辐射
辐射在物理学上指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态,在真空或介质中发送。[1][2]包含:

辐射的能量会从辐射源往外向所有方向直线放射。一般依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐射和非电离辐射。电离辐射所携带的能量大于10电子伏特(eV),可以将原子或分子电离、打断化学键,非电离辐射则否。主要电离辐射来源为放射性物质,放射出、或射线,分别带有氦核、电子、正电子、光子。其他电离辐射来源有医学影像造影使用的X射线、渺子、介子、正电子、中子,以及宇宙射线与地球大气作用所产生的其他粒子。

电离辐射
拥有足够高能量的辐射可以把原子电离。一般而言,电离是指电子被电离辐射从电子壳层中击出,使原子带正电。由于细胞由原子组成,电离作用可以引致癌症。一个细胞大约由数万亿个原子组成。电离辐射引致癌症的几率取决于辐射剂量率及接受辐射生物之感应性。α、β、γ辐射及中子辐射均可以加速至足够高能量电离原子。
α粒子(阿尔法粒子)
α粒子是氦-4的核(两个质子与两个中子),这些核会与其他物质产生强烈作用,在正常情况的速度下它们只能在大气中前进数厘米,在一些低密度的介质中只能前进数毫米。例如,在盖革管(Geiger counter tubes)中,α射线只能穿透薄云母片。这表示,在大气中的α粒子因其低下的穿透力(迅速衰竭的特性),是无法穿透人体皮肤的,故不会对皮下的组织造成伤害。 宇宙中广泛存在的射线流中,约有10%是α射线。理论上α射线能够穿透一定深度的人体或者金属层,但这只会对进入太空的宇航员们造成一定的危害,对地表却没有显着影响。因为地球的磁场会使得这些α粒子偏向,而大气层也会隔离绝大多数的α粒子。虽然宇宙中的α粒子被隔离开,但靠近能释放出α粒子的放射性同位素时依旧是非常危险的,一旦距离足够近,放射性同位素释放出的α粒子就足以穿透皮肤从而杀死皮下的重要组织的细胞。相比γ射线和x光对细胞造成毁伤的能力,α射线对细胞所造成的损坏程度超过其二十倍以上,像镭、氡、钋就是具高毒性α射线的同位素。
中子
中子可根据其速度而被分类。高能(高速)中子具电离能力,深入穿透物质。中子是唯一一种能使其他物质带放射性之电离辐射。此过程被称为「中子激发」。「中子激发」被医疗界,学术界及工业广泛应用于生产放射性物质。
高能中子可以在空气中行进极长距离。中子辐射需要以富有氢核之物质掩蔽,例如混凝土和水。核反应堆是常见之中子放射源,以水作为有效之中子掩蔽物。
非电离辐射
非电离辐射之能量较电离辐射弱。非电离辐射不会电离物质,而会改变分子或原子之旋转,振动或价层电子轨态。非电离辐射对生物活组织的影响近年才开始被研究。不同的非电离辐射可产生不同之生物学作用。[3][4]
中子辐射
中子辐射由自由中子所组成,可由自发或感应产生的核裂变,核聚变或其他核反应产生。中子非电离辐射不会电离原子,但可与不同元素之原子核撞击,进行「中子激发」,产生不稳定同位素,使物质具放射性。
发现
威廉·伦琴发现及命名了X射线。1895年他完成了初步的实验报告「一种新的射线」及把这项成果发布在维尔茨堡的Physical-Medical Society杂志上。1901年伦琴因发现X射线获得诺贝尔物理学奖。亨利·贝克勒发现天然放射性;皮埃尔·居里及其妻子玛丽·居里对亨利·贝克勒教授所发现的放射性现象共同研究及发现了放射性元素镭,三人于1903年因对放射性的研究获颁诺贝尔物理学奖。
α粒子与β粒子是由欧内斯特·卢瑟福通过简单的实验区分。
参考资料
- Weisstein, Eric W. . Eric Weisstein's World of Physics. Wolfram Research. [2014-01-11]. (原始内容存档于2019-01-04).
- . The free dictionary by Farlex. Farlex, Inc. [2014-01-11]. (原始内容存档于2021-05-08).
- Kwan-Hoong Ng. (PDF). Proceedings of the International Conference on Non-Ionizing Radiation at UNITEN ICNIR2003 Electromagnetic Fields and Our Health. 20–22 October 2003 [2011-03-17]. (原始内容存档 (PDF)于2015-02-19).
- John E. Moulder. . (原始内容存档于2007-07-14).