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游
離輻射
■ 作者：朱學恒
一
個超低溫中子捕捉裝置的剖面觀。其捕捉是透過在超流體液態氦-4中的光子與低溫中子(11
K)之間的非彈性散射作用來達成。被捕捉的中子在貝它衰變時可被偵測到，因為在超流體中帶有能量的衰變電子可游離氦原子導致電子動能有效地轉換成光子(閃
爍)。(圖片提供：NIST)
太空熱又成為近來媒體關注的焦點，許多團隊都開始對載人的宇宙航行計畫重新感到興趣。拿到X計畫大獎的第一次民間太空載人飛行成功，維珍（Virgin）
集團也開始規劃自己的商務太空飛行公司，太空梭重啟飛行運補任務等等新聞，都讓人們對這個領域的話題感到特別的興趣。麻省理工學院擁有在全美名列前茅的航
空與太空科系，在開放式課程中相關的資料自然多不勝數；不過，擁有比較特殊觀點的課程卻反而出現在核子工程科系的22.01
游離輻射導論中。
「我的老天，宇宙充滿放射性！」這是在范艾倫發現輻射帶之後學術界的反應之一。事實上，太空飛行最麻煩的挑戰之一反而是輻射。根據授課老師的資料，由於太
空輻射的影響，過去二十年中平均每年會有兩個人造衛星部分零件失靈或是整個任務失敗。既然這些輻射已經強烈到足以影響電子零件，對人體也會有相當嚴重的影
響。因此，在載人飛行或是太空相關工作中，輻射防護就成了相當重要的一個工作，而且在許多狀況下是不能避免的問題。就以國際太空站來說，它的軌道設定51
度斜角是與俄國發射機構妥協的結果，也因此造成輻射曝露增加，因此如何屏蔽和在暴露劑量內維持太空人的正常運作就成了相當重要的一件事情。
美國太空總署也為此從1960年代開始研究質子生物效應，希望能夠更精確的度量相關的影響，並且作出更有效的屏蔽來。根據他們實驗的結果，如果用鐵粒子來
測試，受測的老鼠發生白內障的機率增加，對於毒物記憶反應也變差，在迷宮中更容易迷路，對空間的記憶和學習能力遭到不小的影響。（基本上有些類似老鼠老化
的結果）。不過，太空計畫的執行者面對的抉擇不是單純的增加屏蔽這麼簡單而已，輻射屏蔽不只會增加費用，更會增加重量，讓燃料的消耗變大，同時也讓經費和
不可控制的因素變多。因此，太空任務就成了應用各種創意的新場地，除了應用新的抗輻射材質之外，包括食物和食水等也都在控制之下成為屏蔽的有效材質，讓它
們發揮了眾多的用途，也節省了有限的空間和重量限制。
游離輻射導論中除了太空任務相關的部分之外，其他還包括了講述輻射應用在醫學造影和放射治療上的章節，也包括了經常成為住家放射污染源之一的氡氣的介紹。
對一個自學者而言，這門課程提供的許多內容已經足以勝過一本大部分的輻射科普書。而最後面的學生專題則是收集各種資料，提出對於歷史上輻射相關事件的正反
面看法來進行報告和說明，這種比較生動和彈性的教學方式，也讓讀者會有一些額外的收穫。 |
