光量子芯片会产生放射性辐射吗？

刘  锡  麟

什么是辐射、核辐射和放射性辐射？

　　辐射是指物质流或能量流在空中的传播，如光辐射、热辐射等。也可以说辐射是以波、粒子或光子的能量束形式传播的一种能量。说起辐射，人们就会有些害怕，因为它看不见，摸不着，却会给人体造成伤害。其实辐射并不是一种稀罕物，我们的周围到处存在着辐射。自然环境中存在的辐射主要有天然辐射和电磁辐射。在日常生活中，我们晒太阳、看电视、戴夜光表、乘飞机、拍X光片等，都会受到一定的辐射。只是生活中的辐射都是微量的，不会对人体造成伤害，所以人们也感觉不到它的存在。而大量的辐射对人体是非常有害的，因此我们应该通过采取一些相应的保护措施来防止和减少辐射对我们人体的伤害。

     核辐射是指来自于原子核的辐射，也是核反应过程中所产生的辐射。影响人类的核辐射主要有三种，即α、β、γ射线。

     辐射亦可分为非电离辐射和电离辐射两大类。非电离辐射又称电磁辐射，如无线电波、红外辐射、可见光、微波、紫外线等。

     电离辐射通常又称放射性辐射，是一种有足够能量使电子离开原子所产生的辐射。这种辐射来源于一些不稳定的原子，这些放射性的原子(指的是放射性核素或放射性同位素)为了变得更稳定，原子核释放出次级和高能光量子(γ射线)。 上述过程称为放射性衰变。例如，自然界中存在的天然核素镭，氡，铀，钍。 此外，存在于人类活动(例如在核反应堆中的原子裂变)和自然界活动，同样也会释放出电离辐射。在衰变过程中，辐射的主要产物有α，β和γ 射线。X射线是另一种由原子核外层电子引起的辐射。

     天然辐射对人的照射途径主要有两种：外照射和内照射。外照射是天然放射性物质在人体体外对人体的辐射。内照射是放射性物质在人体内发生放射性衰变引起的照射。放射性物质一旦进入体内，就会发生内照射。放射性物质进入体内有如下几种的途径。首先含放射性气体可以通过人体的呼吸系统进入人体内。其次含放射性物质通过消化道进入人体内。人在食用含放射性物质的食物时，放射性物质就随食物进入人体内。人体皮肤受伤时，放射性物质也会通过伤口渗透到血液中，进入人体内。

     人体受外照射的主要射线是β射线和γ射线。人体受内照射的主要射线是α射线和β射线。

何为放射性和放射性物质？

     所谓放射性是指某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到，只能用专门的仪器才能探测到的射线，物质的这种性质叫放射性。 放射性物质是那些能自然的向外辐射能量，发出射线的物质。一般都是原子质量很高的金属，像钚 、铀等。放射性物质放出的射线有三种，它们分别是α射线、β射线和γ射线。

影响人体健康的放射性辐射主要有四种：

     α射线

     是由氦（He）原子核组成的带正电荷的高能粒子流（放射性元素铀和镭等重原子或一些人造核素在衰变过程中就可释放出α射线）。它质量大带电荷多，但穿透物质的能力弱，射程也短，它在穿过介质后迅速失去能量，只要用一张普通的纸就能挡住。但是如果进入人体，会造成危害性很大的内照射，在穿入组织(即使是不能深入)也能引起组织的损伤，α粒子通常被人体外层坏死肌肤完全吸收，因此在防护上要特别防止α射线进入人体内。

    β射线

     是由高速电子组成，是从核元素放射性衰变中所释出的高能量粒子，其速度可达至光速的90%。与α射线相比它有较大的穿透力，能穿透皮肤的角质层而使活组织受到损伤，它一旦进入体内引起的危害更大，其内照射的危害比α射线要小。但它很容易被有机玻璃、塑料或铝板等材料所屏蔽。也能被体外衣服消减、阻挡，或者用一张几毫米厚的铝箔就完全可以阻挡。

     γ射线

     同可见光，X射线一样，γ射线也是一种光量子。是原子衰变裂解或者说原子核内部能级跃迁蜕变时释放出的射线之一。在放射性衰变过程中γ射线伴随着α，β射线一同释放出。是波长极短（短于0.2埃）的电磁波，它既不带电荷，又无质量，但携带高能量，具有很强穿透力。 天然核素钾-40及人工核素钚－239和铯－137是环境中γ射线主要来源。

    γ射线对细胞有杀伤力，医疗上具有治疗作用。和X射线特性相似，也是由看不见的光子组成的。但具有比X射线还要强的穿透能力，能穿透一米多厚的水泥墙，因而能轻易穿透人的身体（一个能量为1MeV的γ射线就足以穿透人体），对人体造成危害。因此在外照射的防护中对γ射线的防护最重要，即使使用较厚材料阻挡一般也仍然有部分射线泄漏，所以通常只能用半吸收厚度来定量材料的阻隔效果。但由于γ射线是不带电的光子，它不能直接引起电离，所以它对人体内照射的危害要比α、β射线都小。

     X射线

     X射线是带电粒子与物质交互作用产生的高能光量子。X射线与γ射线有许多类似特性，但它们起源不同。X射线由原子外部引起，而γ射线由原子内部引起。所以X射线是另一种由原子核外层电子引起的辐射。X射线是波长很短的一种电磁波。X射线在电场磁场中不偏转，说明X射线是不带电的粒子流。是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式。X射线比γ射线能量低，因此穿透力小于γ射线。一般来说，较大的原子有较大机会吸收X射线光子。人体软组织由较小的原子组成而骨头含较多大原子如钙离子，所以和软组织相比骨头会吸收较多X射线。因此，X射线可以用作检查人体结构，用于医学成像诊断。X射线也被用于癌症治疗中破坏癌变细胞。由于它的广泛运用 X射线是人造辐射的最大来源。几毫米厚的铅能够阻挡住X射线。

     X射线也是游离辐射一类对人体有危害的辐射。

 放射性对人体健康有什么危害？

     放射性通常是指具有一定能量的射线，它可以破坏细胞组织。从而对人体造成伤害。射线强度和能量越大，受照时间越长，对人体的伤害就越大。当人受到大量射线照射时，可能会产生诸如头昏乏力、食欲减退、恶心、呕吐等症状，严重时会导致机体损伤，甚至死亡。但当人只受到少量射线照射（例如来自天然本底辐射的照射和医疗检查照射）时，不会有不适症状发生，也不会伤害身体。

     放射性辐射对人体造成损害需要一定的剂量，小剂量的辐射一般不会造成人体损害。我们生长在自然界，每天都会接触少量辐射（天然本底，或者说环境辐射，是指存在于环境中的各种辐射的总称，一般指电离辐射和电磁辐射），国际辐射防护委员会提出正常人（全身）允许一年接触有效剂量限制量为1000微西弗，在特殊情况下，只要5年内平均不超过1000微西弗，单独1年中可以有较高的有效剂量，而职业工作人员每年最大允许剂量是50000微(50mSv)。如一般的胸部、口腔、四肢的X射线诊断，接受的有效剂量每次约10微西弗。所以对小剂量的医学辐射（放射科、核医学）检查，不会对人体造成损伤。

X光机胸透或拍片受到放射性的伤害大不大？

     人生病的时候，医院大夫要对病人的胸部或其他部位进行X光透视或拍片检查，以确定病情。当患者拍片时，X射线穿透人体，物质密度越大，对X射线的吸收越厉害，因骨骼和软组织密度不同，接收到的X射线强弱不同，最后在观察到得图像上显示出来，从而达到诊断的目的。

     胸部透视一次约受到最大不超过20微西弗的照射剂量，大约相当于国际辐射防护委员会规定的公众年限值的五十分之一（公众年限值为1000微西弗）。成人拍片一次所受到的辐射剂量约10微西弗，仅为胸部透视的一半。而且拍片时间极短（目前数字化拍片机小于0.01秒，有的仅有几毫秒），而透视时间较长，病人拍片时所受到的辐射剂量比透视要低得多。目前国内绝大多数三级医院都采用全数字化X线摄片机（DR），使病人拍片时受照计量更低。从受照剂量总体来说，X射线透视和拍片都是安全的，不会对人体健康造成危害。

光量子芯片中可能存在哪些放射性射线？

　　了解了上述放射性辐射的基本概念后，我们再来分析光量子芯片的放射性辐射问题。产品说明书中给出了一个光量子能源与电磁波的区分示意图（见附录图1）。从这张图中我们可以清楚地看出光量子芯片的频谱分布。其中除了红外线、可见光、紫外线外，还包含了具有放射性的X射线和γ射线。但并不含核辐射中的α和β射线。

为什么要对光量子芯片进行放射性检测呢？

    芯片是否会对人体产生放射性危害，一要看芯片本身所含的放射性射线的强弱，长时间佩戴会对人体产生多大的影响。另外还要看芯片所采用的天然矿石是否受到自然界所存在的α、β、γ、X射线的污染。所以为了保证人体的安全必须进行放射性检测。

佩戴光量子芯片是安全的

     从企业提供的放射性检测报告（见附录图2）数据可知：

      所检测的 α和β射线对芯片矿石的表面污染数据，几乎和仪器对环境检测的本底数据一样（α射线：样品和仪器本底都是0.01；γ射线：样品为0.18，仪器本底为0.16），说明芯片矿石没有被这两种射线所污染。

      γ计量率（应该是γ辐射剂量率）的检测。辐射剂量率系指单位时间内的照射剂量。从检测数据看：样品是0.111，仪器本底是0.109，二者近乎一样，说明γ射线的辐射非常微弱，可以忽略不计。

      γ射线的能量测定。检测仪器采用低本底高纯锗γ谱仪。该设备是γ射线频谱分析的重要设备，其主要作用是，通过能量测量说明是哪一种放射性核素，通过强度测量说明放射性核素的含量。对芯片进行的γ射线能量检测中，选用了四种可产生γ射线的放射性核素标准样本（铀系、钍系、镭系、钾-40系）与芯片样品进行比对分析，检测的数据见图2，样品的能量检测数据基本低于仪器本底数据。说明芯片的γ射线含量均低于仪器可检测的下限。从这个角度也说明芯片中的γ射线的辐射非常微弱，可以忽略不计。

     依据这项检测报告就可以推断光量子芯片几乎没有放射性辐射，长期佩戴对人体是安全的。

为什么没有对X射线的检测报告呢？

     从上面有关X射线透视和拍片的论述中可知，X射线即使剂量很小，但是长期照射所产生的积累效应还是会对人体产生危害。不知为什么企业没有对芯片中所含X射线进行检测？

     是否可以这样来分析。我们知道X射线是带电粒子与物质交互作用产生的高能光量子。除了太阳不停的发射外，其它星球也经常向地球发射。另外地球上的许多放射性物质，在衰变过程中放出γ射线轰击其他物质时，也会产生X射线。所以我们生活在地球上，时时刻刻都会受到微量X射线的照射，只是我们所受到的X射线的辐射剂量非常微弱（比如太阳光中波长在紫外线以下包括X射线、γ射线以及其它宇宙射线在内，只占7%,可见光要占13%），不为我们所知，也不会对人体产生任何危害。

     在光量子芯片矿石波谱中，对人体具有医疗效应的主要在远红外线频段。而X射线和γ射线所占比例非常小，这从γ射线的检测报告的数据中可以清楚看出。我们也相信，光量子芯片中的X射线的含量微乎其微，所以光量子芯片长期佩戴不会对人体健康产生危害。

     即便如此，作为负责任的保健品研发生产企业，应该让客户消费地明明白白，不会产生任何疑虑，理应对芯片的X射线进行检测，用实实在在的数据让客户们放心。这也是建立企业信誉的必要作为。

附      录：

光量子芯片频谱图 

光量子芯片的放射性检测报告

                                二〇一三年九月七日