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."
Когда мы слышим слово «радиация», в голову приходят мысли об атомных взрывах и ужасных мутациях, но это неточное представление. Радиация также присутствует в радуге и в рентгеновских лучах. Итак, что такое радиация, и стóит ли бояться её воздействия? Прежде всего необходимо понимать, что слово радиация обозначает два разных научных феномена: электромагнитное излучение и ядерное излучение. Электромагнитное излучение — это поток чистой энергии, состоящий из взаимодействующих электрических и магнитных волн, колеблющихся в пространстве. Когда колебания волн ускоряются, они переходят в энергию. У левого края этого спектра расположены радио-сигналы, инфракрасный и видимый свет. У правого края находятся ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Современное общество немыслимо без передачи и приёма электромагнитных волн. Благодаря радиоволнам можно закачать на мобильный телефон сообщение, содержащее рентгеновский снимок, и увидеть его, так как наш экран излучает видимый свет. Радиоактивное излучение, в свою очередь, выделяется из атомных ядер, в которых положительно заряженные протоны отталкивают друг друга. Явление, известное как ядерное взаимодействие, способно преодолевать силу отталкивания протонов и удерживать ядро вместе. Однако некоторые комбинации протонов и нейтронов, известные как изотопы, остаются нестабильными или радиоактивными. Они случайным образом выбрасывают вещество или энергию, известную как ядерное излучение, чтобы добиться большей стабильности. Ядерное излучение имеет природные источники, например, радон — газ, который выделяется из толщи земли. Также мы обогащаем рýды, содержащие природные радиоактивные элементы, чтобы использовать как топливо для атомных станций. Даже бананы радиоактивны, они содержат радиоактивный изотоп калий. Мы живём в мире излучения. Как же нам уберечься от его разрушительного воздействия? Во-первых, не всякое излучение опасно. Радиация опасна, когда при столкновении от атомов отделяются электроны, в результате чего может быть повреждена ДНК. Это называют ионизирующим излучением, поскольку атом, который потерял или приобрёл электрон, называется ион. Ионизирующим является любое ядерное излучение и лишь часть электромагнитных излучений, обладающих наибольшей энергией. К ним относятся гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовые лучи на самом интенсивном участке спектра. Поэтому при проведении рентгена врачи закрывают те части тела, которые не обследуются, а любители позагорать пользуются солнцезащитным кремом. Для сравнения, в телефонах и микроволновых печах используется нижний край спектра, поэтому можно не бояться ионизирующей радиации при их эксплуатации. Серьёзную опасность представляет большáя доза ионизирующей радиации, полученная за короткий промежуток времени, называемая также острым облучением. Острое облучение разрушает природную способность тела к восстановлению, что может привести к раку, к клеточной дисфункции и, возможно, даже к смерти. К счастью, острое облучение — редкость, но мы ежедневно получаем незначительные дозы ионизирующей радиации как из естественных, так и техногенных источников. Учёные не могут точно определить, к каким последствиям это приводит. Тело, как правило, восстанавливается после небольшой дозы излучения, но если этого не происходит, последствия могут проявиться лишь спустя многие годы. Один из способов сравнения доз радиационного облучения — единица измерения под названием зиверт. При остром облучении, равном одному зиверту, вас затошнит через пару часов, а вот четыре зиверта могут вас убить. Но средняя суточная доза облучения намного ниже. В среднем человек получает 6.2 милизиверта радиации от всех источников ежегодно. Примерно трети мы обязаны радону. Из расчёта по 5 микрозивертов на снимок, вам пришлось бы сделать более 1 200 рентгеновских снимков зубов, чтобы приблизиться к годичной дозе облучения. Помните бананы? Если бы вы поглощали всю радиацию, что есть в банане, пришлось бы съесть более 170 бананов в день, чтобы получить годичную дозу. Ми живём в мире излучений. Но большинство излучений не ионизирующие. Что касается ионизирующего излучения, мы получаем его в малых дозах. Если следить за концентрацией радона в жилых помещениях и пользоваться солнцезащитным кремом, можно снизить уровень риска для здоровья. Мария Кюри, одна из первых исследователей радиации, сказала следующее: «В жизни нет ничего, чего стоит бояться, есть только то, что нужно понять. И пришло время понять больше, чтобы бояться меньше».