10/27：科學PISA研究社～輻射

【科學PISA研究社】10/27課程內容：輻射

【影片：6分鐘了解輻射】


問題一：輻射是什麼？

輻射，像光一樣，是一種能量，它以如加馬 (γ) 射線等的電磁波，與如電子等的高速粒子的形態傳送。通常我們依它能量的高低或游離物質的能力，分成(1)非游離輻射和(2)游離輻射兩大類：

1、非游離輻射：
指能量低無法離生游離的輻射，例如太陽光、燈光、紅外線、微波、無線電波、雷達波等。

2、游離輻射：
指能量高能使物質產生游離作用的輻射。游離輻射又區分為：(1)電磁波輻射，(2)粒子輻射。
一般所謂的輻射或放射線，都是指游離輻射而言。

某些具有放射性的同位素會產生游離輻射，例如氚 (3H) ，碳14 (14C) ，鈷60 (60Co) ，鉀40 (40K) ，鈾235 (235U) ，鈾238 (238U) 。目前已知天然存在的同位素約有330種，其中大約270種是穩定同位素，其餘60種是不穩定的放射性同位素。

問題二：輻射是誰發現的？

故事1：
最早在1895年11月，德國物理學教授侖琴 (Roentgen) 發現一種眼睛看不見但能穿透物質的射線。因不知其名，故稱為「X射線」，一般俗稱X光。隨後不久發現X射線會使空氣游離而導電。

故事2：
緊接著在1896年2月，法國科學家貝克勒爾 (Becquerel) 發現鈾的化合物會發出一種不同於X射線，但也具有穿透能力使照相底片感光的射線，稱它為「鈾放射線」。他是第一位發現放射線的人。

故事3：
1897年英國物理學家湯姆遜 (Joseph John Thomson) 在從事陰極射線的實驗中發現帶負電的「電子」(electron)。

故事4：
次年，1898年7月在法國巴黎，居里 (Curie) 夫婦兩人首次自瀝青鈾礦中提煉出一種新元素，命名為釙 (Po) 以紀念居里夫人的祖國波蘭。同年12月又成功地分離出另一新元素鐳 (Ra) 。「放射性」(radioactivity)這個名詞就是居里夫人所創的。

故事5：
同在1898年，威廉韋恩發現了帶正電的「質子」，1899 年原籍紐西蘭的拉塞福 (Rutherford) 發現了帶2個正電單位的α粒子，稱為「阿伐射線」，且證明帶一個負電單位的「貝他 (β) 射線」就是電子。在1900年韋拉特 (Villard) 發現另一種電磁波射線，能量比X射線還高，命名為「加馬(γ)射線」。不帶電的中子是最後被發現的，遲至1932年2月才由查兌克 (Chadwick) 發現。至此人類對原子核裡面的構造，才有較清楚的瞭解。

問題三：輻射的穿透能力？

由下圖可知阿伐射線的穿透能力最弱，一張紙就可以全部把它擋住。貝他射線的穿透能力稍為強一點點，它能穿透普通的紙張，但無法穿透鋁板。加馬或X射線的穿透力最強，需要適當厚度的混凝土或鉛板才能有效地阻擋。

因此，屏蔽X射線或加馬射線的材料，需要密度高的金屬材質為佳。用鉛做鈷60射源的容器，其厚度最小，鐵則需要厚些，混凝土要再厚些。若用水做屏蔽，則需更厚才能達到相同的屏蔽效果。

問題四：輻射的劑量？

問題五：輻射會造成那些健康效應？ 

輻射對人體的健康效應，通常分為：
(1)機率效應和(2)確定效應兩大類。

當人體在短時間內接受劑量超過某一程度以上時，因為許多細胞死亡或已無法修復，因而產生疲倦、噁心、嘔吐、皮膚紅斑、脫髮、血液中白血球及淋巴球顯著減少等症狀。
當接受劑量更高時，症狀的嚴重程度加大，甚至死亡，這種情況稱為確定效應。

通常確定效應必須在接受劑量超過一定程度以上才會發生，否則就不會產生確定效應。

問題六：輻射的示警標誌？

黃底加上紫紅色的三個葉片，是全世界共同使用的輻射示警標誌，任何有人 為輻射的場所，不論是工廠、醫院、研究室、儀器室、作業場所、倉庫等的外圍及大門、入口都必須張貼這個標誌，以提醒所有的人，要注意輻射的存在及注意自身的安全


==========

【參考資料】~ 延伸閱讀

1、清華大學/清蔚園/科學館/核能知識/認識輻射
2、行政院原子能委員會：
      (1)輻射知識學習網
         (2)原子能知識宣導海報 
4、香港天文台/認識輻射

==========

【Youtube影片】

1、6分钟了解辐射
2、三分鐘科學：核能三部曲2
3、挺什麼核啦反什麼核啦!!

========