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辐射应用
輻射應用 輻射與我們息息相關,很多時我們不知不覺間已經享用到輻射應用所帶來的好處。無論在發電、醫療、工業方面,輻射的應用都多不勝數。只要運用得宜,輻射也可以造福社會。 發電 隨著世界人口不斷膨脹及經濟增長,人們對能源的需求日益增加。我們消耗能源的速度,遠超過地球所能負擔,核能是解決能源需求日增的其中一個方法。目前世界各地的核能發電反應堆有大約四百四十個,供應全球所需電力的約百分之十七。這些發電廠主要利用鈾的原子核分裂而發電。 醫學 輻射在醫療上的用途為人所熟識,它可以協助醫生診斷及治療多種疾病。 在診斷方面, X射線可用來判斷身體器官和組織的異常變化。 運用現時先進的造影技術及電腦科技,只要我們將放射性同位素注入或進食入病人體內,就可以產生立體或動態的影像,從而研究病人的情況。 在治療方面, 放射性同位素碘-131用於醫治甲狀線癌; 在治療某幾種癌症時,亦會利用鈷-60所放出的γ射線或高能量的X射線,射入人體內,將癌細胞殺死。事實證明,放射治療有效抑制腫瘤生長,甚至能將癌症根治。 消毒 今很多醫療用品都利用鈷-60所放出的γ射線進行消毒。這種消毒程序比用蒸氣消毒更有效及便宜。用完即棄的針筒、棉花、手術用品就是很好的例子。由於不需經過高溫處理,很多會被高溫破壞的物料,例如塑膠等,都可以使用放射程序消毒。加上γ射線有穿透能力,物件可以在包裝封密後才進行消毒,確保物件在解封前不會受到細菌污染。 二零零一年十月期間,在美國發現了炭疽菌郵件後,美國政府亦是利用X射線,為可疑的郵件消毒,以免炭疽菌在美國引起恐慌,其消毒的原理亦是一樣。 工業 γ射線穿透力特強,可用作探測焊接點和金屬鑄件的裂縫。 在工業生產線上的自動品質控制系統,例如測檢罐裝飲品內的飲料高度或香煙的煙草密度等,都廣泛應用了輻射。 輻射更可用於量度電鍍薄膜的厚度,也可用於消除靜電。 農業 放射性同位素經常被用作追蹤劑。將放射性物質加入肥料中,然後量度農作物的放射性,便可以知道有多少肥料被吸收,及有多少流失。 輻射亦可供滅蟲之用。Sterile Insect Technique (SIT) 可以令昆蟲失去繁殖能力,從以減少牠們的數目。 消費品用途 有些用品,如煙火感應器、螢光指示牌和避雷針等都包含放射性物質。通過合適的設計和適當的使用,輻射的好處其實遠遠大於其所引起的危害。 考古用途 透過量度古物內天然放射性物質的濃度,我們可以鑑定古物所屬的年代,常用的技術包括「碳-14定年法」和「熱釋光定年法」,對地質學、人類學及考古學的研究都有莫大的幫助。 碳-14定年法 碳-14是因宇宙射線撞擊地球大氣層而產生的,碳-14氧化成二氧化碳後會被植物吸收。同時,動物又會進食植物,所以大部份有機體都會有一定份量的碳-14。但當植物和動物死去,他們便會停止吸取碳-14。碳-14的份量因衰變會隨時間而減少,每經過一個半衰期(即大約5,730年),含量便會減半。透過量度古代有機體的碳-14含量,我們便可以估計該有機體的死亡年份。 熱釋光定年法 泥土中含有微量的鈾、釷和鉀等天然放射性物質,這些放射性同位素的半衰期可以長達10億年。同時,粘土中又含有各種無機晶體和礦物質。當無機晶體受到上述放射性物質照射後,一部份輻射能量會令晶體發熱,另一部分能量則貯藏在晶體中。如果晶體被加熱,部份能量會以可見光的形式釋放出來,這種現象叫做熱釋光現象。熱釋光定年法可判斷古物距離最近的一次加熱的時間,古物發出的熱釋光越強,年代就越遠,反之,則屬較近期。熱釋光定年法常被用作判斷陶器的年代。 軍事 核子武器 水文及地球科學 測定地下水分佈、年代、流量等 地質上之年代測定 石油蘊藏量之測定 輻射與健康 輻射來源 人類在生活上所接觸到的輻射源,有天然的和人造的兩類。 人體接受輻射劑量則是經由體外曝露與體內曝露兩大途徑所造成。 天然輻射源 來自太空的宇宙射線。 土壤及建築材料中所含的天然放射性核種(鉀40、鈾238、釷232及它們一系列的子核種)。 食物中的鉀40。 空氣中的氡222和它的子核種等等,從體內、體外使人體接受輻射劑量。 美國民眾所接受各種劑量的來源百分比,其中由空氣中氡222造成體內劑量的比例最高 (佔55 % 左右) 世界上有數個天然輻射比較高的地區,曾經做過調查其致癌率及遺傳疾病,結果與一般正常地區的民眾並無任何差異。 人造輻射源 人為因素產生的輻射,例如醫療診斷、使用含放射性之民生用品、核爆落塵、核能發電等屬之,其中以醫療診斷為人造輻射的主要來源(佔15 % ),大家關心的核能發電,每年所造成的輻射劑量比例不及0.1%。 輻射利與害 電磁輻射與放射性核種的應用給人類社會帶來了巨大的利益,與此同時其危害亦逐漸顯現出來。一些從事早期研究,應用X射線的物理學家和醫生,以及發現和研究某些放射性核
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