光量子与辐射

 

　　从中我们可以看到，波长最短的伽马射线仅为千分之一纳米，而最长的无线电波波长长达数十米，医院里CT机的X射线波长在1纳米左右。用来杀菌消毒的紫外线比可见光波长短，烤箱产生的用来加热食物红外线的波长则比可见光波长，此外还有微波炉产生的波长为厘米量级，而收音机接受的短波波长为米量级。

 

　　辐射是指一种能量传播的方式，比如说热辐射就是指物体以往外发射光子的形式放出能量，我们的太阳就是一个超级辐射源，为人类提供了各种形式的能源。辐射是一个中性词，但是留在人们心中的辐射常常是指那些对人体会造出伤害，即造成不好的生物效应的辐射。通常辐射出来的粒子，可以是光子，也可以是带电的粒子，比如α粒子，它是氦原子丢失了外层电子的原子核部分，β粒子则是电子，而伽马粒子则是上面的电磁波谱图中的提到的高能光子，可见光也是辐射的一种。

 

　　世界外物都是由原子核和电子组成，原子核是由不带电的中子和带电的质子组成，通常一个原子核中的质子和中子的数量大致相等，当两者差别较大时，不管是中子太多还是质子太多时，原子核会变得不稳定，它便会通过辐射的方式放出多余的能量，这个过程称之为放射性衰变。包含不稳定性的原子的物质称为放射性材料，它可以是天然的矿石，可也是人工合成物质。正是辐射的这种特性，光子和其他辐射粒子的发射经常伴随着物质在两个不同能级的跃迁，辐射出粒子的能量就等于两个能级的差。

 

　　引起人们恐慌的原因之一是辐射的粒子几乎都是人的肉眼看不到的，它们大多数不可能通过人的感觉器官感知，等到人体可以感知的程度的时候时，辐射已经对人体产生了不可逆转的伤害了。因此我们需要借助各种不同类型的探测器才能知道辐射的存在。

 

　　吸收剂量表示单位质量介质中吸收的能量即1J/kg= 1 Gy=100 rad。人体对不同的辐射粒子反应不同，上文提到的α，β，γ三种粒子中，α对人体伤害较大，其权重因子为β，γ的20倍，其单位为1J/kg= 1Sv=100 rem。常见的四种辐射粒子的权重因子如表1所示，权重因子就反应了不同类型的辐射对人体的伤害程度。

 

　　吸收剂量乘以权重因子就是剂量当量，剂量当量乘以反应人体的不同部位的组织权重因子WT就是有效剂量。皮肤的权重因子为0.01，肝的为0.05，性腺的为0.2，权重因子越大表示对辐射越敏感。粒子的权重因子和人体组织权重因子都是无量纲的。