“弱光子”是什么东西?兼论成都机场的“弱光子”人体透视设备是否安全
先转一段新闻:
安徽xxx光电科技有限公司的宣传资料称,其产品“第三代安检设备”,特征是“运用弱光子透视技术,可以穿透人体。不仅能检测出被测人员所携带的金属及非金属件物、甚至液体,还能检测出其体内所隐藏的毒品和炸药,有效排除威胁因素,由于其不显示体表图像,也可以更有效地保护被检者的隐私。”
因为这种所谓的“弱光子透视设备”实为X光检测仪,被安装在成都机场做旅客的全身透视安检,引起舆论的轩然大波。
笔者涉足有关光的领域多年,真是没听说“弱光子”这个奇怪的称呼。
光子,是一个学术名称。咱们一般老百姓就叫光。19世纪末,人们已经知道光是一种波动(可以想象成水波、声波之类的物理现象)。实际上广义的“光”和电磁波是一个意思。
上世纪初爱因斯坦对某些光电现象的深入研究,得出了光不仅是波动,同时还是粒子,也就是说可以分为一个一个的单独的粒子,他称之为光量子。爱因斯坦因为这个研究获得了诺贝尔奖。
从那以后,光同时也被研究人员用“光子”这个称呼来描述。
如果我们描述一束光的强弱,我们可以用一个物理量叫做光强,就是说在特定的光照面积上,光的强度(通俗的说就是亮度)的大小。对同一种光,一定时间内照射到该区域的光子越多,光的强度就越大。
每一个“光子”都有一个能量。光子的能量和它的频率成正比,和它的波长成反比。
要是你搞不清频率波长这些术语,没关系,就把它们理解成光的颜色好了。光的颜色决定了它的光子具备的能量。
所以说,强或者弱,可以用来描述一束光(也就是很多很多连续不断的光子流)内光子的密度。
我们俗话说的光,都是指可见光。可见光是波长在400纳米到700纳米范围内的电磁波。比如400nm我们的肉眼识别为紫色,700nm我们的肉眼识别为红色。我们人眼最敏感的绿色在555纳米左右。
而X光,也是一种电磁波。只不过,它的波长在0.01纳米到10纳米之间。
因为光子能量和它的波长成反比。可知,X光光子的能量比可见光光子高得非常之多。
能量最低的X光光子的能量也是能量最高的可见光光子的40倍。而能量最高的X光光子其能量是最低的可见光光子的70000倍!
因此,相对于普通可见光,X光的每一个光子都具备高得多的能量。 这是可见光和X光产生的机理不同所决定的。
光对于人体组织的作用和其光子的能量有关。
光子能量比较低的光,其对于人体组织的作用以热效应为主。由于这些光子的能量比较低,细胞内的分子结构不会因吸收这些光子而改变。比如我们站在火炉旁,火炉发出的红光以及红外辐射,只会让我们感到发热而已。
但是对于可见光中波长比较短的紫光,以及比可见光波长稍短(也就是说光子能量稍高)的紫外线 (UV),其光子能量已经达到了可能危害人体细胞的程度。因此人们应该尽量避免在其下暴露皮肤。紫外线是导致皮肤癌的主要原因。皮肤内的组织吸收了这些光子后,细胞内的分子、DNA等组成部分可能被改变次序,从而造成基因突变和癌变。
可想而知比紫外线能量还高很多倍的X光对于人体组织有多大的害处!我们可以把X光想象成锋利的剪刀,它能轻易剪断人体组织细胞内的DNA的分子链条。一旦DNA被改变,人体细胞就可能发生变性从而造成癌变。
根据历史记录,20世纪早期研究X光和一些想把X光机器商业化用于日常生活的人,许多得了癌症。比如一度在X光上取得进展的爱迪生,因为他的一个职员暴露于X光下得了癌症,不治身亡,爱迪生退出了X光的研究。
目前X光仅作为医疗用途和对物品的透视。人体暴露在X光下的时间是被严格控制的。
当然控制X光的强度(也就是打在人体身上的X光光子数量)会让受损细胞少一些。但我们知道,每个X光光子的能量都是很强的。只要有X光穿过你的身体,你的细胞就会被破坏。只不过强度小一些时,你被破坏的细胞数量少一些,后果轻一些。
读了上面的科普,再来看成都机场的“弱光子”人体透视安检设备。他们把X光说成是“弱光子”,才真正是“颠倒黑白”和有意误导。X光是比所有可见光光子都强几十到几万倍的强光子。所以,他们应该把该设备改名为“极强光子”人体透视设备才行。 至于这种设备用到普通日常人体照射上是不是有害,结论是显而易见的。
(原创文章。转载请注明作者和集诚信 jichengxin.com)