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."
เมื่อเราได้ยินคำว่ารังสี มันชวนให้คิดถึงการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ และการกลายพันธ์ุที่น่ากลัว แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด รังสียังมีอยู่ในสายรุ้ง และเอ็กซ์-เรย์ที่หมอใช้ตรวจเรา แล้วจริง ๆ แล้วมันคืออะไร และเราควรเป็นกังวลถึงผลของมันมากแค่ไหน คำตอบต้องเริ่มมาจากความเข้าใจ ต่อคำว่ารังสี ที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ สองอย่างที่แตกต่างกัน คือ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และรังสีนิวเคลียร์ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานบริสุทธิ์ ที่ประกอบด้วยการมีปฏิสัมพันธ์กัน ของคลื่นไฟฟ้าและแม่เหล็ก ที่กวัดแกว่งไปในอากาศ เมื่อคลื่นเหล่านี้แกว่งเร็วขึ้น พวกมันจะมีพลังงานมากขึ้น ที่ระดับต่ำ รังสีเหล่านี้ ได้แก่ คลื่นวิทยุ รังสีอินฟาเรด และแสงที่เรามองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ที่ระดับสูง ได้แก่ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์-เรย์ และรังสีแกมม่า โลกในยุคปัจจุบันพึ่งพาการส่ง และการรับสัญญาณรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เราอาจต้องดาวน์โหลดอีเมล เข้ามาในโทรศัพท์ด้วยคลื่นวิทยุ เพื่อเปิดภาพถ่ายเอ็กซ์-เรย์ ซึ่งเราสามารถเห็นได้ เพราะว่าจอภาพนั้นปล่อยแสงที่เรามองเห็นได้ แต่สำหรับรังสีนิวเคลียร์นั้น มันเกิดจากนิวเคลียสระดับอะตอม ที่โปรตอนทั้งหลายไล่กันและกัน เนื่องจากพวกมันมีประจุบวกเหมือนกัน ปรากฏการณ์นี้เป็นที่รู้กันว่า มีแรงนิวเคลียร์สูง ยากต่อการเอาชนะแรงผลักนี้ และทำให้นิวเคลียสยึดติดอยู่ด้วยกัน อย่างไรก็ดี บางส่วนประกอบ ของโปรตอนและนิวตรอน ที่รู้จักกันในชื่อ ไอโซโทป มีความไม่เสถียร หรือมีกัมมันตรังสี พวกมันปล่อยสสาร และ/หรือ พลังงาน ออกมาอย่างสุ่ม ที่เรียกกันว่า รังสีนิวเคลียร์ เพื่อจะทำให้มีความเสถียรมากขึ้น รังสีนิวเคลียร์ที่มาจากแหล่งธรรมชาติ อย่าง เรดอน ก๊าซที่พัดขึ้นจากพื้น เรายังกลั่นแร่กัมมันตรังสี ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เพื่อใช้เป็นพลังงาน โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ แม้แต่กล้วยก็ยังมีโพแทสเซียมไอโซโทป ที่มีกัมมันตรังสีในปริมาณเล็กน้อย ฉะนั้น ถ้าเราอยู่ในโลกของรังสี เราจะหลีกเลี่ยงอันตรายจากมันได้อย่างไร ก่อนอื่น รังสีทั้งหมดไม่ได้เป็นอันตราย รังสีจะก่อให้เกิดความเสี่ยง เมื่อมันชน อิเล็กตรอนของอะตอมให้แยกออกจากกัน กระบวนการที่ว่านี้สามารถทำลายดีเอ็นเอ มันเป็นที่รู้จักในชื่อ รังสีก่อประจุ เพราะว่าอะตอมที่เสียหรือได้อิเล็กตรอน เรียกว่าประจุ รังสีนิวเคลียร์ทั้งหมดเป็นรังสีก่อประจุ ในขณะที่รังสีพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีพลังงานสูงเท่านั้นที่เป็นรังสีก่อประจุ นั่นรวมถึงรังสีแกมม่า เอ็กซ์-เรย์ และอัลตราไวโอเล็ตที่มีพลังงานสูง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม เพื่อเป็นการระวังระหว่างเอ็กซ์-เรย์ หมอจึงป้องกันร่างกาย ส่วนที่พวกเขาไม่ต้องการทำการศึกษา และทำไมคนที่ไปชายหาด จึงต้องทายากันแดด เมื่อเปรียบเทียบ โทรศัพท์มือถือและไมโครเวป ทำงานด้วยพลังงานที่ต่ำ ฉะนั้น การใช้มันจึงไม่มีความเสี่ยง ที่มาจากรังสีก่อประจุ ความเสี่ยงมากที่สุดต่อสุขภาพ ที่เกิดจากการสัมผัสรังสีก่อประจุ มากเกินไปในเวลาอันสั้น ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อว่า การสัมผัสอย่างเฉียบพลัน การสัมผัสอย่างเฉียบพลันทำให้ร่างกาย ไม่สามารถซ่อมแซมส่วนที่ถูกทำลายได้ทัน มันสามารถกระตุ้นให้เกิดมะเร็ง การเสื่อมหน้าที่ระดับเซลล์ และความเสี่ยงที่จะเสียชีวิต โชคดี ที่การสัมผัสอย่างเฉียบพลัน เกิดขึ้นได้ยาก แต่เรายังสัมผัสกับรังสีก่อประจุ ในระดับต่ำ ๆ เป็นประจำทุกวัน จากแหล่งตามธรรมชาติ และที่สร้างโดยมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ประสบปัญหามาก ในการวัดความเสี่ยงเหล่านี้ ร่ายกายของคุณมักซ่อมแซมส่วนเล็ก ๆ ที่เสียหายจากรังสีก่อประจุ และถ้ามันทำไม่ได้ ผลจากการทำลายนั้นอาจไม่แสดงออกมา เป็นเวลานานเป็นทศวรรษหรือนานกว่านั้น วิธีการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ ใช้เปรียบเทียบการสัมผัสรังสีก่อประจุ คือหน่วยที่เรียกว่า ซีเวิร์ต การสัมผัสอย่างเฉียบพลันต่อหนึ่งซีเวิร์ต จะทำให้เกิดการมึนงงภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง และสี่ซีเวิร์ตอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต อย่างไรก็ดี การสัมผัสในชีวิตประจำวัน อยู่ในระดับที่ต่ำกว่านั้นมาก โดยเฉลี่ย คนจะได้รับรังสี 6.2 มิลลิซีเวิร์ต จากทุก ๆ แหล่ง ในหนึ่งปี ราว ๆ หนึ่งในสามเป็นเรดอน คุณจะได้รับรังสีเพียงแค่ห้าไมโครซีเวิร์ต ในแต่ละครั้งที่คุณเอ็กเรย์ฟัน คุณจึงต้องทำอย่างนั้นมากกว่า 1200 ครั้ง ถึงจะได้รับรังสีต่อปีมากเกินไป และจำกล้วยนั่นได้ไหม ถ้าคุณสามารถที่จะดูดซับรังสีทั้งหมด ที่มาจากกล้วยได้ คุณจะต้องใช้เวลาถึง 170 วัน ถึงจะได้รับรังสีในระดับที่กำหนดต่อไป เราอยู่ในโลกของรังสี อย่างไรก็ดี รังสีส่วนใหญ่ไม่ใช่รังสีก่อประจุ สำหรับรังสีก่อประจุ ตามปกติเราสัมผัสมันน้อยมาก และทางเลือกอย่าง การตรวจระดับเรดอนในบ้าน และการทายากันแดด สามารถช่วยลดความเสี่ยง ที่อาจมีต่อสุขภาพได้ มารี คูรี หนึ่งในผู้บุกเบิกด้านรังสี สรุปความท้าทายในเรื่องนี้ไว้ว่า "ไม่มีอะไรในชีวิตที่จะต้องกลัว มันก็แค่ต้องทำความเข้าใจก็เท่านั้นเอง ทีนี้ก็ถึงเวลาแล้วที่เราจะเข้าใจให้มากขึ้น เพื่อเราจะได้กลัวให้น้อยลง"