谈“辐”色变？重新认识我们身边的辐射

当“辐射”这个词映入眼帘，你会想到什么？是科幻电影里那幽幽的绿光，还是灾难片中令人心悸的警告标志？这些充满戏剧性的画面，早已在我们的文化中根深蒂固。

被“丢弃”的核废料桶

（图源：Christian Fischer|Wikimedia Commons）

然而，辐射并非核能时代的产物。它与地球、与生命同在，从浩瀚宇宙而来，从我们脚下的岩石中渗出，甚至在我们身体里静静地存在着。抛开先入为主的恐惧，让我们用科学的眼光，重新审视辐射，这个既熟悉又陌生的“隐形”力量。

01无处不在的辐射：它们到底是什么？

从物理学角度看，辐射是指能量以波（如阳光）或粒子（如放射性衰变释放的粒子）的形式通过空间或物质介质发射或传输。它在宇宙中无处不在，来自遥远超新星的宇宙射线、岩石中缓慢衰变的元素，乃至我们身体细胞中天然存在的同位素，都是这个“辐射大家庭”的一员。

事实上，我们每个人都是一个移动的“辐射源”。人体内天然存在的钾-40和碳-14等元素，每秒钟都在每公斤身体组织中发生约5000次核衰变。我们每天呼吸的空气、饮用的水、吃下的食物中，都含有微量的放射性物质。

生活中的辐射无处不在

（图源：michael sharris）

不过，并非所有的辐射都是一致的，根据能量的高低，辐射被清晰地分为两大类：非电离辐射和电离辐射。

非电离辐射的能量较低，无法将原子中的电子“撞”出去，因此不能直接破坏分子的化学键。我们日常生活中接触的绝大多数辐射都属于此类，例如手机信号、Wi-Fi、广播、微波炉、高压线、可见光等。

而电离辐射波长短，频率高，能量较高，能够将原子中的电子“撞飞”，从而破坏DNA等生物大分子，对生命体造成损伤。X射线、伽马（γ）射线、阿尔法（α）粒子、贝塔（β）粒子以及来自宇宙的射线，都属于电离辐射。

电离辐射警告标志

（图源：公共领域）

很多人担心家用电器的辐射。实际上，微波炉、手机、电脑、Wi-Fi路由器等产生的都是非电离辐射。它们的能量不足以破坏你的DNA。国家对这些电器的功率有严格的标准，确保其产生的电磁场强度远低于安全限值。微波炉的“危险”在于其加热食物的强大功率，而非辐射本身——只要你不破坏屏蔽门，它就是安全的。

至于“在电脑旁放一盆仙人掌防辐射”的说法，更是无稽之谈。电脑屏幕产生的是极其微弱的非电离辐射，仙人掌并无吸收这种辐射的“特异功能”。这个流言的源头，或许只是因为它生命力顽强，适合放在办公桌上罢了。

02聚焦“强力”辐射：我们每天的辐射账单

为了衡量电离辐射对生物组织的影响，科学家们使用“西弗（Sv，又称希沃特）”作为单位。但由于1西弗是极大的剂量，我们日常接触和讨论的通常是其千分之一的“毫西弗（mSv）”或百万分之一的“微西弗（µSv）”。

从原子核发射出的α粒子、β粒子和γ射线

（图源：Stannered & Ehamberg|Wikimedia Commons）

就拿常见的香蕉来说：每吃一根香蕉，会接受约0.1 µSv的辐射。它的辐射来自于其含有的钾同位素，这种同位素会衰变成其他元素并释放出电离辐射。

香蕉的辐射

（图源：energyencyclopedia）

以此为基准，便有了“香蕉等效剂量”（Banana Equivalent Dose）这一非正式的单位，用它来衡量电离辐射的暴露就变得格外直观和有趣。

据称，辐射的致死剂量正是1Sv，但前提是在极短时间内一次性摄入。而这个剂量，就相当于在极短时间内吃掉1000万根香蕉，这显然是不现实的。而达到引发急性放射病的剂量阈值（约400mSv），则需要吃下400万根香蕉。

既然用香蕉来衡量生死剂量显得如此遥不可及，我们不妨用它来审视一下日常生活中更真实的辐射水平。

一次牙科X光检查相当于食用50根香蕉（5µSv）；一次五小时的飞行则相当于500根香蕉（50µSv）；而全球人均年背景辐射剂量则约为2到3万根香蕉（2-3mSv）。

香蕉等效剂量

这个年平均值因地而异。比如，生活在美国丹佛（高海拔城市）的人接收的宇宙射线比上海居民多。在伊朗、巴西、印度的一些高海拔地区，天然背景辐射值甚至可以达到全球平均水平的10到100倍，那里的居民依然过着健康正常的生活。

来自宇宙辐射的年剂量

（图源：《辐射影响与源》，联合国环境规划署（2016））

03破除三大误区：关于辐射的真相

由于缺乏了解，使得社会上一些关于辐射的普遍看法与科学事实存在偏差，不妨先让我们一起审视几个常见的认识误区。

误区一：

所有电离辐射都是危险的

这是一个绝对化的错误观念。事实上，生命正是在远比今天更强的辐射环境中诞生和演化的。阳光本质上也是一种辐射，没有它，地球上的光合作用将停止，生命无从谈起。

太阳与地球

（图源：Space Travel Blog / Rute Marta Jansone）

我们的细胞天生就具备强大的DNA修复机制，以应对一定程度的辐射损伤。决定辐射是否有害的关键，是“剂量”和“暴露时长”，而非“有”或“无”。

误区二：

人造辐射比天然辐射更“邪恶”

从物理性质上讲，来自医用扫描仪的伽马光子与来自太阳内部的伽马光子没有任何区别。它们的生物学效应只取决于剂量和作用方式。将辐射区分为“人造”和“天然”并赋予其不同危险等级，是没有科学依据的。

原子核衰变时发射γ射线。红色表示质子，蓝色表示中子

（图源：Inductiveload|Wikimedia Commons）

误区三：

医学影像检查是危险的“辐射轰炸”

X光和CT扫描确实使用了电离辐射，但放射科医生会严格遵循“在合理范围内尽可能低”（As low as reasonably achievable，ALARA）的原则，使用能获得清晰诊断图像的最低剂量。

X光检查，可以显示关节、骨骼和软组织结构

（图源：Cleveland Clinic）

例如，一次现代乳腺X光检查的辐射剂量，甚至低于你在两个月内接受的天然背景辐射。为了恐惧微乎其微的辐射风险而拒绝必要的医学检查，往往会带来更大的健康风险。

04辐射的双面性：从伤害到造福

当辐射剂量过高时，它确实会造成伤害。高强度的电离辐射能够“撞掉”原子外的电子，破坏分子结构，引发细胞内的混乱。如果剂量极高，细胞的修复系统会崩溃，导致DNA断裂、细胞死亡，宏观上表现为组织灼伤、急性放射病等。

20世纪初美国制表工厂中的“镭女孩”们，因长期用嘴舔舐含有镭的画笔来绘制夜光表盘，摄入了大量放射性物质，最终导致了骨癌等骇人听闻的悲剧。

镭表盘描涂女工

（图源：Kate Moore|Wikimedia Commons）

然而，这只是辐射失控的一面。在人类的精确控制下，辐射可以成为造福社会的重要工具。

在医疗领域，利用钴-60释放的伽马射线进行放射治疗，可以精确杀死肿瘤细胞；伽马刀消毒一次性注射器和手术手套，极大地降低了感染率。

在工业领域，烟雾报警器利用微量的镅-241电离空气，当烟雾颗粒进入时，电流变化会触发警报；工业探伤利用射线检查焊缝和管道的完整性。

在考古与航天领域，碳-14测年法帮助我们揭开历史的秘密；放射性同位素温差发电机则为深空探测器提供着持久的动力。

不过，需要注意的是，虽然核电站是辐射最集中的地方之一，但它应用的核心是核裂变释放的巨大能量。而医疗、工业等应用，则是直接利用辐射本身（如穿透性、电离性等）作为工具来完成特定任务。

苏格兰查珀克罗斯核电站

（图源：John|Wikimedia Commons）

05 理性的回归：用数据代替恐惧

既然辐射并非洪水猛兽，为何人们对它的恐惧如此根深蒂固？认知心理学认为，这源于其“不可见、不可闻、不可控”的特性，以及流行文化将其与核武器、核电站泄漏紧密捆绑的印象。

核武器“胖子”，是第二枚也是迄今为止最后一枚用于实战的核武器

（图源：CC0 Public Domain）

这种情绪化的恐惧，常常让我们忽视了统计数据：燃煤电厂的空气污染每年导致的死亡人数，远超历史上所有核事故的总和。

面对未来，人类对辐射的探索和应用仍在继续。从为火星任务的宇航员设计防辐射装备，到研究低剂量辐射对人体的长期效应（是存在一个绝对安全的“阈值”，还是任何剂量的辐射都有风险），科学仍在前行。

辐射是自然世界的一部分，它本身无所谓好坏，只是一种客观存在。它就像火与电，是自然界赋予人类世界的双刃剑。是让它带来灾难，还是让它推动文明进步，选择权始终掌握在人类自己手中。

参考资料：

1、https://interestingengineering.com/culture/radiation-harm-science-myths

2、https://world-nuclear.org/nuclear-essentials/is-radiation-safe

3、https://www.energyencyclopedia.com/en/physics-mysteries/20-how-many-bananas-can-i-eat-so-not-to-get-radiation-sickness

作者：刘若冰

审核：刘颖 张超 李培元 杨柳

审核专家：鲁超 高级工程师，科普作家，中国科普作协会员，江苏科普作协科幻专委会副主任，CCTV10《解码科技史》栏目策划