高能粒子

赫生童子

	高能粒子 「引用自網路」 高能粒子，即高動能的微觀粒子，而微觀粒子可以是光子、電子、中子、質子以及所有基本粒子。 好吧，我們來逐一分析，被各種高能粒子轟擊，人會怎麼樣。 一、光子 典型的有X射線和γ射線。由於光子本身不帶電，它不容易與物質原子的核外電子發生相互作用，所以穿透力很強。構成人身體的的大部分元素的原子序數都不高，對X射線和γ射線來說，輕鬆穿透。 當X射線或者γ射線穿透人體的過程中，我們可以觀察到： 1、穿透後的射線。其強度與入射初始時有所減弱，事實上，任何物質都能使穿過的射線衰弱。這部分射線是未與物質發生相互作用的光子，其前進方向與入射初始時一致。 2、散射X射線。這部分射線是與物質的原子核或核外電子發生過一次或多次作用的光子，其方向發生了改變。 3、電子，可能出現的電子類型有：反沖電子、俄歇電子、光電子等。射線通過物質時，根據入射光子的能量和物質的原子序數，一般會發生四種效應，一是光電效應、二是康普頓效應、三是電子對效應、四是瑞利散射。 光電效應發射出的電子，稱為光電子。同時該效應還會產生俄歇電子和螢光X射線。 康普頓效應產生反沖電子。 電子對效應產生正負電子對。 瑞利散射產生散射電子。 4、螢光X射線。其來源於光電效應，該射線對應的波長位置完全取決於物質元素的種類，因此又稱為標識X射線。人們常用此來進行物質的元素分析，例如識別合金的成分比例。 5、熱能。 人體全身輻射的半致死劑量就是4Gy，而美國Varian公司生產的Linatron400型工業用X射線機，該設備在距離靶1m處射線輸出的劑量是4Gy，能量是4MeV。所以人受到這等高能射線轟擊，一旦劑量過大，破壞了中樞神經系統，人體在幾分鐘至幾小時內100%死亡。 二、電子 電子射線和β射線都是由電子構成。由於它們容易與物質原子的核外電子發生相互作用，因此這類粒子穿透力很弱，舉個例子，4MeV能量的β粒子，在空氣中的射程為15cm。 但是，β射線是β衰變過程中從原子核內發出的，所以這時候人身上沾有了放射性元素，凶多吉少啊~ 其實，電子射線可以理解成電流，人體可以理解成電阻，如果電子射線轟擊人體，電阻會發熱。 那麼我們利用高壓電場加速電子，在真空管裏轟擊人體，這樣就解決電子射線射程短的問題了，最後電子的動能大部分轉換為熱能，人體遭轟擊的部位會發熱燒焦。 三、質子 質子射線和α射線都是帶正電的粒子流，它跟電子一樣，由於本身帶電，容易與物質原子的核外電子發生相互作用，因此這類粒子穿透力也很弱。舉個例子，4MeV能量的α粒子，在空氣中的射程僅為2.5cm。 但是，α射線是放射性同位素在α衰變過程中從原子核內發出的，這也意味著人身上沾有了放射性元素，還是凶多吉少啊~ 四、中子 中子射線是一束中子流，它不帶電，所以穿透力很強，它的特點是容易穿透某些高原子序數的材料而難於穿透某些低原子序數的材料，氫元素對中子的衰減作用就很大，而人體很大一部分是由水分構成的，含有氫元素。 不過，中子射線來源有三個：放射性同位素、加速器或核反應爐。通通都是危險源，所以人還是凶多吉少。而且其他條件相同的情況下，中子射線與X射線和γ射線比較，其殺傷力更大。 總結：高能粒子撞到身上會怎麼樣？ 高能粒子束流，即射線，在穿透物質的過程中會與物質發生複雜的物理和化學作用，例如，電離作用、螢光作用、熱作用以及光化學作用。 對於人體來說，具有輻射生物效應，會殺傷人體細胞，破壞人體組織。 機體細胞和組織的正常代謝活動會受到射線的電離效應干擾，同時破壞人體細胞和組織的結構。具體來說，射線有兩種損傷人體的形式，一是直接作用，二是間接作用。 直接作用是指射線照射人體時，與機體細胞、組織、體液等物質相互作用，引起物質的原子或分子電離，直接破壞機體內某些大分子結構，如使蛋白質鏈斷裂、核糖核酸或去氧核糖核酸斷裂、破壞一些對物質代謝有重要意義的酶等。 間接作用是指射線通過電離人體內廣泛存在的水分子，形成一些自由基，通過這些自由基的作用來損壞機體。這些自由基本質上是擁有一個或多個不配對電子的分子或原子，具有極高的不穩定性和化學反應性，能迅速地引起其他生物分子結構的破壞。 可見，遭受高能粒子轟擊，人非死即傷。在設定大劑量輻射的情況下，如果射線傷及神經中樞系統，人立即就會死亡；如果傷及其他局部器官，那麼該部分組織就會壞死，造成其原有功能喪失，同時增加致癌的風險。