방사선: 정의, 유형 및 예

방사능은 핵 사고로 인해 나쁜 평가를 받았을 지 모르지만 "방사선"이라는 단어는 실제로 광범위한 현상을 포함합니다. 방사선은 어디에나 있으며 수많은 전자 장치가이를 사용합니다. 태양으로부터의 복사가 없다면 지구상의 생명체는 존재한다면 매우 다르게 보일 것입니다.

방사선의 기본 정의는 단순히 에너지 방출, 광자 또는 기타 아 원자 입자의 형태. 방사선이 위험한지 여부는 입자가 가진 에너지의 양에 따라 다릅니다. 방사선의 유형은 관련된 입자의 유형과 에너지로 구별됩니다.

전자기 복사는 전자기파 또는 빛이라고하는 파동의 형태로 방출되는 에너지입니다. 양자 역학에 따르면 빛은 입자이자 파동입니다. 입자로 간주 할 때 광자라고합니다. 파동으로 간주 될 때이를 전자파 또는 광파라고합니다.

빛은 에너지에 반비례하는 파장에 따라 분류됩니다. 장파장 빛은 단파장 빛에 비해 에너지가 낮습니다. 파장 스펙트럼은 가장 일반적으로 전파, 마이크로파, 적외선, 가시 광선, 자외선, X 선 및 감마선으로 나뉩니다. 빛이 전자기 방사선으로 방출 될 때이 방사선도 이러한 범주로 분류됩니다.

전자기 복사 (다시 강조하자면 빛)는 우주와 여기 지구에서 어디에나 있습니다. 전구는 가시 광선을 방출합니다. 마이크로파는 마이크로파를 방출합니다. 리모컨은 적외선을 방출하여 텔레비전에 신호를 보냅니다. 이러한 유형의 방사선은 에너지가 낮으며 일반적으로 인간이 일반적으로 노출되는 양으로 해롭지 않습니다.

가시광 선보다 파장이 짧은 스펙트럼 부분은 인체 조직에 손상을 줄 수 있습니다. 스펙트럼에서 가시 광선 바로 옆에있는 자외선은 일광 화상과 피부암을 유발할 수 있습니다.

X 선 및 감마선 외에도 자외선 스펙트럼의 더 높은 에너지 끝에서 나오는 방사선이 알려져 있습니다. 이온화 방사선으로: 원자에서 전자를 떨어 뜨려 원자를 이온. 이온화 방사선은 DNA를 손상시키고 수많은 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.

별, 초신성 및 블랙홀 제트에서 나오는 방사선은 천문학 자들이이를 볼 수있게합니다. 예를 들어, 감마선 폭발은 우주에서 발생하는 것으로 알려진 가장 밝은 방사 현상 인 매우 에너지가 넘치는 폭발입니다. 멀리 떨어진 태양에서 감지 된 방사선을 통해 천문학 자들은 나이, 크기 및 유형을 추론 할 수 있습니다.

공간도 가득 우주선: 광자보다 훨씬 무겁고 거의 빛의 속도로 우주를 통과하는 빠르게 움직이는 양성자와 원자핵. 질량과 속도 때문에 엄청나게 많은 에너지를 가지고 있습니다.

지구상에서 우주선에 의한 위험은 무시할 만합니다. 이 입자의 에너지는 대부분 대기에서 화학 결합을 분해하는 데 사용됩니다. 그러나 우주 광선은 우주에서 인간에게 중요한 고려 사항입니다.

국제 우주 정거장을 포함한 지구 저궤도의 여행은 여전히 ​​여러 요인에 의해 우주선으로부터 보호됩니다. 그러나 지구 저궤도를 넘어서, 예를 들어 화성 또는 확장 임무를 위해 달에 대한 장기 승무원 임무는 건강 위험 우주 비행사에게 우주선의

방사성 물질 또는 우라늄이나 라돈과 같은 방사성 물질의 핵은 불안정합니다. 안정화를 위해 핵은 자발적으로 분해되어 에너지를 방출하는 등 핵 반응을 겪게됩니다. 이 에너지는 입자 형태로 방출됩니다. 물질이 붕괴 될 때 방출되는 입자는 그것이 어떤 유형의 붕괴인지를 결정합니다. 핵 붕괴로 인한 방사선에는 알파 방사선, 베타 방사선 및 감마 방사선의 세 가지 주요 유형이 있습니다.

감마 방사선은 스펙트럼의 감마 부분에서 파장을 가진 방사성 원자에서 방출되는 고 에너지 광자이기 때문에 가장 간단합니다.

베타 방사선은 전자 방출에 의해 양성자가 중성자로 변환되는 것입니다. 이 과정은 전자의 양으로 하전 된 반물질 인 양전자를 방출하여 역으로 (중성자를 양성자로 변환) 발생할 수도 있습니다. 이 입자는 다른 이름을 가지고 있음에도 불구하고 베타 입자라고합니다.

알파 방사선은 두 개의 중성자와 두 개의 양성자로 구성된 "알파 입자"의 방출입니다. 이것은 또한 표준 헬륨 핵입니다. 이 붕괴 후 원래 원자는 원자 번호가 2만큼 감소하여 원소 정체성이 바뀌고 원자 무게가 4만큼 감소했습니다. 세 종류의 붕괴 방사선은 모두 이온화.

방사성 붕괴는 방사선 요법, 방사성 탄소 연대 측정 등 많은 용도로 사용됩니다.

열 에너지는 전자기 복사를 통해 한 위치에서 다른 위치로 전달 될 수 있습니다. 이것이 태양의 진공 공간을 통해 열이 지구에 도달하는 방식입니다.

물체의 색상은 열을 얼마나 잘 흡수하는지에 영향을줍니다. 흰색은 대부분의 파장을 반사하고 검정색은 흡수합니다. 은색과 반짝이는 물체도 반사됩니다. 반사가 많을수록 흡수하는 복사 에너지가 적고 복사에 노출되었을 때 더 적게 가열됩니다. 이것이 검은 물체가 흰색 물체보다 태양에서 더 뜨거워지는 이유입니다.

검은 색 물체와 같은 좋은 빛 흡수제는 주변보다 따뜻할 때 좋은 방출 체입니다.

방사선이 투명 또는 반투명 물질을 통해 밀폐 된 영역으로 통과하면 흡수되어 다른 파장에서 다시 방출 될 때 포획 될 수 있습니다.

이것이 당신의 차가 밖에서 70 명 밖에되지 않더라도 햇볕에 너무 뜨거워지는 이유입니다. 자동차 내부의 표면은 태양의 복사열을 흡수하지만 창 유리를 통과하기에는 너무 긴 파장에서 열로 다시 방출합니다. 따라서 대신 열 에너지는 차 안에 갇혀 있습니다.

이것은 지구 대기에서도 발생합니다. 태양이 따뜻해진 지구와 바다는 원래 햇빛과 다른 파장으로 흡수 된 열을 다시 방출합니다. 이것은 열이 대기를 통해 되돌아 오는 것을 불가능하게하여 지구에 더 가깝게 갇혀있게합니다.

흑체는 이론적 인, 빛의 모든 파장을 흡수하고 모든 파장의 빛을 방출하는 이상적인 물체. 그러나 그것은 다른 강도에서 다른 파장의 빛을 방출합니다.

빛 또는 플럭스의 강도는 흑체에서 방출되는 단위 면적당 광자의 수로 설명 할 수 있습니다. x 축에 파장이 있고 y 축에 플럭스가있는 흑체 스펙트럼은 항상 특정 파장에서 피크를 표시합니다. 이 에너지로 다른 어떤 에너지 값보다 더 많은 광자가 방출됩니다.

이 피크는 빈의 변위 법칙에 따라 흑체의 온도에 따라 변합니다. 흑체의 온도가 증가함에 따라 피크는 파장에서 선형 적으로 감소합니다.

이 관계를 알고 천문학 자들은 종종 별을 완벽한 흑체로 모델링합니다. 이것은 근사치이지만 별의 온도에 대한 좋은 추정치를 제공하여 수명주기 중 어디에 있는지 알려줄 수 있습니다.

또 다른 중요한 흑체 관계는 Stefan-Boltzmann 법칙으로, 흑체가 방사하는 총 에너지는 온도의 4 제곱에 비례한다고 말합니다. E ∝ T⁴.