)轉(zhuǎn)化成電能送給遠(yuǎn)方的城市

但是,將電力送往遠(yuǎn)方,并不是一件容易的事。在常溫超導(dǎo)技術(shù)迎來突破前(莫名想 @韓國室溫超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)),長距離輸電將面臨一個(gè)本質(zhì)問題:導(dǎo)線的電阻。目前廣泛采用的銅導(dǎo)線,其電阻也高達(dá) 0.0172 歐 / 米。

為了避免出現(xiàn)輸電未半而電流耗光的悲慘情況,高壓、特高壓輸電便成為最可行的辦法。需要遠(yuǎn)距離大批量輸送電力的中國,擁有世界最頂尖的特高壓輸變電技術(shù)。

這個(gè)過程,便需要變壓器的幫忙。我們在小學(xué)二年級就學(xué)過變壓器的基本工作原理,而對大量需要升壓的電,就有了專門進(jìn)行變壓的場所 —— 變電站。

于是,電廠發(fā)出的電經(jīng)過加壓變電站的升壓,通過輸電線路傳輸。當(dāng)高壓電送到用電區(qū)域時(shí),并不可能直接使用。這時(shí),便需要降壓變電站出場,以相同的原理將電壓降下到家用或工業(yè)電壓,這樣才可以為我們所用。

這也是為何許多變電站建在小區(qū)附近的原因。如果距離過遠(yuǎn),則大半電力都會(huì)在傳輸中損耗掉,再次上演輸電未半而電力耗光的情況,到頭來傳輸了個(gè)寂寞。

跨越千山萬水來的不容易

能少損耗一點(diǎn)是一點(diǎn)

如果我們居住在變電站附近,并不需要擔(dān)心輻射。在電力系統(tǒng)內(nèi)部,有許多變電站和電力部門的辦公、生活場所都建在一起。

之所以不用擔(dān)心,是因?yàn)樽冸娬镜碾姾臀覀兊募矣秒娨粯樱际?50 赫茲的頻率,即所謂的工頻。其產(chǎn)生的“電磁輻射”(實(shí)際上是微弱的工頻電磁場)微乎其微。這個(gè)頻率,甚至比起家里的 WiFi 和手機(jī)信號(hào),都要小很多倍。

當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度超過一定程度時(shí)

才可能對人體產(chǎn)生危害 ▼

實(shí)際上,各界對此的關(guān)注一直沒有間斷。在 1996-2006 年,世界衛(wèi)生組織(WHO)也對此組織多國進(jìn)行了詳盡的研究,最后并未發(fā)現(xiàn)日常電磁環(huán)境對人體健康存在危害。

我們無需過度擔(dān)憂電磁場危害我們健康

但我們?nèi)孕璩掷m(xù)關(guān)注電磁場對日常生活的影響

(世衛(wèi)組織 EMF 項(xiàng)目宣傳冊 圖:WTO)▼

了解電,讓我們的生活更加美好

1821 年,當(dāng)法拉第首次展示他發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),一位貴婦問道:“它有什么用呢?”。法拉第回應(yīng)道:“你不能發(fā)問一個(gè)嬰兒有什么用”。

200 年后的今天,電力已經(jīng)徹底改變了我們的生活,其發(fā)展也異常驚人。1949 年,開國大典的電力需要準(zhǔn)備數(shù)月;而現(xiàn)在,法拉第的嬰兒,已經(jīng)無比強(qiáng)壯。

電力對當(dāng)今世界的改造是日新月異的

回望過去雖不過百年,卻發(fā)生了翻天覆地的變化

(圖:《我和我的祖國》)▼

人們或許對這個(gè)成長速度飛快的嬰兒有些疑惑和誤解,我們需要更了解他。

1992 年,美國電磁場研究與公眾資料傳播計(jì)劃(EMF RAPID)開始實(shí)行,這項(xiàng)計(jì)劃對電磁場影響人體健康的問題進(jìn)行了大量研究與知識(shí)傳播工作,讓更多的人了解電力和與之相關(guān)的健康問題。

美國國家環(huán)境健康科學(xué)研究所 (NIEHS)

后續(xù)發(fā)表了一系列有關(guān)電磁場的報(bào)告和手冊

去向公眾展示 EMF RAPID 項(xiàng)目的研究成果

(圖:NIEHS)▼

在中國,電力系統(tǒng)也在無時(shí)無刻改變我們的生活。但長期以來,又似乎為人們所忽視。發(fā)電廠和變電站隱藏在人們生活的角落里,一副標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)風(fēng),似乎只是一個(gè)社會(huì)的后勤者。

在如今停電現(xiàn)象已逐漸消失的時(shí)代,電力已不只是生活的點(diǎn)綴,而是美好生活的構(gòu)建者。

夜晚星星點(diǎn)點(diǎn)的燈光勾勒出城市的模樣

昭示著電是現(xiàn)代城市建設(shè)中絕對的主角

而且,原先又大又笨重的傳統(tǒng)變電站,已經(jīng)逐漸演變成融合電力運(yùn)作、電氣知識(shí)普及為一體的綜合空間,并且融入了都市文明的肌理,成為一種獨(dú)特的城市景觀。

而在深圳,這座改革開放的先鋒城市,這里的變電站也和這座活力滿滿的城市一樣,新穎而可靠

在南山區(qū)后海一帶,將建立起全國首座零碳智慧科普變電站。這里,將是人們認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)電力神奇的地方。傳統(tǒng)變壓器使用的變壓器油(主要為絕緣和散熱作用)將被更加環(huán)保的天然酯(植物油)取代。而起到相似作用的氣體絕緣部分,也將由環(huán)保型的 GIS 氣體取代有毒的六氟化硫。

改革開放之初,深圳的口號(hào)便是“時(shí)間就是效率,效率就是金錢”。在這片面積不大卻時(shí)刻活力滿滿的地方,每一分一毫都不容浪費(fèi)。

在深圳,移動(dòng)變電站的逐步普及,使得原先需要停電進(jìn)行的整修改造工作也得以免于停電。在新修建的人才公寓,移動(dòng)變電車能將電力第一時(shí)間輸送進(jìn)去,不耽誤每一刻的生活。

這個(gè)在深圳市內(nèi)蓮花山公園的中國風(fēng)建筑,看似是公園里的景觀修飾,其實(shí)是一座半地下的變電站-玳田變電站!

變電站與周圍公園環(huán)境融為一體,真的很酷 ▼

除此之外,深圳的變電站還學(xué)會(huì)了“捉迷藏”。在寸土寸金的南山區(qū)前海一帶,一座變電站完整藏進(jìn)了寫字樓中。這就是中國首座附建式變電站-投控變電站。作為這一領(lǐng)域的先行者,深圳供電局還起草了國內(nèi)首部附建式變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)。

在過去,人們將自然界中的電流神格化,從雷神索爾到雷公、電母,映射了人類對于這股狂暴力量的恐懼和崇拜。

到了近代,隨著富蘭克林、法拉第等一代代科學(xué)家的努力,人類逐漸馴化了那肆意隨機(jī)的電流,使之成為工業(yè)的脈搏、科技的火花,點(diǎn)亮了人類的文明,讓我們生活更加美好。

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