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日常の中のあの場面でも!放射線とその影響の例14

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本記事は、14 Best Examples Of Radiation And Their Effects
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約6分51秒

放射線は、粒子または波の形で空間または材料媒体を通過するエネルギーとして定義できます。

 

放射された粒子のエネルギーに応じて、放射は2つのグループに分類できます。

 

電離放射線:分子、原子を電離し、化学結合を破壊するのに十分なエネルギー(通常は10 eV以上)を運びます。 このような放射線の一般的な発生源の1つは、アルファ線、ベータ線、またはガンマ線を放射する放射性物質です。

 

電離放射線にはいくつかの有益な用途がありますが、それへの長期の曝露は、放射線病、火傷、癌、および遺伝的損傷を引き起こす可能性があります。

 

非電離放射線:原子または分子から電子を除去するのに十分なエネルギーを量子あたりに運びません。 ただし、電子を低エネルギー状態から高エネルギー状態に移動させるのに十分なエネルギーがあります。

 

非電離放射線は、電離放射線よりも波長が長く、周波数が短い。 通常、それは無害であると考えられていますが、長時間の曝露によるリスクが存在する可能性があります。 たとえば、火傷を引き起こす可能性のある、生体組織に熱エネルギーを誘発するなどの非変異原性の影響を引き起こす可能性があります。

 

人々はしばしば放射線と放射能の間で混乱します。 放射能はエネルギーの動きですが、放射能は原子核の分裂または崩壊を指します。 すべての放射性物質は崩壊すると放射線を放出しますが、すべての放射線タイプが放射性であるとは限りません。 たとえば、重水素(水素の同位体)は放射性ではありません。

 

この概念をよりよく説明するために、日常生活で目にする最良の放射線の例をいくつか集めました。 リストには、さまざまな粒子、電磁放射、音響放射が含まれます。

 

14.キャンドルからの熱

タイプ:非電離放射線

 

キャンドルは化学反応を利用して光と熱を発生させます。 この燃焼反応では、ワックス(通常は炭素を含む化学物質でできています)は周囲の酸素と反応して二酸化炭素と蒸気を形成します。

 

熱は空間内の放射として移動します。光の速度で直線的に移動します。 そのため、暖炉の前に座っている人は暖かく感じます。 彼らがあまりにも近くに座るとき、正面だけが暖められます。 裏返しは、向きを変えるまで暖まらない。

 

13.リモコンから放射される赤外線ビーム

タイプ:非電離放射線

 

リモートコントロールユニットにはワイヤーがないため、電磁波で動作しているものすべてに信号を送信する必要があります。 ほとんどのリモコンは赤外線を使用してこれを行いますが、電波を使用して信号を送信するものもあります。

 

初期のテレビのリモコン(1950年代から1960年代に作られました)は超音波を使用していました。 現在のリモートコントロールは、デジタルでコード化されたパルスの形で赤外線を送信して、ファンの速度、AC温度、電力、ボリューム、チャネル、トラックの変更などの機能を制御する家庭用赤外線デバイスです。

 

12.重力放射

連星中性子星に由来する重力波のイラスト| クレジット:R. Hurt/Caltech-JP

 

タイプ:非電離放射線

 

重力波はエネルギーを重力放射として伝達します。これは電磁放射に似た一種の放射エネルギーです。 つまり、重力放射は重力に対する光であり、電磁気に対する光です。

 

1916年にアルバートアインシュタインによって理論化された重力波は、空間と時間の幾何学における波紋です。 自然界に存在する基本的な長距離力は、重力と電磁気の2つだけです。 加速された電荷が電磁放射を生成するのと同じように、重力電荷(つまり、質量)が重力放射を生成します。

 

2015年に、LIGOは初めて(その予測からほぼ100年後)重力波を検出しました。 これらの波は、バイナリのブラックホールシステムの結合から発生しました。

 

11.ラップトップ放射線

タイプ:非電離放射線

 

コンピュータは、赤外線や低周波の電磁放射など、いくつかの異なる種類の放射を放出します。 ラップトップは私たちの膝に直接接触しているため、限られた身体の部分への放射線被ばくはそれをより危険にします。

 

ラップトップの下側は40〜100ミリガウスの放射線を放出します。これは、標準的な放射線被ばくの40〜100倍です。 さらに、ラップトップが古いほど、放射線量は多くなります。 このような放射線への長時間の曝露は、頭痛、疲労感、めまい、睡眠障害、記憶力および集中力障害を引き起こす可能性があります。

 

10. X線装置からのX線

タイプ:電離放射線

 

タイプ:電離放射線X線は、30ペタヘルツから30エクサヘルツの範囲の周波数を持つ非常に高エネルギーの電磁放射線です。 それは体組織と内臓に浸透することができます。

 

今日、X線は、心臓病、腎臓結石、骨折、腸閉塞の特定に広く使用されています。 彼らはしばしば癌性細胞を識別し、破壊するために使用されます。

 

基本的に、X線装置は身体を通して放射線を透過します。 一部の放射線は体の反対側(デジタル検出器に曝されて画像を形成する場所)に放出されますが、一部の放射線は体の組織で吸収されます(これは患者が受ける「放射線量」と呼ばれます)。 。 X線は電離放射線ですが、その利点は潜在的なマイナスの結果をはるかに上回ります。

 

9.炭鉱にかかわるリスク

タイプ:電離放射線

 

石炭は、米国を含むさまざまな国で発電に使用される化石燃料です。 天然に存在する微量の放射性物質が含まれているため、炭鉱の労働者はウランやトリウムなどの物質から放出される放射線に曝される可能性があります。

 

この放射線被ばくを監視および制御するために、エンジニアは放射線線量計と呼ばれる特別な測定デバイスを準備します。 炭鉱のような職場での個人と放射線レベルの放射線被ばくを追跡します。

 

採鉱に加えて、石炭を燃やすプロセスには放射線被ばくのリスクもあります。 石炭火力発電所は、少量の放射性物質を含む廃棄物を生成します。 石炭の電気は、水圧破砕によって天然ガスから生成される電気よりも10〜100倍毒性が強いです。

 

8.核兵器に使用される放射性元素

ウラン238の10グラムサンプル| Wikimedia

 

タイプ:電離放射線

 

ウラン238は、最も一般的な、天然に存在するウランの同位体です。 この同位体の相対存在量は99.3%、半減期は44億年であるため、地球内で生成される放射性熱の40%近くを生成します。

 

現代の核兵器は、ウラン238を利用して効率を高め、臨界質量(核連鎖反応を維持するために必要な少量の核分裂性物質)を減らします。 たとえば、キャッスルブラボーは、核燃料を包むためにウラン238を使用する熱核兵器です。 これにより、最終的には武器の「収量」により多くのエネルギーが追加されます。

 

7.スピーカーからの音波

タイプ:非電離放射線

 

音波は、媒体内の圧力の振動として存在します。 それらは物体の振動によって生成され、近くの空気粒子を振動させます。 これらの振動する粒子が耳に届くと、鼓膜が振動し、脳がそれを音として解釈します。 気圧の変化が速いほど、聞こえる音の周波数が高くなります。

 

スピーカーコーンが前後に動くと、空気の粒子が押し出されて空気圧が変化し、最終的に音波が発生します。 ただし、空気の粒子は実際にはスピーカーから耳に移動しません。 個々の粒子は、振動するときに短い距離だけ移動し、隣接する粒子を耳まで波打つように振動させます。

 

6.超音波

タイプ:非電離放射線

 

より高い周波数(人間が聞くことができるよりも高い)の音波は超音波と呼ばれます。 人間の聴覚の可聴上限より高い周波数を持っていることを除いて、それは物理的特性の点で通常の(可聴)音に似ています。

 

超音波は、構造や製品の非破壊検査のための製造業や、化学プロセスの混合、精製、加速のための化学産業など、さまざまな分野で使用されています。

 

おそらく、最も重要なアプリケーションは超音波イメージングであり、血流や身体の内臓の動きをリアルタイムでキャプチャして表示します。 また、音波は電離しないため、X線よりもはるかに安全です。

 

5.宇宙線

タイプ:電離放射線

 

コミックレイは、ほぼ光速で空間を移動する高エネルギー粒子(原子核や陽子など)です。 宇宙線に関する多くのことは謎のままですが、科学者たちは、それらが太陽と遠方の銀河に由来することを示す証拠を発見しました。

 

宇宙線は衛星や他の機械に電子的な問題を引き起こすことがよくあります。 それらは酸素と窒素の分子をイオン化し、炭素14を含む地球の大気中に様々な不安定な同位体を生成します。

 

地球の大気と磁場は、惑星を宇宙放射線の99.9%から保護します。 ただし、このシールドの外側にいる人々(保護のない宇宙飛行士)は、大量の宇宙放射線を浴びることがあり、致命的な癌のリスクを高める可能性があります。

 

4.地震波

タイプ:非電離放射線

 

地震波は地球の層を通過します。 それらは、マグマの動き、大規模な地滑り、火山の噴火、地震、低周波の音響エネルギーを放出する人工爆発によって引き起こされます。

 

それらの伝播速度は、波のタイプと媒体の弾性と密度に依存します。 水中では、地震波場はハイドロフォンによって測定されますが、空気中では、加速度計または地震計によって記録されます。

 

3.レーザー

ドイツ、ケムニッツ大学のヘリウムネオンレーザー

 

タイプ:非電離放射線

 

「レーザー」という言葉は、「放射線の誘導放出による光増幅」の頭字語です。 この場合、「光」という用語には、赤外線や可視光線から紫外線、さらにはX線まで、さまざまな周波数の電磁放射が含まれます。

 

異なるタイプのレーザーは、異なるレーザー媒体を使用します。 アルゴン、液体染料、ヘリウムとネオンの混合物、ルビーなどの固体結晶は、最も一般的なレーザー媒体の一部です。

 

レーザー光線は通常害はなく、通常の光のように身体と相互作用します。 ただし、FDAのガイドラインに従って、レーザー製品には放射線の暖めやその他の危険が含まれている必要があります。

 

2.食品照射

タイプ:電離放射線

 

食品照射は電離放射線を照射するプロセスです。 昆虫や微生物を排除または削減することにより、食品の貯蔵寿命を延長および延長します。 放射線(電子ビーム、ガンマ線、X線など)は、放射性物質から放出されるか、電気的に生成されます。

 

このプロセスは、食品を放射性にすることも、栄養価を著しく変えることもありません。 食品の外観、食感、味はほぼ同じです。 変化はごくわずかなので、照射された食品と照射されていない食品を区別することはできません。 すべての放射線源(食品の照射に使用される)はFDAによって規制されています。

 

1.日光

タイプ:非電離放射線

 

太陽からの光線は、電磁波、特に紫外線、可視光線、赤外線の混合です。 研究によると、約1.365 kW /m²の太陽放射が地球の大気の上部で受け取られています。

 

この放射線の大部分(主に紫外線)が地球の大気に吸収され、残りは地面に到達して加熱されます。

 

大気に吸収されない紫外線の割合は、長時間日光にさらされた人々に日焼けや日焼けをもたらします。

 

日光は地球上のほとんどすべての生命の存在に燃料を供給します。 植物のような独立栄養生物は、水と二酸化炭素とともに日光を使用して単糖を生成します(このプロセスは光合成と呼ばれます)。 動物のような従属栄養生物は、独立栄養生物またはその製品を消費することにより、間接的に太陽光を使用します。

 

太陽の放射は、全世界に電力を供給するために必要なものよりはるかに多くのエネルギーを提供する可能性があります。 地球の表面は120,00テラワットの太陽放射を受け取ります。これは、地球が必要とする電力の20,000倍の電力です。

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