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."
Khi nghe đến từ bức xạ, ta thường tưởng tượng đến những vụ nổ lớn hay những biến đổi đáng sợ, nhưng như vậy là chưa đầy đủ. Bức xạ cũng giúp hình thành nên cầu vồng bác sĩ dùng để xem x-quang. Vậy, sự bức xạ thật ra là gì, và ta có cần quá lo lắng đến ảnh hưởng của nó? Câu trả lời bắt đầu bằng cách hiểu đúng rằng, bức xạ đồng thời miêu tả 2 hiện tượng khoa học hoàn toàn khác nhau bức xạ điện từ, và phóng xạ hạt nhân. Bức xạ điện từ là năng lượng thuần, bao gồm tương tác điện và sóng từ trường dao động trong không gian. Khi sóng này dao động càng nhanh, năng lượng sóng sẽ càng lớn. Ở đầu năng lượng thấp của phổ điện từ, có sóng vô tuyến tia hồng ngoại, và ánh sáng nhìn thấy được (khả kiến). Ở đầu năng lượng cao hơn. có tia cực tím, tia X-quang, và tia gamma. Xã hội hiện đại được vận hành thông qua việc thu nhận và phát hiện sóng điện từ. Ta có thể tải thư điện tử về điện thoại bằng sóng vô tuyến, hay mở và đọc được một hình ảnh X-quang, vì màn hình phát ra ánh sáng nhìn thấy được Mặt khác, bức xạ hạt nhân, bắt nguồn từ hạt nhân nguyên tử, khi các hạt proton đẩy nhau do chúng đều mang điện tích dương. Lực hạt nhân sẽ được coi là mạnh khi nó có thể chống lại lực đẩy rất lớn trên và giữ được các liên kết trong nguyên tử. Tuy nhiên, một số tổ hợp nơtron và proton, gọi là đồng vị, thường không bền, và có năng lượng phóng xạ cao. Chúng sẽ ngẫu nhiên phát ra vật chất và/hoặc năng lượng gọi là bức xạ hạt nhân, để đạt được liên kết bền vững hơn. Bức xạ hạt nhân có nguồn gốc từ tự nhiên, như radon là khí thoát ra từ mặt đất. Ta cũng tinh luyện quặng phóng xạ một cách tự nhiên để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Ngay cả trong chuối cũng có chứa một hàm lượng nhỏ đồng vị phóng xạ của Kali Con người đang sống trong thế giới đầy bức xạ vậy ta phải làm gì để tránh được những tác hại nguy hiểm của nó? Đầu tiên, không phải tất cả bức xạ đều nguy hiểm Bức xạ trở nên nguy hiểm khi eletron trong nguyên tử bị đẩy khỏi quỹ đạo của nó. Quá trình này có thể gây tàn phá ADN, được gọi là bức xạ ion hóa, thuật ngữ ion được dùng cho nguyên tử đã bị mất đi hoặc tăng thêm electron. Tất cả các phóng xạ nguyên tử đều đã bị ion hóa, trong khi đối với bức xạ điện từ, chỉ có bức xạ với năng lượng cao nhất bị ion hóa. Đó là tia gamma, tia X-quang. và tia cực tím năng lượng cao. Do đó, cần thận trọng hơn khi chụp x-quang, bác sĩ thường che các phần cơ thể không cần xét nghiệm, và cần phải bôi kem chống nắng khi ra biển. Mặt khác, di động hay lò vi sóng sử dụng bức xạ ở phần thấp trong phổ bức xạ nên bức xạ này không có nguy cơ bị ion hóa khi sử dụng. Nguy cơ tổn hại sức khỏe là lớn nhất khi nhiều bức xạ ion hóa tấn công chúng ta trong thời gian ngắn, được gọi là phơi nhiễm cấp tính. Phơi nhiễm cấp tính vượt quá khả năng tự phục hồi vốn có của cơ thể. Điều này có thể gây ra ung thư, rối loạn chức năng của tế bào, và thậm chí gây tử vong. May thay, phơi nhiễm cấp tính thường hiếm, nhưng hàng ngày con người vẫn tiếp xúc với hàm lượng nhỏ bức xạ ion, từ cả nguồn tự nhiên hay nhân tạo. Các nhà khoa học gặp khó khăn hơn trong việc xác định những rủi ro này Cơ thể thường có khả năng tự hồi phục khi tiếp xúc với lượng nhỏ bức xạ ion, và nếu không thể, kết quả tổn thương không biểu hiên triệu chứng trong mười năm hoặc hơn. Các nhà khoa học so sánh phơi nhiễm bức xạ ion bằng đơn vị có tên sievert. Phơi nhiễm cấp tính tương đương 1 sievert sẽ gây ra cảm giác buồn nôn trong một giờ, và 4 sievert có thể gây tử vong. Tuy nhiên, lượng phóng xạ con người tiếp xúc hàng ngày nhỏ hơn nhiều. Trung mình mỗi năm, mỗi người nhận 6.2 milisievert phóng xạ từ nhiều nguồn khác nhau, khoảng 1/3 đến từ khí radon Tương đương với mỗi 5 microsievert, cần hơn 1200 lần chụp x-quang mới vượt quá số lượng cho phép mỗi năm. Và còn nhớ quả chuối chứ? Nếu cơ thể hấp thụ hết phóng xạ có trong chuối, mỗi ngày bạn phải ăn 170 quả để đạt hàm lượng phóng xạ cho phép mỗi năm. Chúng ta đang sống trong một thế giới đầy bức xạ. Nhưng phần lớn những bức xạ ấy không bị ion hóa. Còn đối với những bức xạ bị ion hóa, chúng ta thường rất ít tiếp xúc phải, và nếu chúng ta kiểm tra mức radon trong nhà, và bôi kem chống nắng. sẽ giúp giảm bớt những nguy hại sức khỏe có liên quan. Marie Curie, một trong những người đi đầu trong nghiên cứu về bức xạ, đã tổng kết như sau: "Không có gì trên đời là đáng sợ; chỉ có những thứ cần được làm sáng tỏ. Đã đến lúc ta nên tìm hiểu rõ hơn về chúng, để bớt sợ hơn."