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輻射應用


一、看見輻射
雖然輻射看不見、也摸不到,但是可以透過飛機雲的原理,建置一個簡單的科普實驗裝置-雲霧室,透過雲霧室可以觀察到輻射的軌跡,而它也是最早的帶電粒子徑跡探測器,在早期被當作輻射偵檢器使用,讓我們一起來看看背後的科學原理吧!

‧ 飛機雲原理:當飛機在高處飛行時,處於低溫的環境(-25度C),飽和蒸汽壓會降低,引擎排放的懸浮微粒成為凝結核心,有益於水氣迅速凝結,形成水滴和冰晶,再藉由飛機的飛行及陽光的散射形成飛機雲。

‧ 雲霧室原理:將一個密閉腔室的溫度控制在-25度C以下的極低溫環境,並使內部充滿過飽和的酒精蒸氣,當輻射源放出輻射粒子時,高能量的粒子會在路徑上與酒精氣體分子碰撞,會使氣體分子游離及擾動,產生凝結核心形成水滴和冰晶,再藉由輻射動能及手電筒白光的散射,產生白色霧狀軌跡,就可以看見輻射軌跡。

在實驗的最後,讓我們可以放置一些生活中常見的放射性物質,來觀察不同種類的輻射,在雲霧室所產生的軌跡。
 
雲霧室-不同種類的輻射有不同軌跡態樣圖
雲霧室-不同種類的輻射有不同軌跡態樣


生活中常見的放射性物質
‧ 煙霧偵檢器:消防用途離子式煙霧偵檢器,裡面含有1個低放射性活度的射源(鋂-241),與電子元件可產生警報的功用,但別太過擔心,所含射源的活度低於法規限值,對於人體不會有影響。

‧ 北投石:北投石的放射性源自於溫泉水,北投溪溫泉水中可檢測出鐳-226、釷-232與鉀-40等核種。

‧ 電焊條:電銲使用的紅頭焊條經常發現釷元素,其重量約2%,平均一根銲條約含30微居里的釷,添加釷的原因是為了增加交流電的流量,以及減少電極腐蝕。
 
煙霧偵檢器圖
煙霧偵檢器
 
北投石圖
北投石
 
在雲霧室中的電銲條圖
在雲霧室中的電銲條查
 

二、小動物X光室
毛小孩小動物是家中的小寶貝,就和我們的家人一般。毛小孩健康檢查,除了一般基礎理學及血液檢驗外,X光也是必備的檢查項目之一!藉由X光影像,能讓我們瞭解動物們體內骨骼和關節的概況,例如一些大型的動物可能會有髖關節發育不良或是退化性關節炎等問題。這時X光影像絕對能夠小兵立大功!讓我們一起來瞭解毛小孩照X光有哪個注意事項或管制措施吧!

本會對動物X光室的輻射管制措施
‧ 設備輻射安全:動物用X光機屬於登記備查類之可發生游離輻射設備,除了需經本會同意登記才能進行輻射作業外,設施經營者也必須每五年實施輻射安全測試,並留存紀錄備查。

‧ 場所輻射安全:通常獸醫院的X光室會加裝鉛板或貼上鉛片,另外,門片上也可加裝置透明鉛玻璃,作為檢視寵物狀況使用,因為鉛能夠有效地阻擋X光,以避免X光外洩。根據本會的規定,X光機和鉛門也需要有連動裝置,就是說如果鉛門沒有關閉,就無法啟動X光機喔!

‧ 人員輻射安全:不但操作人員要接受輻射防護訓練外,針對要進入X光室協助固定寵物的飼主,也要提供鉛衣等適當的輻射防護,以確保操作人員與一般民眾之輻射安全。

X光影像的秘密
X光產生影像的關鍵就是對物體的「穿透力」,X光能穿透物質,對於不同密度的物質,X光的穿透能力也不同。因此,會有不同的灰階影像呈現。像是骨頭的密度高,X光無法穿透至底片成像,所以在影像中就會呈現白色。
 
兔子的X光影像圖
兔子的X光影像

更新時間:2024-04-16 09:16
資料來源:綜合規劃組
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