科技日報 | 作者 張佳欣
大多數人認為輻射是一件壞事。近日，美國《連線》雜誌網站刊文介紹，當一種材料具有放射性時，它會以粒子或電磁波的形式發出能量。這些波可能在電磁頻譜的任何區域。從技術上講，家庭的Wi-Fi接入點是一個輻射源，天花板上的燈泡也是。更進一步講，由於人體有溫度，即便是人類個體也是紅外光譜中的一個輻射源。
人們通常所說的「輻射」實際上是一種特殊類型的輻射——電離輻射。當一個物體產生電離輻射時，它會發出足夠的能量，與其他材料相互作用時，它有可能從原子中釋放一個電子。然後，這個電子就可自由地與其他原子相互作用，或者只是遊蕩到空白的空間中。但無論電子做什麼，一旦它離開了原來的原子，就被稱為「電離」。電離輻射有4種類型：阿爾法、貝塔、伽馬和中子輻射。
阿爾法輻射
時間回溯到1896年，那時還沒有人真正了解輻射，人們不知道它是粒子還是某種類型的電磁波。於是，科學家決定使用術語「射線」來描述輻射，這就是阿爾法射線和伽馬射線名稱的來由。
但是阿爾法射線不是波，它們實際上是帶電粒子。阿爾法粒子由兩個質子和兩個中子組成。這意味著一個阿爾法粒子是一個沒有電子的氦原子。
如何判斷輻射是阿爾法輻射，而不是其他類型的輻射？方法是，阿爾法粒子很容易就被紙一般薄的東西擋住。換句話說，非常少量的材料就可以屏蔽掉它。
還有一個能阻止阿爾法粒子的是人的皮膚。因此，阿爾法輻射通常被認為是危害最小的輻射類型。
貝塔粒子
阿爾法粒子很容易被阻止，相比之下，貝塔和伽馬粒子可以穿過一定量的金屬屏蔽層，進一步滲透到材料中，它們的質量也要低得多。
貝塔粒子其實是電子，即帶負電荷的基本粒子。阿爾法粒子的質量是貝塔粒子的7000多倍。這意味著極低質量的貝塔粒子可以非常高的速度發射，穿透包括人體在內的物體。
伽馬射線
伽馬射線是射線而非粒子。它們是第三類輻射，是電磁波的一種，就像可見光一樣。
人們可以用眼睛看到的光的波長在400到700納米之間，而伽馬射線的波長要小得多。典型的伽馬射線的波長可能為100皮米。
由於波長很小，頻率很高，伽馬射線可在非常高的能級上與物質相互作用。它們還可穿透到大多數材料的相當深的地方，所以通常需要大量的鉛來阻止這種輻射。
中子輻射
中子輻射和上面三種情況都不一樣，中子會從放射性原子核中射出。這是第四種輻射類型。
中子不帶電荷，可很容易地穿過許多材料，這使得屏蔽它們變得相當困難。保護物體或人免受中子輻射的關鍵是以某種方式減緩粒子的速度。事實證明，人們可用氫做到這一點。當中子與含有氫的分子（如水或碳氫化合物）相互作用時，碰撞會使中子速度略微減慢。碰撞越多，中子的速度就越慢。最終，它會變得非常緩慢，不會造成任何問題。
如何監測輻射？
人們可使用多種方法來檢測所有這些類型的輻射。大多數人都比較熟悉的是蓋革計數器，也稱為蓋革-米勒計數器。
當阿爾法、貝塔或伽馬射線穿過管中的氣體時，它可電離原子並產生自由電子。然後，該電子被吸引到中心線的正電壓。當電子向金屬絲移動時，它的速度會增加並與其他氣體分子碰撞，從而產生更多的自由電子。人們稱之為「電子雪崩」，因為一個電子可以產生更多電子。
一旦這些電子到達電線，它們就會產生電流，該電流被放大並發送到音頻輸入。這种放大的電子雪崩會使蓋革計數器發出經典的「咔嗒」聲。
還有另一種檢測輻射的方法是閃爍體。這是一種特殊製造的水晶或塑料類材料。當4種輻射中的任何一種穿過閃爍體時，都會產生微量的可見光。只需要一個光電倍增管設備來檢測這些微量的光就可探測到輻射。
事實上，人們的口袋裡可能就有一個輻射探測器。《連線》雜誌文章表示，人們可使用智慧型手機來檢測伽馬射線和X射線。手機的攝像頭有一個圖像傳感器，當可見光照射到傳感器的不同部分時，會產生複雜的電信號，隨後這些數據會變成拍攝的數碼照片。但該圖像傳感器也會被伽馬射線和X射線激活，所以，只需要一些特殊的軟體和一些東西（如黑膠帶）阻擋可見光，人們或許就能用攝像頭檢測到射線了。