When we hear the word radiation, it's tempting to picture huge explosions and frightening mutations, but that's not the full story. Radiation also applies to rainbows and a doctor examining an x-ray. So what is radiation really, and how much should we worry about its effects? The answer begins with understanding that the word radiation describes two very different scientific phenomena: electromagnetic radiation and nuclear radiation. Electromagnetic radiation is pure energy consisting of interacting electrical and magnetic waves oscillating through space. As these waves oscillate faster, they scale up in energy. At the lower end of the spectrum, there's radio, infrared, and visible light. At the higher end are ultraviolet, X-ray, and gamma rays. Modern society is shaped by sending and detecting electromagnetic radiation. We might download an email to our phone via radio waves to open an image of an X-ray print, which we can see because our screen emits visible light. Nuclear radiation, on the other hand, originates in the atomic nucleus, where protons repel each other due to their mutually positive charges. A phenomenon known as the strong nuclear force struggles to overcome this repulsion and keep the nucleus intact. However, some combinations of protons and neutrons, known as isotopes, remain unstable, or radioactive. They will randomly eject matter and/or energy, known as nuclear radiation, to achieve greater stability. Nuclear radiation comes from natural sources, like radon, a gas which seeps up from the ground. We also refine naturally occurring radioactive ores to fuel nuclear power plants. Even bananas contain trace amounts of a radioactive potassium isotope. So if we live in a world of radiation, how can we escape its dangerous effects? To start, not all radiation is hazardous. Radiation becomes risky when it rips atoms' electrons away upon impact, a process that can damage DNA. This is known as ionizing radiation because an atom that has lost or gained electrons is called an ion. All nuclear radiation is ionizing, while only the highest energy electromagnetic radiation is. That includes gamma rays, X-rays, and the high-energy end of ultraviolet. That's why as an extra precaution during X-rays, doctors shield body parts they don't need to examine, and why beach-goers use sunscreen. In comparison, cell phones and microwaves operate at the lower end of the spectrum, so there is no risk of ionizing radiation from their use. The biggest health risk occurs when lots of ionizing radiation hits us in a short time period, also known as an acute exposure. Acute exposures overwhelm the body's natural ability to repair the damage. This can trigger cancers, cellular dysfunction, and potentially even death. Fortunately, acute exposures are rare, but we are exposed daily to lower levels of ionizing radiation from both natural and man-made sources. Scientists have a harder time quantifying these risks. Your body often repairs damage from small amounts ionizing radiation, and if it can't, the results of damage may not manifest for a decade or more. One way scientists compare ionizing radiation exposure is a unit called the sievert. An acute exposure to one sievert will probably cause nausea within hours, and four sieverts could be fatal. However, our normal daily exposures are far lower. The average person receives 6.2 millisieverts of radiation from all sources annually, around a third due to radon. At only five microsieverts each, you'd need to get more than 1200 dental X-rays to rack up your annual dosage. And remember that banana? If you could absorb all the banana's radiation, you'd need around 170 a day to hit your annual dosage. We live in a world of radiation. However, much of that radiation is non-ionizing. For the remainder that is ionizing, our exposures are usually low, and choices like getting your home tested for radon and wearing sunscreen can help reduce the associated health risks. Marie Curie, one of the early radiation pioneers, summed up the challenge as follows: "Nothing in life is to be feared, it is only to be understood. Now is the time to understand more, so that we may fear less."
放射線という言葉を聞くと 大爆発や恐ろしい突然変異を 思い起こしがちですが それが全てではありません 放射線には虹の光や 医師が診るX線写真にも関係しています 放射線とは 実際にはどんなもので その影響をどれほど 心配すべきなのでしょうか? それに答えるためには まずは放射線という言葉が 全く異なる2種類の科学現象を 意味していることを理解しなくてはなりません 電磁放射線と 核放射線です 電磁放射線は純粋なエネルギーであり 電波と磁波が相互作用しながら 空間を振動しているものです この波の振動が速くなるほど エネルギーが増加します エネルギーが低い範囲には ラジオ波 赤外線 可視光線などがあり エネルギーが高い範囲では 紫外線 X線 ガンマ線などがあります 現代社会では電磁放射線を送ったり 探知したりすることで成り立っています ラジオ波で携帯にメールをダウンロードし X線画像を開き スクリーンが発する可視光線で 見ることができます 一方 核放射線は 原子核から発生します 原子核では陽子同士が互いの正電荷に 反発し合っています この反発力を抑える現象は 「強い力」として知られており 原子核をその形のままに保とうとする力です しかし 同位体と呼ばれる 陽子と中性子の組み合わせは 不安定なままで 放射性があります 核放射線とよばれる物質や エネルギーを ランダムに射出することで 安定した状態に達するのです 核放射線は地下から滲み出るガスである ラドンなどの 自然物質に由来しています また私たちは 自然に生ずる放射性鉱石を精製し 原子力発電所の燃料にします バナナでさえ放射性カリウム同位元素を 微量に含んでいます では 放射線に囲まれて生きていく上で どうやって危険な影響から 逃れたらいいのでしょうか? はじめに 放射線全てが 危険なのではありません 放射線は その力により原子から 電子を弾き飛ばす時に危険になります この過程でDNAが破壊されるのです これが電離放射線と呼ばれるのは 原子が電子を失うことを 「電離する」と言うからです 全ての核放射線は電離性を有していますが 電磁放射線で電離性を有しているのは はエネルギーが一番高いものだけです それにはガンマ線 X線 エネルギーの高い紫外線が含まれます ですからX線画像を撮る際 医師は用心として 撮影する必要の無い体の部位を覆い 海水浴を楽しむ人は日焼け止めを塗るのです これに対して 携帯電話や電子レンジは エネルギーが低く 電離放射線のリスクが無いわけです 一番体に危険なのは 大量の電離放射線を 短期間に浴びることで これは急性被曝と呼ばれます 急性被曝は身体の自然治癒力を完全に奪い がんや 細胞機能障害を引き起こしたり また 死に至る可能性もあります 幸い 急性被曝は稀ですが 私たちは日常生活でも 少量の電離放射線を浴びています 自然由来と人工由来の発生源の両方からです 科学者はこのような危険を 数量化するのに苦戦しています 人体は少量の電離放射線による損傷を 頻繁に修理しています できない場合は 損傷の影響は10年後になっても 明白にならないかもしれません 科学者が電離放射線の被曝を比較する時 シーベルトという単位を使います 急性被曝が1シーベルトに及ぶと 数時間で嘔吐を催します 4シーベルトでは死に至る可能性があります しかし 日常生活での被曝量はごく少量です 人が1年間にあらゆる要因から 受ける放射線は 平均で6.2ミリシーベルトで その3割はラドンによるものです 歯のX線写真から受ける被曝量は 1枚あたり たったの5マイクロシーベルトなので 年間容量に達するには 1,200枚以上撮らなくてはなりません あのバナナを覚えていますか? バナナの放射線を全て吸収できたとして 1年分の放射線量に至るには 毎日170本のバナナを食べる必要があります 私たちは放射線に囲まれて 生活していますが ほとんどは電離放射線ではありません 残る電離放射線についても 普段 私たちが被曝する量は少なく 家のラドンの検査をしたり 日焼け止めを塗ったりすることで 健康を害するリスクを減らすことができます 放射線研究の先駆者の 1人であるマリー・キュリーは この種の問いについて 次のように述べています 「人生において恐れることは何もなく あるのは理解すべきことだけです 今こそ理解を深めるべきで そうすれば恐れるものが減るでしょう」