Primer lesson: radiation

Ang radiation ay enerhiya na naglalakbay sa anyo ng mga alon o particle at bahagi ng ating pang-araw-araw na kapaligiran. Ang mga tao ay nalantad sa radiation mula sa cosmic ray, gayundin sa mga radioactive na materyales na matatagpuan sa lupa, tubig, pagkain, hangin at gayundin sa loob ng katawan. Ang mga pinagmumulan ng radiation na gawa ng tao ay malawakang ginagamit sa medisina, industriya, at pananaliksik.

Mga Layunin sa pag-aaral:

Ano ang radiation?
Enerhiya at radiation
Mga uri ng radiation
Mga halimbawa ng radiation sa ating pang-araw-araw na buhay
Radiation ng blackbody
Pagkakaiba sa pagitan ng radiation at radioactivity

Ano ang radiation?

Ang radiation ay enerhiya na nagmumula sa isang pinagmulan at naglalakbay sa kalawakan sa anyo ng mga alon, sinag o mga particle. Ang enerhiya na ito ay may isang electric field at isang magnetic field na nauugnay dito at may mga katangian na parang alon. Maaari mo ring tawaging "electromagnetic waves" ang radiation.

Ang pamamaraang ito ng paglipat ng enerhiya ay hindi umaasa sa anumang kontak sa pagitan ng pinagmumulan ng enerhiya at ng bagay tulad ng kaso sa pagpapadaloy at kombeksyon. Gayundin, kapag ang paglipat ng enerhiya ay nangyari sa pamamagitan ng radiation, walang conductive medium (tulad ng sa espasyo). Ang kakulangan ng medium ay nangangahulugan na walang bagay doon para sa init na dumaan. Walang mass ang ipinagpapalit at walang medium ang kailangan sa proseso ng radiation.

Enerhiya at radiation

Ang radiation ay enerhiya sa paggalaw.

Ang electromagnetic radiation (EMR) ay tumutukoy sa enerhiya na naglalakbay sa anyo ng mga alon. Ang isa pang paraan ng pag-iisip tungkol sa EMR ay bilang isang walang halaga na bundle ng enerhiya na tinatawag na photon. Ang photon ay ang "package" ng enerhiya na nagdadala ng enerhiya sa espasyo.
Ang iba pang uri ng radiation ay particulate, kung saan ang maliliit na particle (mga electron, alpha particle) ay nagdadala ng enerhiya. Maaaring lumabas ang particulate radiation mula sa mga radioactive na materyales at linear accelerators.

Mga uri ng radiation

Mayroong dalawang pangunahing uri ng radiation: Non-ionizing radiation at Ionizing radiation

Non-ionizing radiation
Ang non-ionizing radiation ay radiation sa bahagi ng electromagnetic spectrum kung saan walang sapat na enerhiya upang maging sanhi ng ionization. Kabilang dito ang mga electric at magnetic field, radio wave, microwave, at optical radiation, na binubuo ng infrared, visible, at ultraviolet radiation.
Ang non-ionizing radiation ay mas mahabang wavelength/mas mababang frequency na mas mababang enerhiya.
Ionizing radiation

Ang ionizing radiation ay isang uri ng enerhiya na inilalabas ng mga atomo na naglalakbay sa anyo ng mga electromagnetic wave (gamma o X-ray) o mga particle (neutrons, beta o alpha). Maaaring alisin ng ionizing radiation ang mga electron mula sa mga atomo, ibig sabihin, maaari nilang i-ionize ang mga atomo.

Ang ionizing radiation ay short-wavelength/high frequency na mas mataas na enerhiya.

Sa mga tuntunin ng mga likas na pinagmumulan ng radiation, mayroong higit sa 60 iba't ibang mga natural na nagaganap na radioactive na materyales na naroroon sa kapaligiran, na ang radon gas ang pinakamataas na nag-aambag sa pagkakalantad ng mga tao.

Mayroong tatlong uri ng ionizing radiation:

Alpha (α) radiation	Ang mga ito ay positibong sisingilin at binubuo ng dalawang proton at dalawang neutron mula sa nucleus ng atom. Kahit na ang mga particle ng alpha ay napakalakas, napakabigat ng mga ito kaya nauubos nila ang kanilang enerhiya sa mga malalayong distansya at hindi makalakbay nang napakalayo mula sa atom. Maaari silang pigilan ng balat. Ang mga particle na pumapasok sa katawan sa pamamagitan ng pagkain o baga ay maaaring mapanganib.
Beta (β) radiation	ay maliliit, mabilis na gumagalaw na mga particle na may negatibong singil sa kuryente na ibinubuga mula sa nucleus ng atom sa panahon ng radioactive decay. Ang mga beta particle ay mas tumatagos kaysa sa mga alpha particle, ngunit hindi gaanong nakakapinsala sa buhay na tissue at DNA dahil ang mga ionization na ginagawa ng mga ito ay mas malawak na espasyo. Naglalakbay sila nang mas malayo sa hangin kaysa sa mga particle ng alpha, ngunit maaaring ihinto ng isang layer ng damit o ng isang manipis na layer ng isang substance tulad ng aluminum.
Gamma (γ) radiation	Ang mga ito ay walang timbang na mga pakete ng enerhiya na tinatawag na mga photon. Hindi tulad ng mga particle ng alpha at beta, na may parehong enerhiya at masa, ang mga gamma ray ay purong enerhiya. Ang gamma ray ay katulad ng nakikitang liwanag, ngunit may mas mataas na enerhiya. Ang mga ito ay isang panganib sa radiation para sa katawan ng tao. Ang gamma ray ay maaaring ganap na dumaan sa katawan ng tao; habang dumadaan sila, maaari silang maging sanhi ng mga ionization na pumipinsala sa tissue at DNA.

Ang Ionizing Radiation ay may sapat na enerhiya upang makagawa ng mga ion sa materya sa antas ng molekular. Kung ang bagay na iyon ay isang malaking pinsala ng tao ay maaaring magresulta kabilang ang pinsala sa DNA at denaturation ng mga protina. Hindi ito nangangahulugan na ang non-ionizing radiation ay hindi maaaring magdulot ng pinsala sa mga tao ngunit ang pinsala ay karaniwang limitado sa thermal damage ie burns.

Ipinapakita ng sumusunod na paglalarawan kung paano nakikipag-ugnayan ang electromagnetic radiation sa katawan:

Mga halimbawa ng radiation sa ating pang-araw-araw na buhay

Alam mo ba na palagi tayong nalalantad sa radiation sa pamamagitan ng iba't ibang mapagkukunan sa ating pang-araw-araw na buhay?

Araw - Isa sa pinakamahalagang pinagkukunan ng enerhiya ay ang Araw. Ang cosmic radiation na ibinubuga mula sa Araw ay pinaghalong electromagnetic waves; na mula sa infrared (IR) hanggang sa ultraviolet rays (UV). Bilang karagdagan, naglalabas din ito ng nakikitang liwanag. Karamihan sa radiation na ibinubuga ng Araw ay hinihigop ng atmospera. Gayunpaman, ang bahagi na hindi hinihigop ng atmospera ay umaabot sa lupa. Ang mga tao ay nakalantad sa bahaging ito ng radiation halos lahat ng oras.
Burner - Habang kumukulo ng tubig o nagluluto ng pagkain, muli kang nalantad sa radiation. Ang nakikitang tanda ng radiation ay kapag pinainit mo ang isang sangkap hangga't maaari, sabihin, halimbawa, ang pag-init ng kalan sa loob ng mahabang panahon ay magpapakinang na pula. Ito ay isang nakikitang tanda ng radiation. Gayunpaman, kahit na ito ay nakikitang hindi kumikinang, pagkatapos ay naglalabas din ito ng init.
Telebisyon - Ang telebisyon ay nabuo ang isa sa mga pinakakaraniwang anyo ng libangan sa nakalipas na ilang taon. Ang telebisyon, ay naglalabas din ng radiation. Ang mga lumang telebisyon ay naglalabas ng mga x-ray wave na madaling masipsip ng katawan ng tao, at nakakapinsala rin. Gayunpaman, ang mga modernong TV set ay gumagamit ng Mga Liquid Crystal Display (LCD) o Plasma Display na hindi lamang mas nakakapinsala kaysa sa mga mas lumang set ngunit hindi rin kayang gumawa ng mga x-ray.
Bonfire at kandila - Sa tuwing pupunta ka sa camping, maaaring nagkaroon ka ng pagkakataong mag-set up ng bonfire at magpainit kasama ang iyong mga kaibigan. Habang nakaupo sa paligid ng apoy sa kampo, nalantad ka sa mga radiation. Ganun din ang nangyayari kapag nagsisindi ka ng kandila. Ang pagkakalantad sa apoy ay humahantong din sa pagkakalantad sa mga radiation
Medikal na imaging - Walang alinlangan na sa panahon ng medikal na imaging, ang isang indibidwal ay nalantad sa mga radiation sa mataas na antas. Sa panahon ng x-ray, CT, at nuclear imaging, ang mga panloob na organo at istruktura ng katawan ay inihayag sa pamamagitan ng pagtagos ng mataas na enerhiya na wavelength o mga particle.
Stereo - Ang mga radio wave ay karaniwang ginagamit sa komunikasyon. Ang telebisyon, mga cell phone, at mga radyo ay gumagamit ng mga radio wave at, sa turn, ay nagko-convert ng mga ito sa mga vibrations upang ang mga sound wave ay malikha. Ang mga artipisyal na pinagmumulan ng mga radio wave ay kinabibilangan ng mga de-koryenteng generator, linya ng kuryente, appliances at radio transmitters.
Oven - Upang magpainit ng pagkain sa microwave oven, ginagamit ang mataas na antas ng radiation. Ang pagkain sa microwave oven ay pinainit kapag ang mga microwave ay hinihigop ng nilalaman ng tubig na nasa pagkain. Ang pagsipsip ng mga microwave ay nagiging sanhi ng pag-vibrate ng mga molekula ng tubig at, samakatuwid, gumagawa ng init.
Mga mobile phone - Maaaring hindi ito sorpresa para sa iyo na ang mga mobile phone ay naglalabas ng mga non-ionizing radiation mula sa kanilang mga antenna. Ang pagkakalantad sa radio-frequency radiation ay nagdudulot ng pag-init ng bahagi ng katawan kung saan hawak ang isang mobile phone tulad ng malapit sa tainga. Gayunpaman, ang dami ng init na na-radiated ay hindi sapat upang tumaas ang temperatura ng katawan.
Wifi Router - Sa pag-unlad ng teknolohiya, ang mga wifi router ay nakahanap ng kanilang paraan sa bawat sambahayan. Hindi maikakaila ang katotohanan na ang wifi ay naging isang mahalagang bahagi ng ating pang-araw-araw na buhay. Gayunpaman, maaari kang magulat na malaman na ang mga wifi router ay naglalabas din ng mga electromagnetic radiation. Ang pagkakalantad sa naturang mga electromagnetic radiation ay maaari ding magkaroon ng mga kahihinatnan sa kalusugan ng tao.
Laser beam - Ang Light Amplification Stimulated Emission of Radiation (LASER) ay gumagawa din ng radiation. Ang pagkakalantad sa laser ay madalas na sanhi ng pansamantalang pagkabulag, disorientasyon, at pananakit ng ulo. Gayunpaman, natagpuan ng mga laser ang malawakang paggamit sa pag-print, optika, pagkakasunud-sunod ng DNA, gamot at operasyon, at pagputol ng laser.

Blackbody Radiation

Ang isang blackbody ay tinukoy bilang isang perpektong emitter at absorber ng radiation. Sa isang tinukoy na temperatura at wavelength, walang ibabaw na makakapaglabas ng mas maraming enerhiya kaysa sa isang blackbody. Ang blackbody ay isang diffuse emitter na nangangahulugang naglalabas ito ng radiation nang pantay sa lahat ng direksyon. Gayundin, sinisipsip ng blackbody ang lahat ng radiation ng insidente anuman ang wavelength at direksyon.

Pagkakaiba sa pagitan ng Radiation at Radioactivity

Ang radyasyon ay ang pagpapalabas ng enerhiya, maging ito man ay nasa anyo ng mga alon o mga particle. Ang radioactivity ay tumutukoy sa pagkabulok o paghahati ng isang atomic nucleus. Ang isang radioactive na materyal ay naglalabas ng radiation kapag ito ay nabubulok. Ang mga halimbawa ng pagkabulok ay kinabibilangan ng alpha decay, beta decay, gamma decay, neutron release, at spontaneous fission. Ang lahat ng radioactive isotopes ay naglalabas ng radiation, ngunit hindi lahat ng radiation ay nagmumula sa radioactivity.