La lumière visible fait partie du spectre électromagnétique. Michael Duva/Getty Images Dites le mot « radiation » à trois personnes différentes, et vous obtiendrez probablement trois réactions différentes. Votre tante peut vous dire comment les radiations ont détruit son cancer. Votre voisin pourrait mentionner les procédures "canard et couverture" de son époque. Et votre ami amateur de bandes dessinées vous expliquera comment les rayons gamma ont transformé Bruce Banner en Hulk. Le rayonnement se présente sous de nombreuses formes et est tout autour de nous, tout le temps. Parfois c'est dangereux; parfois non.
Le rayonnement est à la fois naturel et artificiel. Nos corps sont exposés au rayonnement naturel chaque jour - du sol et des gaz souterrains au rayonnement cosmique du soleil et de l'espace. Nous sommes également exposés aux radiations de nos propres inventions - procédures médicales, téléviseurs, téléphones portables et fours à micro-ondes. Les radiations ne sont pas nécessairement toujours dangereuses. Cela dépend de sa force, type et la durée d'exposition.
La plupart des gens vous diront que Marie Curie a découvert les radiations, avec son mari et partenaire de recherche Pierre. Et c'est vrai -- en quelque sorte. Curie a effectivement découvert l'élément radium en 1898, un accomplissement qui ferait d'elle la première femme récipiendaire du prix Nobel. Cependant, trois ans plus tôt en 1895, un scientifique nommé Wilhelm Röntgen a découvert pour la première fois les rayons X et le phénomène de la radioactivité (un terme inventé plus tard par Curie, basé sur le mot latin pour "ray"). Peu de temps après la découverte de Röntgen, un scientifique français nommé Henri Becquerel a tenté de comprendre d'où venaient les rayons X, et dans le processus a constaté que l'uranium a émis un puissant "rayon". Marie Curie a basé sa recherche doctorale sur les découvertes de Becquerel, ce qui l'a amenée à découvrir le radium [source :Vaught].
Radiation est l'énergie qui se déplace sous forme d'ondes (rayonnement électromagnétique) ou de particules à grande vitesse (rayonnement particulaire). Rayonnement particulaire se produit lorsqu'un atome instable (ou radioactif) se désintègre. Rayonnement électromagnétique (EM) , d'autre part, n'a pas de masse et se déplace par vagues. Le rayonnement EM peut aller de très basse énergie à très haute énergie, et nous appelons cette étendue la spectre électromagnétique . Dans le spectre EM, il existe deux types de rayonnement - ionisant et non ionisant.
Vous vous sentez un peu dépassé ? Ne t'inquiète pas, nous vous expliquerons tout cela en détail dans les prochaines pages.
Malheureusement, la chose même qui a donné à Marie Curie la vie éternelle dans nos livres d'histoire est ce qui l'a finalement tuée. A la fin des années 1890, Marie et son mari Pierre ont commencé à souffrir de divers maux. Marie a souffert de plusieurs cataractes (maintenant un effet secondaire connu des radiations) et a finalement succombé à une anémie liée aux radiations dans sa moelle osseuse.
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Les rayons ultraviolets du soleil sont une forme de rayonnement. DAJ/Getty Images Rayonnement électromagnétique (EM) est un flux de photons, voyager par vagues. Les photon est la particule de base pour toutes les formes de rayonnement EM. Mais qu'est-ce qu'un photon ? C'est un faisceau d'énergie -- de lumière -- toujours en mouvement. En réalité, la quantité d'énergie transportée par un photon le fait parfois se comporter comme une onde et parfois comme une particule. Les scientifiques appellent cela dualité onde-particule . Les photons de faible énergie (comme la radio) se comportent comme des ondes, tandis que les photons de haute énergie (comme les rayons X) se comportent davantage comme des particules. Vous pouvez en savoir plus sur le fonctionnement des photons dans Comment fonctionnent les lampes fluorescentes.
Le rayonnement EM peut voyager à travers l'espace vide. Cela le différencie des autres types d'ondes, comme le son, qui ont besoin d'un support pour se déplacer. Toutes les formes de rayonnement EM résident sur le électromagnétique spectre , qui classe le rayonnement de la plus faible énergie/longueur d'onde la plus longue à la plus haute énergie/longueur d'onde la plus courte. Plus l'énergie est élevée, le plus fort, et donc plus dangereux, le rayonnement. La seule différence entre une onde radio et un rayon gamma est le niveau d'énergie des photons [source :NASA]. Ci-dessous, le spectre électromagnétique en un coup d'œil.
Radio :Les ondes radio ont la longueur d'onde la plus longue du spectre électromagnétique (jusqu'à un terrain de football long). Ils sont invisibles à nos yeux. Ils apportent de la musique à nos radios, le son et l'image sur nos téléviseurs, et acheminer des signaux vers nos téléphones portables. Les ondes des téléphones portables sont plus courtes que les ondes radio, mais plus long que les micro-ondes.
Micro-ondes :Également invisible, nous utilisons des micro-ondes pour chauffer nos aliments rapidement. Les satellites de télécommunications utilisent des micro-ondes pour transmettre la voix via le téléphone. L'énergie des micro-ondes peut pénétrer la brume, nuages ou fumée, et est donc utile pour transmettre des informations. Certaines micro-ondes sont utilisées pour le radar, comme le radar Doppler que votre météorologue utilise pour les informations. L'univers entier a un faible rayonnement de fond cosmique micro-ondes - quelque chose que les scientifiques relient à la théorie du Big Bang.
Infrarouge :L'infrarouge se situe entre les parties visible et invisible du spectre EM. Votre télécommande utilise la lumière infrarouge pour changer de chaîne. Nous ressentons chaque jour le rayonnement infrarouge via la chaleur du soleil. La photographie infrarouge peut détecter les différences de température. Les serpents peuvent réellement détecter le rayonnement infrarouge, c'est ainsi qu'ils sont capables de localiser des proies à sang chaud dans l'obscurité totale.
Visible :C'est la seule partie du spectre électromagnétique que nous pouvons voir. Nous voyons les différentes longueurs d'onde dans cette bande du spectre comme les couleurs de l'arc-en-ciel. Le soleil, par exemple, est une source naturelle d'ondes visibles. En regardant un objet, nos yeux voient la couleur de la lumière reflétée, et toutes les autres couleurs sont absorbées.
Ultra-violet :Les rayons ultraviolets (UV) sont la cause des coups de soleil. Les humains ne peuvent pas voir les rayons UV, mais certains insectes le peuvent. La couche d'ozone de notre atmosphère bloque la plupart des rayons UV. Cependant, à mesure que notre couche d'ozone s'appauvrit en raison de l'utilisation de chlorofluorocarbures (CFC), Les niveaux d'UV augmentent. Cela peut entraîner des effets sur la santé comme le cancer de la peau [source :EPA].
rayons X :Les rayons X sont des ondes lumineuses de très haute énergie. Nous connaissons mieux leur utilisation dans un cabinet médical, mais les rayons X se produisent aussi naturellement dans l'espace. Mais ne vous inquiétez pas, Les rayons X ne peuvent pas pénétrer de l'espace extra-atmosphérique à la surface de la Terre. En savoir plus dans Comment fonctionnent les rayons X.
Rayons gamma :Les rayons gamma ont la longueur d'onde la plus énergétique et la plus courte de tout le spectre. Les explosions nucléaires et les atomes radioactifs génèrent ces rayons. Les rayons gamma peuvent tuer les cellules vivantes, et les professionnels de la santé les utilisent parfois pour détruire les cellules cancéreuses. Dans l'espace lointain, des sursauts gamma se produisent quotidiennement, mais leurs origines restent un mystère.
Lisez la suite pour découvrir la différence entre les rayonnements non ionisants et ionisants.
Ajusteur de chaussures aux rayons XOn sait aujourd'hui que la surexposition aux rayons X est dangereuse, et les techniciens en radiologie et les patients doivent porter un équipement de protection. Cependant, des années 30 aux années 50, les vendeurs de chaussures utilisaient en fait une machine à rayons X pour l'ajustement des chaussures. Bien qu'aucune blessure de surexposition n'ait été signalée chez les clients, les employés n'ont pas eu autant de chance. Un modèle de chaussure a souffert suffisamment de complications d'une surexposition aux rayons X pour nécessiter l'amputation de toute sa jambe [source :Frame].
Tour de tambour à micro-ondes au crépuscule à Baltimore, Md. Greg Pease/Getty Images Le rayonnement est divisé en deux types :non ionisant et ionisant. Sur le spectre électromagnétique (EM), cette coupure se produit entre l'infrarouge et l'ultraviolet. En creusant plus loin, Les rayonnements ionisants sont de trois types principaux :les particules alpha, particules bêta et rayons gamma. Nous discuterons de ces types de rayonnement plus en détail plus loin dans cet article.
Rayonnement non ionisant est un rayonnement de faible énergie qui n'a pas assez d'énergie pour ioniser les atomes ou les molécules. Il est situé dans la partie basse du spectre électromagnétique. Les sources de rayonnement non ionisant comprennent les lignes électriques, micro-ondes, les ondes radio, rayonnement infrarouge, lumière visible et lasers. Bien que considéré comme moins dangereux que les rayonnements ionisants, une surexposition aux rayonnements non ionisants peut entraîner des problèmes de santé. Jetons un coup d'œil à quelques exemples de rayonnements non ionisants et aux problèmes de sécurité qui les entourent.
Fréquence extrêmement basse (ELF) le rayonnement est le rayonnement produit par des choses comme les lignes électriques ou le câblage électrique. Il existe des problèmes de santé associés à l'exposition aux champs magnétiques à proximité des lignes électriques, et cette question est très controversée. Évidemment, Le rayonnement ELF nous entoure chaque jour, mais l'exposition dangereuse dépend de la force de l'ELF à la source, ainsi que la distance et la durée d'exposition. La recherche sur le rayonnement ELF se concentre sur le cancer et les problèmes de reproduction. Il n'y a pas de lien définitif entre les rayonnements ELF et la maladie, mais des études ont montré quelques connexions préliminaires [source :OMS].
Les rayonnements radiofréquence (RF) et micro-ondes (MV) proviennent le plus souvent des radios, téléviseurs, fours à micro-ondes et téléphones portables. Les ondes RF et MV peuvent interférer avec les stimulateurs cardiaques, appareils auditifs et défibrillateurs, et les gens devraient prendre les précautions appropriées. Dans les années récentes, les inquiétudes concernant le rayonnement des téléphones portables ont fait la une des journaux. Bien qu'il n'y ait pas de lien prouvé entre l'utilisation du téléphone portable et les problèmes de santé, le potentiel est là. De nouveau, tout est question d'exposition. De grandes quantités d'exposition aux RF peuvent chauffer les tissus, qui peuvent endommager la peau ou les yeux et augmenter la température corporelle. Certains experts recommandent d'utiliser un casque ou un appareil mains libres si vous utilisez votre téléphone portable fréquemment et pendant de longues périodes [source :FCC]. Vous pouvez en savoir plus sur les téléphones portables et les radiations dans notre article Comment fonctionnent les radiations des téléphones portables.
Notre peau et nos yeux absorbent le rayonnement infrarouge (IR) sous forme de chaleur. Une surexposition aux infrarouges peut entraîner des brûlures et des douleurs. La surexposition aux rayonnements ultraviolets (UV) nous préoccupe car il n'y a pas de symptômes immédiats. Cependant, les effets peuvent se développer rapidement par la suite sous la forme d'un coup de soleil ou pire. Une surexposition aux rayons UV peut entraîner un cancer de la peau, cataractes et système immunitaire affaibli [source :EPA]. Outre la lumière du soleil, Les sources UV comprennent les lumières noires et les outils de soudage.
Dernièrement, les lasers émettent des infrarouges, rayonnement visible et UV. Ils peuvent être très dangereux pour les yeux et la peau. Les personnes qui travaillent avec des lasers doivent porter un équipement de protection sur les yeux, mains et bras.
Continuez votre lecture pour en savoir plus sur les rayonnements ionisants de haute énergie.
Radium FillesDans les années 1920, une entreprise horlogère a utilisé la substance récemment découverte, le radium, pour faire briller ses montres dans le noir. Des milliers de filles sont allées travailler dans l'usine horlogère pour faire la peinture minutieuse à la main. Pour faire une pointe plus fine sur leurs pinceaux, les filles les léchaient. Parfois pour rompre la monotonie, les filles se peignaient les dents et les lèvres et éteignaient les lumières. Bien que les managers testent régulièrement les filles pour la radioactivité, les femmes n'ont jamais reçu les résultats de ces tests. En 1938, une travailleuse du nom de Catherine Donahue a finalement poursuivi l'entreprise pour les résultats de son test. Elle a gagné un règlement de plusieurs milliers de dollars mais est décédée la même année. Beaucoup d'autres sont morts au fil des ans, mais un lien n'a jamais été prouvé et l'entreprise n'a jamais pris la responsabilité [source :Irvine].
Radiographie du torse d'un jeune garçon. Sami Sarkis/Getty Images Similaire aux rayonnements non ionisants, rayonnement ionisant est l'énergie sous forme de particules ou d'ondes. Cependant, le rayonnement ionisant est si riche en énergie qu'il peut rompre les liaisons chimiques, ce qui signifie qu'il peut charger (ou ioniser) un atome qui interagit avec lui. A plus faible énergie, il peut enlever quelques électrons. A une énergie plus élevée, il peut détruire le noyau d'un atome. Cela signifie que lorsque le rayonnement ionisant traverse les tissus du corps, il a en fait assez d'énergie pour endommager l'ADN. C'est pourquoi les rayons gamma, par exemple, sont bons pour tuer les cellules cancéreuses grâce à la radiothérapie.
Les rayonnements ionisants sont émis par des matières radioactives, équipements très haute tension, réactions nucléaires et étoiles. C'est à la fois naturel et artificiel. Une source naturelle de rayonnement ionisant est le radon, une matière radioactive trouvée sous terre. Les rayons X sont un bon exemple de rayonnement ionisant d'origine humaine.
Les trois types de rayonnements ionisants dont nous allons discuter ici sont particules alpha , particules bêta et des rayons .
Rayonnement particulaire implique un mouvement rapide, petites particules qui ont de l'énergie et de la masse. Lorsqu'un atome instable se désintègre, il produit un rayonnement particulaire, y compris les particules alpha et bêta. Par exemple, lorsque des éléments radioactifs comme l'uranium, désintégration du radium et du polonium, ils libèrent des particules alpha radioactives. Ces particules, composé de protons et de neutrons, sont grands et ne peuvent parcourir qu'une courte distance - en fait, ils peuvent être arrêtés avec juste un morceau de papier ou même votre peau. Cependant, l'inhalation ou l'ingestion de particules alpha peut être très dangereuse. Une fois dans ton corps, les particules alpha exposent vos tissus aux radiations.
Particules bêta, d'autre part, sont des électrons rapides. Ils peuvent voyager et pénétrer plus que les particules alpha. Les particules bêta peuvent être arrêtées ou réduites par une couche de vêtements ou une substance comme l'aluminium (réfléchissez donc à deux fois la prochaine fois que vous vous moquez du gars du coin qui porte un chapeau protecteur en papier d'aluminium !). Cependant, certaines particules bêta ont suffisamment d'énergie pour pénétrer dans la peau et causer des dommages comme des brûlures. Comme pour les particules alpha, les particules bêta sont assez dangereuses si elles sont inhalées ou ingérées.
Les rayons gamma sont un type de rayonnement électromagnétique, mais ils émettent toujours des rayonnements ionisants en raison de leur haute énergie. Les rayons gamma accompagnent souvent les particules alpha et bêta. Contrairement aux particules alpha et bêta, ils sont extrêmement pénétrants. En réalité, plusieurs pouces de plomb ou même quelques pieds de béton sont nécessaires pour arrêter les rayons gamma. Ils représentent un danger radiologique pour tout le corps, ce qui signifie que même s'ils passeront à travers vous, votre tissu absorbera certains rayons. Les rayons gamma se produisent naturellement dans les minéraux comme le potassium-40. N'arrêtez pas de prendre vos vitamines tout de suite, bien que. L'isotope radioactif du potassium est présent à une concentration extrêmement faible, et le potassium est nécessaire à une bonne santé [source :HPS].
Les rayons X sont essentiellement les mêmes que les rayons gamma, mais leur origine est différente. Où les rayons gamma proviennent de l'intérieur du noyau d'un atome, Les rayons X proviennent de processus extérieurs au noyau. Les rayons X proviennent d'un changement dans la structure électronique d'un atome et sont principalement produits par des machines. Ils ne sont pas aussi pénétrants que les rayons gamma, et quelques millimètres de plomb peuvent les arrêter. C'est pourquoi vous portez un « tablier de plomb » lorsque vous recevez des radiographies médicales.
Une surexposition aux rayonnements ionisants peut provoquer des mutations dans vos gènes, qui provoque des malformations congénitales, un risque accru de cancer, brûlures ou maladie des radiations [source :NLM].
Cette information vous fait peur ? Passons ensuite à l'exposition aux rayonnements à la page suivante.
Vos super-héros sont radioactifs !L'exposition aux radiations a toujours chatouillé la fantaisie des auteurs de bandes dessinées. Nous imaginons que c'est parce que les radiations peuvent altérer l'ADN - ouvrant ainsi un monde de possibilités de mutations et de superpuissances. Voici juste un échantillon de quelques personnages de bandes dessinées affectés par la radioactivité :Spider-Man, Hulk, Homme radioactif (bien sûr), Garçon du soleil, Marchand de sable, Godzilla, Gravitons, Radiographie, Carnage, Docteur Phosphore, Docteur Manhattan, Flux et Ion. Il y en a des dizaines d'autres, et qui sait combien vivent dans la tête des créateurs de BD de demain [source :Comic Vine] ?
Le rayonnement est partout. Elle fait partie de notre environnement depuis la naissance de la planète. Le rayonnement existe dans l'atmosphère, le sol, l'eau et même dans notre propre corps. C'est appelé rayonnement de fond naturel , et c'est parfaitement sûr.
Les radiations affectent votre corps en déposant de l'énergie dans vos tissus, qui peut endommager les cellules. Dans certains cas, cela n'aura aucun effet. Chez les autres, la cellule peut devenir anormale et plus tard maligne. Cela dépend de la force et de la durée de l'exposition. Dans les rares cas d'une énorme quantité d'exposition aux rayonnements en peu de temps, la mort peut survenir en quelques jours ou quelques heures. Nous appelons cela exposition aiguë . Exposition chronique , d'autre part, est une exposition fréquente à de faibles doses de rayonnement, sur une longue période. Il peut y avoir un délai entre l'exposition initiale et les effets sur la santé qui en découlent. À ce jour, les meilleures informations dont nous disposons sur les risques pour la santé et l'exposition aux rayonnements proviennent des survivants de la bombe atomique au Japon et des personnes qui travaillent quotidiennement avec des rayonnements ou reçoivent des rayonnements comme traitement médical.
Nous mesurons les quantités d'exposition aux rayonnements en unités appelées millirem (mrem). Les lectures les plus élevées sont mesurées en mSv, que vous pouvez multiplier par 100 pour obtenir mrem. Aux Etats-Unis, les gens reçoivent une dose annuelle moyenne d'environ 360 mrem. Plus de 80 pour cent de cette dose provient du rayonnement de fond naturel [source :DOE]. Cependant, des considérations extérieures affectent grandement la dose moyenne. Où et comment vous vivez affecte la quantité d'exposition aux rayonnements que vous recevez. Par exemple, les personnes qui vivent dans la partie nord-ouest du Pacifique des États-Unis ne reçoivent généralement qu'environ 240 mrem de sources naturelles et artificielles. Cependant, les habitants du Nord-Est reçoivent jusqu'à 1700 mrem par an, principalement en raison du radon qui est naturel pour les roches et le sol. Le 1700 mrem est-il sûr ? Jetez un œil à la barre latérale pour voir.
Alors, que faites-vous si vous êtes exposé ? Découvrez-le à la page suivante.
Tableau posologique d'exposition aux rayonnements :Ce tableau répertorie uniquement les rayonnements ionisants. De tous les types de rayonnements non ionisants, seuls les rayons ultraviolets sont des agents cancérigènes.
[sources :Association nucléaire mondiale et Health.com]
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Un accident de centrale nucléaire pourrait laisser échapper des radiations nocives dans l'atmosphère. Pete Turner/Getty Images De nombreux films et livres utilisent des menaces de rayonnement, comme les accidents nucléaires et les bombes, comme fourrage pour le frisson et les frissons. Mais qu'est-ce qui est réel et qu'est-ce qui ne l'est pas ? Il est probablement prudent de dire que les zombies ne se soulèveront pas et ne prendront pas le contrôle de la planète. Nous pensons. Mais l'empoisonnement par les radiations et la maladie peuvent se produire et se produisent. Les rayonnements peuvent s'infiltrer dans l'environnement de plusieurs manières :un accident de centrale nucléaire, une explosion de bombe atomique, rejet accidentel d'un dispositif médical ou industriel, essais d'armes nucléaires, ou le terrorisme (comme une bombe sale). Lorsque nous parlons d'exposition aux rayonnements ici, nous parlons principalement de l'occurrence très rare d'une libération à grande échelle de rayonnement.
Chaque communauté a mis en place un plan en cas de catastrophe radiologique. Vos responsables locaux doivent être formés à la préparation et vous fourniront des instructions en cas d'urgence. Lors d'une urgence radiologique, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) peuvent vous recommander de rester à l'intérieur de votre maison plutôt que d'évacuer. En effet, les murs de votre maison peuvent bloquer une partie des rayonnements nocifs. La pièce la plus sûre de la maison est celle qui a le moins de fenêtres, éventuellement votre sous-sol ou votre salle de bain.
Si vous travaillez à proximité de rayonnements et de matières radioactives, il y a des mandats sur la quantité de rayonnement à laquelle vous pouvez être exposé. Selon l'industrie dans laquelle vous travaillez, il y a aussi des précautions comme les équipements de sécurité, masques, gants et tabliers plombés.
En cas d'urgence radiologique, la première chose à savoir est si vous êtes contaminé. Si vous avez des matières radioactives sur ou à l'intérieur de votre corps, tu es contaminé. La contamination peut se propager rapidement - vous éliminerez les contaminants externes lorsque vous vous déplacerez et libérerez des fluides corporels. Le CDC recommande les étapes suivantes pour limiter la contamination :
[source :CDC]
Si vous êtes exposé à des radiations, le personnel médical peut vous évaluer pour la maladie des radiations ou l'empoisonnement par le biais de contrôles des symptômes, tests sanguins, ou un compteur Geiger , qui peut localiser des particules radioactives. Selon la gravité de l'exposition, il existe différents types de traitements médicaux. La décontamination est la première étape, et c'est peut-être tout ce dont vous avez besoin. Des tests sanguins peuvent être recommandés chaque année environ pour vérifier les symptômes à développement tardif.
Il existe également des pilules que vous pouvez prendre pour réduire les symptômes d'exposition. Vous avez peut-être entendu parler de personnes prenant des comprimés d'iodure de potassium lors d'une urgence nucléaire. Ces comprimés empêchent l'iode radioactif de se concentrer dans votre thyroïde. Il est important de comprendre que l'iodure de potassium n'offre aucune protection contre l'exposition directe aux rayonnements ou à d'autres particules radioactives en suspension dans l'air. Le bleu de Prusse est un type de colorant qui se lie aux éléments radioactifs comme le césium et le thallium. Il accélérera l'élimination par votre corps des particules radioactives, réduire la quantité de rayonnement que vos cellules pourraient absorber. Acide diéthylènetriamine pentaacétique (DTPA) se lie au métal en éléments radioactifs comme le plutonium, l'américium et le curium. Les particules radioactives sortent du corps dans l'urine, réduisant à nouveau la quantité de rayonnement absorbé.
Pour plus d'informations sur les radiations, exposez-vous aux liens sur la page suivante.
Le rayonnement peut être bon pour vousAvant de vous enfermer dans votre abri antiatomique, rappelez-vous que certains rayonnements sont en fait bénéfiques pour votre santé. Rayonnement ultraviolet (UV), par exemple, est essentiel pour que le corps stimule la production de vitamine D. Oui, un peu de soleil est en fait bon pour vous. Mais ne jetez pas votre crème solaire tout de suite. Les experts disent qu'à peine cinq à quinze minutes par jour, trois fois par semaine, est plus que suffisant pour maintenir vos niveaux élevés.
