logo
* 搜尋
* 核能資訊中心
* 中心簡介
* 日本福島核災專區
* 相關資訊
13 國內新聞 14 從實驗裡學輻射 15 什麼是「放射性」和「輻射」(六)
從實驗裡學輻射

14 從實驗裡學輻射

譯‧ 劉振乾


受到福島事故的影響,相信有不少人對輻射是抱持「可怕」、「危險」的印象。由於輻射無臭無味,眼睛看不到,五感都感覺不到,然而它確實存在於我們身體周遭,就在生活中的農業、工業、醫療等各種領域裡被廣泛使用。

本文介紹日本八戶工業大學開辦的「輻射講座」,為提供輻射的正確知識以及培育相關人才。八戶工業大學有工學院5 個系以及設計學院1 個系,共有約1,150 名學生。這次開辦的「輻射講座」有172 名大二的學生參加,分為聽講與做實驗兩個過程。

「生活中的輻射」課程

東北輻射科學中心理事、東北大學名譽教授的石井慶造先生以「生活中的輻射」為講題,說明輻射就在我們的生活裡,在農業、工業、醫療等各種領域中廣泛使用的情形,以及破除因福島事故的影響而對於輻射以及食物所產生的謠言災害等各項因應措施。

首先,石井教授強調一般人認為危險的輻射,運用於農業、工業、醫療等各種領域,因此需要正確的認識。我們每天從宇宙、食物以及大地接受來自自然界的輻射,而會放出輻射的放射性物質也有很多種,例如在昆布裡的鉀40、利用在地球生成時的動植物年代測定的碳14,還有幾十年前的核子試爆實驗所釋放出的銫137 與鍶90 等。輻射對於人體的影響各有不同,可以分為;
1. 體外曝露與體內曝露 ;
2. 全身曝露與局部曝露;
3. 短期曝露與長期曝露;
4. 輻射的種類與能量;
5. 年齡、性別、個體差異等因素。

其次,發生福島事故後,即使是接受最多輻射劑量的兒童也約在30 毫西弗,而從追蹤廣島及長崎的原爆曝露者輻射劑量的致癌風險調查,在100 毫西弗以內的曝露時,不論是成人或小孩,癌症與白血病等致癌風險都已確認沒有增加。以圖表與數據淺顯的解說上述這些事實,結論就是在福島沒有增加致癌風險的可能性。而生活中致癌風險的因素有很多,如抽菸、肥胖、偏食等(表1),抽菸或是每天攝取550cc 以上的酒精,會比接受500-1,000 毫西弗的輻射曝露有更高的致癌風險。石井教授說:「重要的不是單單只考慮輻射,而是考慮整體的生活習慣,抑制真正致癌風險的因素。」

放射性具有高速的粒子與波的性質,每一個都有很大的能量。依照其種類與能量,具有沖洗照片與螢光、電離、穿透等性質與作用,運用於各種領域。例如,注射器等醫療用品的滅菌、農作物的品質改良: 在鹽害水田也能收穫很多的稻、不容易生病的梨子、抑制馬鈴薯與洋蔥的發芽的照射設施等是利用到輻射的電離作用。而醫療儀器以及測量鋼板厚度、檢查噴射引擎等是利用輻射的穿透力。而日本著名的屋久杉的年代測定則是使用碳14。

實施「食品就地完整檢查」

石井教授說:「為了減少謠言傷害,重要的是要確確實實的做檢查,讓大眾知道食品的安全。」由於福島事故的影響,在部分地區,野豬的肉中放射性銫仍超過基準值(大於100貝克/ 公斤)。但是另一方面,卻有很多農水產物,其安全被確認了,但還是受到謠言傷害。石井教授在福島縣內聽取很多苦於謠言傷害居民的各種意見,開發了「食品就地完整檢查系統」。當初的食品檢查,是把蔬菜切細之後做,這樣即使確認安全,也只剩下切細的蔬菜而已。就地完整檢查確認安全後的農水產品,可保持原來的狀態而出貨,能夠料理的範圍也擴大了。

現在,福島市內有20 處以上,福島縣內則有30 處以上,可以實施這項「食品就地完整檢查」。石井教授與宮城縣的石卷魚市場合作,開發「輸送帶式連續完整汙染檢查裝置」,可將大量的魚放上輸送帶,再一一分別檢查,依據測定出的輻射的量,把魚選別出來。這套設備在宮城縣的女川港與茨城縣的大津港也大顯身手,在宮城縣丸森町用於檢查竹筍,白石市則用於檢查柿子。

除了輻射的基本知識與生活中的活用方法之外,石井教授以淺顯易懂的方式講解福島事故的影響,以及減少謠言傷害而實施的各項檢查等,學生們也很關心,課程結束時,博得熱烈的掌聲。


認識輻射的實驗

東北輻射科學中心理事高倉吉久先生以「各位聽到輻射會有什麼印象?」作為開場白,從福島事故以來,對於輻射是「危險」、「有害」、「原子彈」等負面印象的民眾增加了不少。在學生們上課的教室內,經由測定器確認環境中每一分鐘有30-40 個貝他(β)射線。

 實驗一
首先使用平常生活中常見的塑膠板做實驗。塑膠不耐熱,稍微加溫就會變形或是折斷;但是如果以貝他射線照射,產生「架橋現象」(註1)之後的塑膠板,抗熱性很強,也不容易變形。請一位同學拉扯經過熱水加溫過的塑膠板,很容易就折斷了,但是經過貝他射線照射的塑膠板,只是稍微伸長了一些,沒有被折斷。因此,輻射可用於物質性質的改良,運用在輪胎、球拍以及小提琴的弦;在醫療的領域裡則使用於注射器或是手術刀械的殺菌,農業的領域裡則用於品種改良。


 實驗二經過輻射照射的物質,擷取其中一部分的分子,再結合另外物質的分子,就是「接枝聚合法(graft polymerization)」,這一類的商品也已開發出來。在實驗裡,高倉先生先將氨水加入紅色,噴在布上,然後再噴消臭劑。不久之後,紅色變淺且臭味消失。以使用過「接枝聚合法」消臭效果的這塊布再次噴上氨,即使沒有另外噴消臭劑,不久之後紅色就消失,而且也沒有臭味。從這實驗明白,由於「接枝聚合法」把「消臭效果」牢牢放在這塊布上。活用「接枝聚合法」的消臭劑與布巾等公開上市,加上碘劑的口罩則是可以預防流感。

 實驗三平常,肉眼看不到的阿伐(α)射線現在可以看到了,使用的是由英國物理學家威爾遜(Charles Thomson Rees Wilson, 1869-1959) 發明的「威爾遜的雲霧室(Cloudchamber)」。這是獲得1927 年諾貝爾物理獎的裝置,歷經約100 年之久,仍然可以用於確認輻射的實驗中。首先,將圓形容器上方的海綿浸滿酒精,用保鮮膜蓋住,使容器中充滿酒精的蒸氣。再來把容器放在乾冰上,讓容器的上下產生溫度差,內部為過飽和狀態。放在容器內的針,頂端附著一塊鈾礦石,放射出的阿伐射線的軌跡以雲狀出現,類似飛機雲的「雲」一般。以手電筒照在黑色板子上,學生們看到好幾道出現又消失的軌跡,感到興致勃勃。

 實驗四最後的實驗,是調查公關處長的佐藤先生使用當對於貝他射線產生反應時會發出音響的簡易測定器——「貝他小朋友」,與測定阿伐射線的「阿伐小朋友」來測量身邊物品的輻射。首先,以「貝他小朋友」測量白米、乾燥的昆布、花崗石、溫泉花(溫泉中的礦物質結晶)、氯化鉀肥料,每一樣材料都是身邊可以看到的東西。發現白米與昆布含有「鉀40」的天然放射性物質,學生們確認了平常放進嘴裡的食物也含有放射性物質,經由飲食時時刻刻都存在於人類的身體內;也知道了使用於建築材料的花崗石以及溫泉花會產生輻射。在自然界裡,本來就存在很多「放射性物質」。佐藤先生曾在東京、銀座各地一邊走一邊測量,結果輻射值最高的地方竟然是使用花崗石最多的建築物的地方。遊人如織的銀座,在那雄偉的建築物前,竟然有最高的輻射。再來使用「貝他小朋友」與「阿伐小朋友」試驗輻射的穿透力。先在要使用的材料與測定器之間插進紙張或是鐵板再做測量。結果,貝他射線穿透紙張而擋在鐵板前,阿伐射線則靠一張紙張就擋掉了,確認輻射依種類不同其穿透物質的能力也不一樣。

另一個實驗是變更材料與「貝他小朋友」之間的距離,比較測定值,得到離試料越遠,測定值越小的結果。最後佐藤先生拿在手裡的是除塵機。利用這除塵機將教室內的空氣吸入約1 小時,以「貝他小朋友」測定裝置在吸入口處的紗布上所積存的灰塵。從「貝他小朋友」發出「嗶嗶嗶」的聲音,測定器的針開始動了。這是與空氣中的灰塵一起吸入的氡所發出的輻射,我們在呼吸的時候當然也會進入體內。聽講的學生們透過石井教授精彩的講解與使用身邊的材料的實驗,確認了輻射雖然靠人體的五感無法辨識,但是它存在於地球的任何一個地方,只要使用測定器誰都可以簡單地把它測定出來。

參加者的心聲



註1: 架橋現象:多種類的分子之間以鎖狀、長長的互相連結的情形,形成架橋一樣的分子鎖。
資料來源:Hiroba 雜誌,vol. 477,2017/10,p.57~p.68〔Hiroba(廣場)是由日本東北能源懇談會發行的公關雜誌〕
13 國內新聞 14 從實驗裡學輻射 15 什麼是「放射性」和「輻射」(六)
Last modified:2018-03-21 15:57:57 by nicenter Powered by TadBook2
這些評論各由發表者自負責任. 對於他們的發言內容, 本站不提供任何擔保.
 線上期刊目錄

 瀏覽人數
今天: 115
昨天: 158
本月: 2755
總計: 530982

30013 新竹市光復路二段101號 創新育成中心三樓309室 電話:(03)571-1808 傳真:(03)572-5461 Email: nicenter@nicenter.org.tw