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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ir 燈 管 壽命 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的精選貼文
IR與UV應用論壇 探討趨勢機會與潛力
2016-04-15 15:45:26 經濟日報 曹松清
由SEMI(國際半導體產業協會)與外貿協會共同主辦之2016年「LED Taiwan」(LED製程展)第二天的「IR+UV 技術與應用論壇」首年度舉辦,由AquiSense、CrayoNano、光寶、歐司朗(OSRAM)、青島杰生、方全、RayVio、Yole Développement等產業領導大廠的高階主管,暢談IR與UV的技術趨勢,及其應用市場的機會與潛力。
LED應用多元 業者應以客戶需求為優先
歐司朗光電半導體紅外和激光產品事業部暨亞太區市場部資深經理顧繼東指出,IR(紅外線)LED技術,可應用於工業、車用與消費性等不同領域。近期在美國與台灣相當熱門的VR(虛擬實境),亦是未來十分看好的應用。為因應廣泛的應用,建議業者思考是否能夠提供其技術與經驗,並協助客戶打造所需要的產品,是未來的課題。
光寶科技經理李泓儒表示,全球高亮度LED的市場規模,在2015年可達149億美元,2018年將達到162億美元。而就應用面來看,穿戴式應用的感測市場規模將自2013年的6,700萬美元,成長到2019年的4億6,600萬美元。其中在心率感測與血氧儀等,將扮演高附加價值的重要關鍵。整體來看,生理偵測技術將愈來愈重要。相關業者必須同時投入在輕薄短小、低功耗、生物與醫學方面的產品研發,以滿足客戶的需求。
UV LED成產業聚焦重點 暢談未來發展
CrayNano創辦人暨技術長Helge Wwman則是以DUV(Deep UV;深度紫外線)LED為題,進一步探討UVC(紫外線波長200~275nm)的發展狀況。Helge Wwman不諱言,就目前來看,UVC LED的確有效率過低,造成在散熱表現不盡理想的問題,這為封裝製程上帶來許多挑戰。此外,在基板與材料的使用上,也相當昂貴。但他指出,UVC市場在2016年第三季就會開始出現成長,預估到2019年,UVC LED將佔UV LED市場30%左右的比重,而該年度的營收規模將達1,500萬美元。
方全有限公司副總經理黃子坤則分享如何測量UV LED光源,取得較佳的量測結果。一般來說,LED光源的量測須透過積分球與光譜儀形成量測系統。他建議,於積分球的塗層上採用PTFE(聚四氟乙烯),能有效解決光源的衰減現象。在光譜儀的設計方面,採用陣列式的作法,亦能有效抑制在量測時所面臨的雜訊問題,使量測出來的結果與現實狀況趨於一致。
UV要成長 先從成本結構著手
AquiSense總裁暨執行長長Oliver Lawal談到,UVC其實已經出現在市場上了,而該公司在UVC技術產品能涵蓋的應用像是化學、運輸等各大產業。不過,這個技術並非是製造業者就可以馬上量產的技術,仍然需要不少的奧援,才能讓它開花結果。
RayVio亞太區業事業發展總監周裕翔進一步說明,在空氣與水源中,其實蘊藏許多病菌。在中國大陸有業者以UV殺菌水杯進行群眾募資,最後獲得的金額遠超乎預期。另外,某波音公司計畫設置自動UV殺菌系統,使用者必須在殺菌之後才能使用。上述兩個案例皆顯示UV應用發展具有市場需求,且前景看好。不過,他也認為,若UV LED要進一步發展,仍待考量的因素還有很多,像是功率的提升、價格偏高、如何穩定供應、市場教育,以及標準的一致性等的問題。
DUV應用進入萌芽期 產研界審慎樂觀
針對DUV的觀察,青島杰生電器副總經理武帥指出,美國、中國大陸、南韓與日本已有數家業者投入DUV技術發展。他表示,當波長在接近270奈米時,其消毒效率的表現最為優異,但此標準的DUV LED消毒器材在量產時仍然有成本與技術上的問題尚待克服,不過青島杰生在現階段已推出市面上最接近270奈米的方案。水源消毒,就是該方案能夠發揮的主要應用之一。
Yole Développement LED、OLED及藍寶石市場經理Pars MUKISH認為,UV燈泡與UV LED各有優劣,以使用壽命而言,UVA LED至少能維持1萬個小時以上,最高可達5萬個小時。反之,UV燈泡之平均壽明則為2,000小時,最高僅達1萬個小時。Pars MUKISH針對UVA至UVC的應用市場進行預測:如UVA所發展出的光觸媒空氣清新機(Photocatalytic Air Purification)等,將會一路發展至2019年,UVB的主要應用則是以光照治療為主,至於UVC領域,將於2017年開始發展水源與空氣消毒兩大應用。
附圖:LED Taiwan首次舉辦的「IR+UV 技術與應用論壇」於展期第二天登場,邀請AquiSense、CrayoNano、光寶、歐司朗、青島杰生、方全、RayVio、Yole D_veloppement等產業領導大廠之高階主管,暢談IR與UV的技術趨勢,及其應用市場的機會與潛力。 SEMI/提供
資料來源:http://money.udn.com/…/1631798-IR%E8%88%87UV%E6%87%89%E7%94…
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