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."
Коли ми чуємо слово радіація, то мимоволі уявляємо величезні вибухи та моторошні мутації, та це ще не все. Радіація також стосується веселок та лікарів, які досліджують рентгенівське випромінювання. Чим, насправді, є радіація, і наскільки ми повинні хвилюватись про її вплив? Відповідь можна дати, зрозумівши, що слово радіація описує два різних наукових феномени: електромагнітне випромінювання та ядерне випромінювання. Електромагнітне випромінювання - це чиста енергія, яка складаєтьс із взаємодіючих між собою електричних та магнітних хвиль, які вібрують в просторі. Коли хвилі вібрують швидше, вони переростають у енергію. На нижньому краю спектру є радіопромені, інфрачервоне та видиме світло. На верхньому краю є ультрафіолетові, рентгенівські та гамма-промені. Посилання та отримання електромагнітних променів окреслюють сучасне супільство. Ми можемо завантажити пошту до нашого телефона через радіохвилі, щоб поглянути на рентгенівський знімок, який ми бачимо, бо наші екрани випромінюють видиме світло. З іншого боку, ядерне випромінювання бере свій початок в атомному ядрі, де протони відштовхуються одне від одного через спільні позитивні електрони. Явище відоме як ядерна енергія, котра намагається подолати відштовхування та утримувати атоми в стабільності. Тим не менш, деякі комбінації протонів та нейтронів, відомі як ізотопи, залишаються нестабільними чи радіоактивними. Вони випадковим чином викидають речовину чи енергію, відому як ядерне випромінювання, щоб досягти більшої стабільності. Ядерне випромінювання має природні джерела, як радон, газ, який просочується з-під землі. Ми також переробляємо природньо створені радіоактивні руди, для живлення атомних станцій. Навіть банани містять рештки радіоактивного ізотопа калію. Якщо ми живемо у світі радіації, як ми можемо уникнути її небезпечного впливу? Для початку, не все випромінювання є небезпечним. Радіація стає ризикованою, коли пошкоджує електрони атома при ударі, процес, який може пошкодити ДНК. Відомий як іонізуюче випромінювання, бо атом, який втратив чи отримав електрони, називають іоном. Все ядерне випромінювання іонізуюче, в той час як електромагнітне випромінювання є лише сильною енергією, яка включає гамма промені, рентгенівські промені, та високоенергетичний ультрафіолет. Тому для захисту від дії рентгенівських променів лікарі прикривають частини тіла, які не потрібно оглядати, а любителі пляжів використовують сонцезахисний крем. Для порівняння, телефони, мікрохвильові печі працюють на нижньому кінці спектру, тож немає жодного ризику від їх іонізуючого випромінювання. Небезпека для здоров'я виникає, коли велика кількість іонізуючої радіації вражає за короткий період часу, що відомо як гостре опромінення. Гостре опромінення нищить природну здатність тіла відновлюватись. Це може привести до раку, клітинної дисфункції та навіть смерті. На щастя, гостре опромінення трапляється рідко, та ми піддаємося кожного дня нижчим рівням іонізуючого випромінювання від природних і техногенних джерел. Підрахунок цих ризиків для вчених є тяжкою задачею. Ваше тіло відновлюється від малої кількості іонізуючого випромінювання, а якщо не зможе, результати пошкодження можуть не проявлятись десятиліттями чи більше. Вчені вимірюють іонізуюче радіоактивне опромінення в одиницях під назвою зіверт. Гостре опромінення рівне одному зіверту, ймовірно, викличе нудоту протягом годин, та чотири зіверти будуть фатальними. Проте, звичайне наше опромінення кожного дня є набагато нижчим. Середньостатистична людина отримує 6.2 мілізіверти радіації з усіх джерел кожного року, приблизно третина радону. Кожного разу по п'ять мікрозівертів, вам потрібно більше 1200 разів зробити рентгенівський знімок зубів щоб отримати річну дозу. І пам'ятаєте той банан? Якби ми могли поглинути всю радіацію з банана, то потрібно було б близько 170 штук на день, щоб отримати річну дозу. Ми живемо у світі опромінення. Проте більшість того випромінювання неіонізуюче. Для того, що залишається іонізуючим, наше опромінення зазвичай є невисоким і наше рішення перевірити своє житло на наявність радону та носити сонячні окуляри може зменшити пов'язаний з цим ризик для здоров'я. Марія Кюрі, одна з піонерів радіації, зробила наступний висновок про ризик: "В житті нема чого боятись, зате є що зрозуміти. Зараз час зрозуміти більше, щоб ми могли боятись менше."