1 引言
以粒子或者以波的形式進(jìn)行的能量傳遞、傳播及吸收活動,稱為輻射。在工業(yè)生產(chǎn)中有許多場合,會有輻射現(xiàn)象的發(fā)生和應(yīng)用。輻射也是一種自然的現(xiàn)象。無線電、雷達(dá)的微波,也是以輻射傳的方式進(jìn)行工作的。由于存在著大量的輻射流,所以,人體不可避免地要吸收到各種輻射,其中的大多數(shù)是有害的。
所有種類的電磁波的共同點是:它們都以光速傳播,可見光本身也是一種輻射,其組成的波長在光譜中介于紅外光及紫外光之間。從本質(zhì)上來講,有兩種形式的輻射,即離子型及非離子型,它們還可以進(jìn)一步劃分。下表給出了幾種輻射形式產(chǎn)生的原因以及對人的危害。?
2 電離輻射
?。?) 電離及輻射的產(chǎn)生
所有物質(zhì)由元素組成,元素由原子組成。而原子由含有質(zhì)子的原子核和圍繞原子核運轉(zhuǎn)的電子組成。
?、?質(zhì)子:具有質(zhì)量和一個正電荷;
?、?電子:質(zhì)量極小,具有一個負(fù)電荷;
?、?中子:具有質(zhì)量,但沒有電荷。
如果在某個時刻,原子中的電子數(shù)目與質(zhì)子數(shù)目不相等,原子具有了正電荷,就稱為被離子化了。所謂電離輻射,是指當(dāng)它照射到物體上,包括人體的細(xì)胞上時,會產(chǎn)生離子,從而也會導(dǎo)致身體組織的功能性變化。輻射的能量取出了細(xì)胞的原子中的電子,產(chǎn)生了離子對、化學(xué)游離基和氧化物。由于人體組織具有不同的組分、形式及功能,它們對離子化的反應(yīng)也不一樣。有些細(xì)胞可以修復(fù)輻射損傷,有些則沒有這種能力。細(xì)胞對輻射的敏感性與它們的再生能力直接相關(guān)。
?。?) 工業(yè)中的電離輻射
在工業(yè)活動中,所出現(xiàn)的電離輻射有α、β、γ射線及X光射線。α射線及β射線是從放射性材料發(fā)射的高能高速粒子流。放射性材料是不穩(wěn)定的,總是在改變自己的原子排列,從而發(fā)射出穩(wěn)定的緩慢衰減的能量。
?、?α粒子:是具有兩個正電荷(質(zhì)子)的氦原子,所以它們相對較大而且容易吸引電子。它們在密度較高的材料中,行程較短,從而只能穿透皮膚。然而,當(dāng)吸入或吞入可以發(fā)射α粒子的物質(zhì)時,就會把α粒子源引進(jìn)到靠近容易受損的組織地方,從而造成重要器官的傷害;
?、?β粒子:是快速運動的電子,它比α粒子的質(zhì)量小,但穿透的距離長,這樣就會對人體造成傷害。它們具有相當(dāng)大的穿透力,但電離能力要弱些;
?、?γ射線:具有很強(qiáng)的穿透能力,它是原子核蛻變釋放能量時產(chǎn)生。當(dāng)γ射線穿過一個正常的原子時,有時會使原子失去一個電子,從而使原子帶上正電荷成為正離子,它與釋放出來的電子,統(tǒng)稱為一個離子對。γ射線的作用與X射線非常相似;
?、?X射線:通常是在受控條件下,高速電子流撞擊特定目標(biāo)使帶電粒子突然加速或減速而產(chǎn)生的。用來加速電子達(dá)到產(chǎn)生X射線的電壓,至少在1.5萬伏。當(dāng)設(shè)備的電壓小于這個數(shù)值時,就不可能產(chǎn)生X射線。因此,當(dāng)存在著高于上述數(shù)值的電壓時,就有可能出現(xiàn)這種形式的輻射危害。X射線及γ射線具有高的能量和穿透能力,能穿過相當(dāng)厚的材料。在低密度物質(zhì)(如空氣)中,它們穿透的距離很長。
工業(yè)生產(chǎn)中,電離輻射源最常見的是X光機(jī)和用于無損測試(NDT)中同位素。實驗室工作及通訊中,也會存在這種輻射源。
3 非電離輻射
一般來講,非電離輻射不會造成物質(zhì)的電離。這種類型的輻射包括了在電磁波譜段中,從紫外到無線電波段的電磁波以及激光。
?。?) 紫外輻射
它來自陽光,另外諸如焊接設(shè)備等也產(chǎn)生紫外輻射。由于大氣臭氧層的存在,大氣中的大部分紫外光都被擋住了。強(qiáng)烈的紫外光會造成人體燒傷及眼睛失明。紫外光的熱力學(xué)及光化學(xué)作用會產(chǎn)生燒傷、皮膚增厚乃至皮膚癌。電弧及紫外燈被眼結(jié)膜吸收后會產(chǎn)生一種光化學(xué)作用,從而導(dǎo)致"電弧眼"和白內(nèi)障。
?。?) 紅外輻射
紅外輻射很容易轉(zhuǎn)變成熱,其暴露效應(yīng)是燒傷及體內(nèi)液體的損失,眼睛也會受到傷害。在激光輻射時,視網(wǎng)膜也有可能會受到損壞??偠灾?dāng)紅外輻射以集中光束的形式出現(xiàn)時,它對人體主要是產(chǎn)生熱傷害的作用。
?。?) 射頻輻射
這是由無線電設(shè)備及微波設(shè)備發(fā)射的。人體是通過血液循環(huán)來減少其暴露部分的溫度的。這種由血液循環(huán)來降低射頻輻射的溫度效應(yīng)的機(jī)制對有些器官不起作用,因此,這樣器官暴露在諸如紅外輻射的環(huán)境中就有危險。例如,眼睛在這種地方,它所吸收的輻射能量因為沒有血液循環(huán)、出汗蒸發(fā)、傳熱等機(jī)制,積聚熱量不可能被降低或傳走。輻射對金屬感應(yīng)而產(chǎn)生的熱,也會造成燒傷。