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太阳内部核反应产生的光线,为何照到身上没有感觉到核辐射呢?

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太阳自从形成之后,依靠着内部氢元素的核聚变反应,一直向外源源不断地释放着光和热,从而为地球上生命的诞生和发展演化提供了能量源泉。这里有一个问题,相信很多人会想到,那就是我们在地球上所感受到的太阳光线和热量,都是源于太阳内部的核聚变反应,而如果核电站泄漏了那些发射性物质所进行的也是核反应,为何我们极容易被放射性物质所伤,而能量那么大的太阳发出的光线对我们影响却不大呢?

从核辐射的定义来看,它指的其实就是物体的放射性,当组成物体的原子,其原子核从一种结构转变为另外一种结构,或者从一个能量状态转变为另外的一种能量状态,在这样的转变过程中,都会释放相应的微观粒子流,因此我们可以看出,物体所在环境只要存在着能量的波动,就会引发原子核的这种能量状态的改变,所以任何物体都可以向外散发微观粒子流,只是强度大小不同而已。

在物体对外释放微观粒子流的同时,会对其它物体的组成分子或者中性原子发生不同程度的电离现象,以此为衡量标准,当微观粒子流所携带的能量较大时,则会引发电离辐射,即原子或者分子成为自由态,比如伽马射线、X射线和放射性物质等可以引发电离辐射;而像紫外线、可见光、红外线、微波等由于携带的能量较低,则基本不会引发电离辐射。

从核辐射构成来看,主要包括伽马射线、X射线、α射线、β射线和中子射线几种,其中α射线是高速的氦核,质量较大、穿透能力很弱;β射线是高速的电子流,能量要比α射线低一些,但是由于速度更快,所以穿透力较强;伽马射线和X射线虽然也属于电磁波,但是它们的波长很短,携带的能量极高,穿透力非常强;中子射线一般产生于放射性物质的裂变过程,形成的中性粒子流的照射危害,要比伽马射线和X射线强大得多。

在自然界中,虽然能够产生放射性的物体非常广泛,但是所释放的上述射线,无论是从数量还是能量密度来看,都远远达不到能够危害人类健康的程度,除非是发生核电站泄漏或者核弹爆炸,将大量的核反应物质抛洒在环境中,在这些物质的衰变过程中释放大量的辐射性物质,当生物暴露在这样强度的辐射照射量环境中,将会在短时间内引发机体的化学组成产生不可逆的伤害,甚至破坏DNA结构、引发细胞癌变甚至死亡。

太阳内部的核聚变,主要过程是发生质子-质子的链式反应,也就是从质子到氘、再到氦-3、最后到氦-4的反应过程,单个反应的结局就是4个氢原子聚变为1个氦4原子,同时释放伽马光子、中微子和正电子,其中中微子由于穿透能量最强,很快就会逃离太阳内部游离到宇宙空间中,而携带着巨大能量的伽马射线的逃离则不那么容易。

由于太阳内部的密度和压力非常高,光子在生成之后每前进几微米就会被其它粒子所吸收,成为推动粒子内能提升的能量源泉,然后在能量回落的情况下光子再以较高一点的频率再次辐射出来,在这样反反复复地被吸收和被释放的过程中,光子的能量逐渐减弱,最终经过几万年才会从太阳的内部来到太阳表面,最终通过太阳表面的等离子体带到太阳的光球层,以不同频率的射线辐射出去。

通过以上分析,我们可以看出,在太阳内部通过核聚变产生的高能射线,在到达光球层被辐射出去时,与之前相比能量已经衰减很多,而且能级最高的伽马射线占比非常低了,而且能量较高的伽马射线、X射线和紫外线,在通过地球大气层时,绝大部分都会被大气分子所吸收和反射,因此照射到我们身上时的强度已经非常低了,这时候的光线主要以可见光及以下频率的电磁波为主,就像炉火发出的光线差不多,主要以热辐射为主,根本不会对人体产生太大的辐射影响。

其实太阳对地球产生的辐射,主要的威胁因素还是以太阳风带过来的高能带电粒子流,如果在外太空接受到这种强烈的粒子流冲击,如果防护措施不到位,那么无论是航天器还是宇航员,都将很快被秒。幸亏我们地球拥有磁场,这些高能带电粒子流在地球磁场的作用下,方向发生偏转,很大一部分偏移到地球之外,还有一小部分被带至地球两极的上空,这样地球的大气层才没有直接被这些高能粒子流的轰击,否则的话地球大气分子就会在这些高能粒子的带动下,迅速提升分子内能,运动速度明显加快,很容易逃离地球引力的束缚,这些地球的大气层会慢慢地被剥离出去。

因此,即使太阳内部发生的核反应如此剧烈,但因为三个方面的机制,才使得我们没有明显感觉到核辐射的影响,即:第一,太阳内部因核聚变释放的高能射线,在向外层移动的过程中大部分的能量被吸收了;第二,地球磁场对带电粒子流的阻挡和引导作用;第三,地球的大气层对携带较高能量的太阳射线也具有强烈的吸收和反射作用。

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