一、漫話輻射人類生存在一個繁花似錦的世界裏，山川田野、江河湖海裏有數不清的動物、植物，天空中有無數的星辰。世界萬物無論大小都有共同的特點，它們都在不斷地運動著，呈現在我們麵前的是一個生機蓬勃的世界。從更微觀的角度看來，萬物都是由原子組成的。而原子也是由電子圍繞著原子核不斷地運動著。萬物都在運動，概莫能外。所以我們認識到這個世界是物質的，而物質是運動的。沒有運動就沒有世界。
運動離不開能量。我們每天要吃飯來補充能量，以維持我們的機體的運動消耗。同時我們也在不停地向我們周圍的環境放出能量；在寒冷的冬季，人類、野獸都會“抱團取暖”，就是相互給對方能量。與此相似，大到太陽和星辰，小到螻蟻，也都在向外界散發著能量。我們發現這些物體散發能量的一種主要方式是以射線的形式向周圍放出。我們可以形象地把這些射線看作從圓心（放出能量的物體）向四周延伸的“輻條”（就像自行車輪圈上的鋼絲），這樣我們就有了“輻射”這個名詞。那些發出能量的物體就叫作“輻射源”。
品也會輻射能量，因此也是輻射源。例如雷達站、電視台、手機、燈泡等，它們需要消耗電能，而消耗的電能的主要價值就是用來轉換為各種輻射。
何為核輻射？在本書中，我們關注的是一種特殊的輻射，這種輻射是組成物質的原子的原子核在特定情況下發出來的，我們稱它為核輻射。對於大多數的普通人來說，核輻射是一個比較生疏、神秘和恐怖的名字。其實核輻射是我們這個世界上最為重要和普遍的一種輻射方式，與我們每個人有極其密切的關係。例如，人們一致歌頌“萬物生長靠太陽”，供給我們這個星球光和熱的太陽本身就是一個巨大的輻射源，它對於我們這個星球上所已經發生和即將發生的一切事物都有著決定性的作用。除了太陽，我們地球上的空氣，江河湖海，岩石土壤，各種生物中也或多或少的會發出核輻射，因此可以這樣說：核輻射無所不在，我們人類總是處於無數個大大小小的核輻射包圍中的！
核輻射不但無法完全避免，而且它還進一步的被開發和利用。今天我們在科技如此發達的21世紀，地球村的村民們，為了避害趨利，就很有必要以這次轟動全球的福島核危機事件為契機，增強我們對於有關核輻射知識的了解。
我們安全嗎？目前，我們每天都在關心有關福島核危機事件的報導，我國的權威部門每天都發布信息。總的說，我國還是安全的。這種安全感的科學依據又是什麼呢？我們就借此來了解一下核輻射的距離效應。
在前麵我們已經知道，核輻射和其他輻射一樣，在不加控製的情況下，其能量是向四麵八方均勻地發射的。如果我們把輻射源作為圓心，以任意距離（半徑）在空間畫一個圓球，那麼在球麵上的每一點（一個很小的麵積），吸收核輻射能量是相同的。在忽略空氣吸收的情況下，這個圓球球麵總吸收的輻射能量就是這個輻射源所輻射的能量。
因為這個圓球是隨意畫的，也就是說它的半徑可大可小，圓球的表麵麵積也可大可小。由於輻射源在某一時刻所發出的總的輻射能是不變的兩個同心球，表示輻射與距離的關係
，於是我們可以得知在半徑較大的圓球表麵上的一個點（即一個很小的麵積）所接受到的輻射能量也就較小。確切地說，由於圓球表麵的麵積是與球的半徑平方成正比，因此某一點接受到的核輻射能量是與距離的平方成反比的。
我們可以把輻射的距離效應的原理，具體應用到這次的福島核危機事件。目前日本政府已經把福島第一核電站周圍20公裏定為高度危險區。因為在這個範圍內核輻射的強度對於人們是有害的，而日本的首都東京離開核泄漏地有220公裏，所以，東京的核輻射強度僅為福島危險區邊緣的20×20/220×220=1/100，而我國距離福島約1500公裏，因此福島的泄漏對於我國的影響僅為當地的20×20/1500×1500＝1/6000。
不言而喻，福島作為核輻射的泄漏源，對於我國的直接影響是很小的。是不是就沒有威脅呢？答案是否定的。此次核事故對於我國人民較大的潛在威脅在於它所產生的放射性塵埃可能產生的“內輻射”（或稱內照射）。為什麼細小的放射性塵埃可能造成較大的危害呢？我們可以從核輻射的距離效應來理解。在核事故中會產生大量的具有放射性的顆粒，其中不乏細小的塵粒。這些細小顆粒就有可能懸浮在大氣中，或者被海水所攜帶四處飄流，或粘附在動植物以及各種物體的表麵。這些放射性顆粒將會由大氣流、洋流和各種交通工具擴散開來造成大麵積的汙染。其最嚴重的結果是這種放射性顆粒有可能通過呼吸、飲水和食物進入人體內部，上演的是一出不折不扣的“孫悟空鑽進了鐵扇公主肚子裏”的鬧劇。由於放射性顆粒和人體組織直接接觸其距離很小，就會造成很大的損傷。
在此次福島核事故中，由於日本東北部海域的洋流流向並不會經過我國海域，而在這冬春之交，我國上空的風向主要是西北風，所以無論是水體還是大氣都不會把放射性物質直接帶到我國。不過我們不要忘記地球是圓的，這些含有放射性顆粒的大氣和海水在環繞地球一周後還會再路過我國，不過經過一段較長的上空旅程後，它們將會被極大程度地稀釋，其危害程度亦將大幅度降低。
二、進入“小宇宙”
隨著科技進步，我們對於大自然的認知也不斷拓寬深化。當我們仰望蒼穹時，我們已經揚棄老祖宗的“天圓地方”的概念。我們知道所處的這個星球屬於太陽係。共有十個類似於地球的行星圍繞著太陽運轉。我們的地球離開太陽的距離大約為149597870公裏，這是一個很大的數字。但是整個太陽係卻僅僅是浩瀚無際的宇宙中滄海一粟。由此可見宇宙之大！
另一方麵，我們對於身邊的“小宇宙”也加深了認識。我們得知世界上，宇宙中的一切物體都是由一百多種微小物質的顆粒——原子所組成。不同的原子結合在一起就形成了千百種物質。例如被稱為生命之源的水（H2O）就是由氫原子和氧原子結合而成。原子雖小，但是它遠非微觀世界的終點。因為我們已經確認原子也還是可繼續被窮盡，它是由更微小的原子核與電子所組成，而原子核還可以被繼續剖析，它又是由中子與質子所組成。在每一個原子中電子也是圍繞著原子核運動。就像在太陽係中我們的地球圍繞著太陽運動一樣。你看這“小宇宙”和“大宇宙”有多麼驚人的相似之處！
原子與原子核以及構成原子核的中子和質子，這些微觀質點如此微小，我們僅憑肉眼是無法直接觀察的。但是先進的現代科技可以幫助我們仔細觀察研究微觀世界。
首先我們要給出這些微觀質點的尺度，使大家對這個“小宇宙”具備一些概念。
一個原子如同太陽係那樣，在其中心有一個原子核，而數個電子就像太陽係中的行星那樣圍繞原子核不停地運動。為了便於理解原子及其中的微觀粒子的相對尺度，我們可以把它放大。如果把原子想象為一個長半徑約為60米的標準400米跑道（當然原子是立體的），那麼原子核就是在跑道中心的、直徑為1毫米的小球，而電子則是在跑道上奔馳的一粒花粉。這樣就能夠形象地幫助我們理解原子、原子核和電子的尺度相差是如何懸殊。更具體地說，原子的尺度約為百億分之一米（10－10米），而原子核的尺度約為千萬億分之一米（10－15）。因為用這種辦法來表示這些粒子的尺度實在太麻煩了，所以人們另外設立了更小的單位，把10－10米稱為納米，而把10－15米稱為費米，例如一個鈾原子核的大小是7.4費米。
接下來，我們再談談組成原子的各種微觀粒子的其他性質。
我們已經得知，原子核是由中子和質子組成，中子不帶電，質子帶一個正電。中子與質子重量差不多，組成原子核的中子與質子是較重的，而電子則很輕。氫原子是所有原子中最簡單的。它的原子核就是一個質子，在核外有一個電子。一個氫原子質量是電子質量的1840倍，所以估算原子質量可以用簡單的加法，它幾乎就是其原子核中所有的中子與質子的質量的和，而電子對於原子質量的貢獻幾乎可以忽略。
我們接下來介紹一下同位素的概念。元素周期表是偉大的俄羅斯化學家門捷列夫發明的，他根據元素（原子）的化學性質的變化規律，把各種元素加以排列，從而揭示了元素化學性質變化的周期性規律。進一步的研究發現：原子化學性質的變化是由原子中核外電子排布的變化所決定的，而電子的排布的變化則是由不同元素的電子數目的變化（在各種原子中，以氫原子最為簡單，它隻有一個核外電子，而其他的原子越來越複雜，原子核內質子與中子增加，核外電子數也增多）。歸根到底，各種原子在元素周期表中排列的位置是由它們的核外電子所決定。
現在，我們以氫原子為例來認識同位素。天然的氫核有三種同位素，在氫核的三種同位素中，都有一個質子，也就是它們在元素周期表中占同一個位置：氫核裏除了質子外沒有別的東西；而在氘（dāo）核的氫同位素裏，有一個中子，一個質子；在氚（chuān）核裏，有二個中子、一個質子。由此我們得知，雖然氫的三種同位素有著不同的原子核，因此它們的質量（原子量）是不同的，但是它們都隻有一個核外電子。所以它們的化學性質是相同的，它們在周期表中有相同的位置。這樣，我們就說氘、氚都是氫的同位素。我們注意到某種原子同位素雖然有相同的化學性質，但是它們的核物理性質卻是不同的。
我們在這裏討論的是核輻射，顧名思義我們就要繼續關注原子核。自然界存在的原子核稱為天然核素，它可以分為兩組：穩定核素和不穩定核素。不穩定核素就是放射性核素，放射性核素包括天然放射性核素與人工放射性核素兩種。例如鈾235是天然的放射性核素（在這裏數字235表示在它的原子核中，質子和中子總共有235個），它的穩定核素是鈾238。人造的不穩定原子核是用中子轟擊穩定核後所產生的，如鈷的穩定核素是鈷59，一個中子打進去就變成鈷60，鈷60是不穩定核素，也稱為放射性核素，它能放出兩條γ射線，能量在1兆電子伏特左右，半衰期為5.27年，用鈷60製成的輻射源稱為鈷源。目前用人工的方法已經製造了1500多種人工放射性同位素。
核輻射還有一個很重要的特點，就是它釋放出巨大的能量。例如一個鈾核裂變放出來的能量就有200個百萬電子伏特（200MeV），一公斤鈾235放出的能量，就等於2700噸煤燃燒放出的能量。這也就是人們常說的能量密度高低，煤燃燒提供的是化學能，其能量密度低；而鈾裂變提供的是核能，是高能量密度的能源。