可能直到現在,還有許多的朋友們,連最最基本的游離輻射和非游離輻射之間的重大差異都分不太清楚。
簡單來說,游離輻射即是一般所謂放射線﹔而非游離輻射即是一般所謂的電磁場電磁波等。
輻射是一種具有能量的波或粒子,如電磁波(如無線電波、微波、可見光、紫外線、X射線、加馬射線等)以及從放射性物質發射出來的微小粒子(如阿伐粒子、貝他粒子、中子等)都稱為輻射。其中能量較低的,如無線電波、微波、可見光、超音波、紫外線,稱為「非游離輻射」;而能量較高的,如X射線與加馬射線,以及粒子輻射則屬於「游離輻射」。
「電磁波」是由電場與磁場交互作用所產生,屬能量的一種。它以波的形式接近光的速度輻射傳遞,自古以來就以各種面向存在於大自然。
電磁波可分為「游離輻射」和「非游離輻射」。游離輻射係指頻率大於3×1015赫(Hz)的電磁波,一般常稱呼為輻射或放射線。最為人所知的游離輻射就是X光,它的頻率比起非游離輻射高的多,其光子能量強到足以藉由打斷細胞內各種分子的原子鍵而產生游離化(ionizing),必須嚴格防護,因此醫院的X光室都有鉛板屏蔽,避免輻射外洩。
而且,電磁波的一個特徵就是,當電源消失之後(例如手機關機、電腦關機、X光設備關機),電磁波也就隨之消失。
非游離輻射係指頻率小於3×1015赫的電磁波,一般俗稱電磁波者皆屬此類。它的能量較微弱,無法打斷原子的鍵結產生游離化(ionizing)。按照頻率/光子能量高到低的順序,非游離輻射的族群可分為紫外線(UV)、可見光、紅外線(IR)、微波(MW)、射頻(RF)、極低頻(ELF)、以及靜電場與靜磁場。另外極低頻由於波長非常長,約5000公里,所以通常稱為電磁場。
此外,非游離輻射係指能量低且與物質作用後,並無法使物質產生游離作用的輻射。它與我們日常生活的關係更密切,舉凡紫外線、太陽的可見光、燈光、紅外線、微波與雷達、電視與F M無線電波、AM無線電波及長波長的交流電波等皆屬非游離輻射。
至於游離輻射(ionizing radiation)是指波長短、頻率高、能量高的射線,游離輻射無色、無味,感覺不到,目前全球醫學界已經公認所有的游離輻射都沒有所謂安全劑量,換言之凡是多暴露一分則會有多一分的危險。
暴露高劑量的游離輻射可能會引起皮膚灼傷、毛髮脫落、噁心、新生兒缺陷、疾病以及死亡。它對健康的影響取決於暴露量多寡、暴露時間長短。暴露於游離輻射會增加罹患癌症的風險。若一個懷孕的婦女暴露於高劑量的游離輻射,可能會導致其新生兒的腦部發育異常。
游離輻射引起癌症依暴露器官的敏感度不同,而發生的傷害輕重不因。一般器官中以乳房、甲狀腺、骨髓及肺臟最為敏感。乳腺癌比白血病高數倍,另外放射氡氣會引起肺癌及甲狀腺受幅射會生上皮細胞癌等。
核反應爐進行核分裂連鎖反應產生熱能帶動蒸汽渦輪發電機組產生電力的過程中,所產生的輻射,以及其運轉過程中所產生的核廢料,絕大部分都屬於放射性的游離輻射的類別。
放射性核種是不穩定的原子,會放出游離輻射並衰變成另一種原子。 隨著越來越多原子衰變了,剩下的放射性核種數量減少,輻射強度也就越來越弱。 放射性核種發出的強度減少到只有剛開始的一半所需要的時間,稱為「半衰期」,每種放射性核種皆有其固定的半衰期,比如說核電反應爐所產生的放射性游離輻射中常見的銫137(Cs-137),他的半衰期為30.17年,也就是每經過30.17年的時間,他的輻射強度會衰減為原先強度的一半,經過6個半衰期約181年之後,銫137的游離輻射強度會衰減為原先的1.5625%的強度,起碼要經過超過10個半衰期也就是301.7年之後,銫137的游離輻射強度才能衰減到原先的萬分之9.765的強度,回到差不多接近於自然環境背景值的程度。但是,特別一提的是,銫-137是人造輻射物質,原本就不該存在於大自然的環境當中。
核子燃料的主要成分,鈾-238(約佔96%),雖然在普通原子爐中幾乎不起核分製反應,但在吸收中子之後卻產生出長壽命(半衰期有的萬年以上)元素,即自然界不存在的「超鈾元素」,如鈽(Pu)、鋂(Am)、鋦(Cm)等人造放射性游離輻射物質。
PS. 此外,常常有特定族群的朋友們喜歡以所謂香蕉中所含的鉀-40元素來試圖混淆社會大眾視聽,所幸在2017年10 月份時,經義美食品輻射檢測研究室實測結果,香蕉所含的鉀-40,55~75%均集中在香蕉皮,「只要民眾勿迷信吃香蕉皮可治失戀」,就可安心大啖美味又健康的香蕉。
首先,鉀在自然界裡有三種同位素:鉀39(穩定的同位素,占93.3%),鉀41(占6.7%),鉀40(具放射性,占0.01%,也就是萬分之一),這三種同位素本來就存在於自然界中。
衛福部食品藥物管理署副署長林金富告訴中央社記者,依現行法令,僅針對食品中的人工核種訂有標準,例如核電廠爆炸、原子彈爆炸產生的銫-134、137或是碘,但鉀-40是天然核種,國際間沒有國家針對鉀-40訂有標準,台灣也是,因此「沒有超標的問題」。
林金富解釋,鉀-40和鉀-39是同位素,同時存在於自然界中,含有輻射的鉀-40以萬分之一的比例存在於鉀-39中,地球地殼裡、大自然、香蕉、人體裡都有此物質,無法以人工方式去除。
由於非放射性的鉀-39、鉀-41和放射性的鉀-40,都是原本就存在自然界中的元素,專家指出,人體內都含有些微天然輻射,且人類在演化中已對自然界中原本就已經存在的天然微量輻射建立生物恆定(homeostasis),會透過體內的代謝機制來自我調節,因此吃香蕉時,不會因為體內增加「鉀-40」含量而損害健康,毋須擔心。
以下是衛生福利部以及原子能委員會針對食品中鉀40的解釋:
“鉀-40係屬於天然放射性物質,於環境中天然存在,與核污染或輻射污染之情形不同。針對該等天然放射性物質,行政院原子能委員會(以下簡稱原能會)歷年均有進行市售各式商品(包括食品)之抽驗,並已於「天然放射性物質管理辦法」中訂有天然放射性物質核種活度濃度基準值,鉀-40之活度濃度基準值為10貝克/克。
至於食品藥物管理署依據食品安全衛生管理法第15條所訂定之「食品中原子塵或放射能污染容許量標準」,係適用於可能有發生核污染或輻射污染時,包括意外或惡意之行動,並就危害監測之指標性核種(碘-131、銫-134及銫-137)優先訂定標準;而來自太空宇宙射線、土壤、岩石、建材、煤灰等環境,以及自環境間接影響到食物中的天然放射性物質,因無法透過後端之食品予以減少或管制,必須透過源頭降低整體環境之游離輻射,始能減少天然食品原料中之背景值,查目前國際間包括Codex、歐盟、美國、紐澳、加拿大等各先進國家,均無針對食鹽或食品特別訂定鉀-40之限量標準。”
但是不可否認的,在醫學界也常會遭遇到的症狀為血液中鉀離子濃度太高或者過低對健康所造成的負面效應。
人體的鉀離子濃度一旦大於5.1 mg/dl,即為「高血鉀症」,此時容易出現肌肉無力、頭暈、感覺異常、麻木、代謝性酸中毒等症狀,如果血鉀濃度升到7 mg/dl時,會造成心律過緩,嚴重甚至會因心室頻脈而猝死,此類患者即使接受電擊也難以回復正常心律,必須緊急施打藥物才能救命。
低血鉀是臨床上常見的電解質異常,鉀離子是細胞內最主要的電解質,血清正常血鉀值介於 3.5至5.5 mEq/L之間,當血鉀值低於3.5 mEq/L即為低血鉀症。鉀離子主要的生理功能是維持細胞膜正常的電位差,藉由細胞間快速的轉移及腎臟調節鉀離子的排泄,來維持鉀離子的恆定。因此鉀離子在神經肌肉功能與心臟傳導節律扮演重要的角色。
輕微的低血鉀 (血鉀值於3.0至3.4 mEq/L)通常沒有顯著症狀。中等程度的低血鉀(血鉀值於2.5至2.9 mEq/L)則會導致疲倦、肌肉無力、酸痛、抽筋、以及便秘。嚴重的低血鉀 (血鉀值低於 2.5 mEq/L) 可能導致麻痺性腸阻塞、急性肢體無力、反射減弱、心律不整,甚至嚴重到呼吸停止。
食物、飲養攝取首重均衡,任何食物過與不及都會對健康造成負面效應。
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雷達波超音波差異 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳解答
維持開放視野 CEVA幫IoT世代開創產業新價值
2015/11/12-賴品如
CEVA是提供半導體產業DSP矽智財(IP)的全球領先廠商,從1991年就已經開始開發DSP技術,那時僅僅只是一家稱為DSP Group的以色列公司,一直到2002年因為DSPGroup的業績成長迅速,於是拆分成兩家獨立的公司運作,屬於IP事業部門從此取名CEVA,朝IP領域全力衝刺,所以論CEVA在DSP的IP上的發展,已經有超過24年的歷史。
今天的CEVA已經是NASDAQ的上市公司,使用CEVA技術的晶片已經累積超過65億顆出貨,廣泛應用在通訊連網與多媒體應用的解決方案中,DIGITIMES在2015 CEVA技術研討會的空檔,訪問行銷副總裁Eran Briman先生,對DSP技術應用與未來發展,提供他的觀察與建言。
Eran從1995年加入CEVA的前身DSP Group,一直浸淫在DSP工程開發領域,在擔任行銷副總裁職務之前,Eran是DSP核心工程研發的技術長,對DSP技術和基礎架構的開發,以及推廣IoT等智慧型電子裝置的應用,不餘遺力。
IoT的發展 開啟DSP IP業者的機會之窗
半導體產業這幾年進行許多大型的購併案,尤其在IC設計產業中,整合的力道最大,大者恆大的效應,不斷推昇。舉CEVA的客戶來看,Eran翻開當年2005年的客戶名單,那時有Atmel、博通(Broadcom)、飛思卡爾(Freescale)、富士通(Fujitsu)、英飛凌(Infineon)、Marvell、美國國家半導體(NS)、沖電氣(OKI)、飛利浦(Philips)、瑞薩(Renesas)、羅姆(ROHM)、三星(Samsung)、夏普(Sharp)、新力(Sony)、索尼愛立信(Sony Ericsson)、NVIDIA、意法半導體(STMicroelectronics)、科勝訊(Conexant)、威盛(VIA)和卓然(Zoran)等公司。在2015年的今天來看,整個產業的型態與成員已經做了大幅度的更動,變化似乎才是半導體產業中不變的真理。
雖然半導體市場重新洗牌的狀況方興未艾,但是對先進技術的渴求並沒有稍閒或歇,拓展新的應用領域是保持領先者地位的不二法門,物聯網(IoT)的應用就是最被業界所看好的重點,電子裝置的演進,以晶圓代工業者角度來看,1991到2000年是PC起飛的年代,隨即1997到2007年是手機的取而代之,到了2007到2014年則是智慧型手機與平板獨擅勝場,下一個接棒就是IoT的到來。
就半導體IC晶片數量與規模來看,晶片數量從智慧型手機世代的每年10~20億顆規模,跳到IoT時代,晶片需求的數量已經變成要以千億顆的數量來預估。這麼龐大的需求與新開創的市場,怎能不讓人垂涎欲滴。Eran觀察到雖然大型的客戶因為購併而減少,但是新興的IC設計廠商,追逐IoT的應用,也讓CEVA有相當的斬獲。從過去12個月CEVA所新簽訂的三十多個授權個案中,不乏鎖定IoT應用的新興IC設計公司,例如睿緻科技(Vatics Inc.)最近與CEVA簽約,發展智慧型網路相機(IP Camera)的SoC晶片,DSP新技術與IoT新應用讓CEVA吃下了定心丸。
電腦視覺與影像辨識的DSP應用 提供智慧車安全的保證
每年有超過130萬人死於汽車相關的意外事故,安全議題掛帥的汽車市場更是兵家必爭之地,電腦視覺(Computer Vision)與影像辨識技術用在Smart Car的應用,是CEVA所亟待投入資源的領域,透過無人駕駛技術與開發行車安全的新應用。
使用DSP技術,配合車上所安裝的8到12個各式各樣的感測器,針對天候狀況、辨識週遭環境物件、偵測與分析行人行為等需求,一一加以有效整合,Eran認為汽車上智慧型電子裝置的智能已經具有機器人的功能,這個被科幻電影所不斷炒作的主題,一直讓人類對未來充滿許多憧憬。
使用在智慧車中的自動駕駛機器人,已經被設計成可以依循社會可以接受的法則(Socially Acceptable Rules)來駕車,讓自動駕駛汽車的行為可以像和藹可親的老太太開車一樣,禮貌周到又面面俱到,理論上透過IoT裝置的感測元件如雷達與超音波技術的加持,比人類的反應速度更快,更能掌握特定行車狀況,但是機器人也和正常人一樣會犯錯,總是有人工智慧系統可以提升與進步的地方,因為人命關天,因此一個機器學習系統的開發,就相形重要。
CEVA透過合作夥伴協助,合作開發使用類神經網路(Neural Network)的學習能力來訓練機器人。一種模仿人類腦袋神經網路的學習過程。透過大腦裡的一堆神經細胞,透過像樹枝狀的突起,以可強可弱的電脈沖的形式互相傳遞,構築多重感知結點的建立,CEVA第四代XM4核心讓神經網路得以在智慧型裝置上運作,讓機器智能可以學習有效的辨識週遭物件的能力,包括辨識貓與狗的差異。
IoT在智慧車的應用,隨著使用DSP新的架構與技術,整合更多的感測器,更多的連網智慧型裝置,讓機器智能的拓展造福人類,但最重要的,Eran特別強調的,就是所需要的DSP核心技術與IP都已經現成可用,IC設計廠商不需要凡事都從頭做起,使用經過廣泛的驗證的IP授權,與包括台積電在內的完整半導體製造生態系統,會讓你事半功倍,率先達成目標,創造更大的成功。
開創未來 整合創意比閉門造車重要
台灣的IC設計產業已經不再是以前的單打獨鬥的競爭時代,以前什麼都自己設計的美好時光已經過去,面對規模與數量呈爆炸式發展的IoT世代,保持開放的眼光,隨時開啟各種合作的態度,變成今天生存所不可或缺的要件。因為今天的競爭者往往不再是同一產業的成員,破壞式創新(Disruptive Innovation)的典範隨時改寫產業的歷史與生態。
所以IC晶片設計的開發案,一旦有現成可以用的IP與模組,與其盲目摸索的浪擲時間,而錯失有效的產品上市時間,不如把重點放在如何做產品區隔化,整合新的創意與應用,就變成IC設計業者的成功之路。
CEVA的IP授權讓愈來愈多的品牌智慧型手機大廠,開始自己設計自己獨特晶片解決方案,以尋找不同的市場定位,一反過去因為各品牌都用相同晶片組,而落入價格惡性競爭的窘境。CEVA憑藉在IP上多年的耕耘,以及積累的成功經驗,並且在口碑、品質與技術的創新能力上,都獲得台灣客戶的青睞與讚揚,使用信譽卓著,隨時可得的IP授權,讓台灣IC設計廠商,開啟IoT晶片的設計風潮。
這些機會都為CEVA開創新的機會之窗,但是Eran也看到中小型的IC設計業者因為缺乏足夠的工程團隊,因而對新開IC設計專案而卻步,所以這次2015 CEVA技術研討會中,CEVA也介紹一系列協力晶片製造商,可以透過整合這些使用CEVA IP的現成的晶片組,搶得IoT熱潮的發展先機,對雙方都是互惠雙贏的良機。
附圖:CEVA市場行銷副總裁Eran Briman。
資料來源: http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp…
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