太阳和核电站都是核反应,为什么太阳辐射不会对人类造成伤害?

我们都知道太阳发光发热与一般燃烧比起来,确实比较与众不同,属于核聚变反应。那同样是核聚变反应,为什么我们没有感受到核辐射呢?

电离辐射和非电离辐射

这其实要从辐射本身说起。科学家发现,凡是高于绝对零度(零下273.15)的物质都会向外辐射能量。这个发现其实很违反我们的常识。举个例子,人体的正常温度大概在35-37摄氏度之间,这远远高于绝对零度。

按照这个理论,人类也应该是会向外辐射能量,可我们却没看到。这其实是因为人被自己的肉眼被骗了,肉眼只能看到可见光波段,它属于电磁波整个频谱的一部分,还是很小的一部分。整个电磁波的频谱非常宽。这些电磁波其实和光是一码事,只是能量不同。

所以,人体是真的在向外辐射电磁波,这个电磁波属于红外波段。也就是说,人体也有辐射。可是我们并不担心人类的辐射,那为什么我需要担心核辐射呢?人类的辐射和核辐射又有什么不同呢?

其实同样是辐射,但也是可以分成两个大类的,分别是电离辐射和非电离辐射。

简单来说,它们最本质的区别在于能量(频率)。具体来说就是电离辐射都属于高能辐射,一般是高能电磁波和粒子。非电离辐射主要是低能电磁波。

一般来说,电离辐射在传播过程中,如果穿过人体,因为能量很大,很有可能会使得构成人体的分子发生电离。比如,穿过DNA分子时,就有可能破坏DNA分子的结构。而非电离辐射由于能量较小,并不会对构成人体的分子造成什么伤害,主要的效果就是加热。

核辐射其实就属于电离辐射中的一种。那我们如何才能知道哪些属于电离辐射,哪些属于非电离辐射呢?

实际上,从紫外线以及能量比紫外线还要大的电磁波或者粒子都属于电离辐射。举几个例子,比如:X射线,伽马射线。而能量低于紫外线的电磁波都属于非电离辐射,比如:可见光,红外线,无线电。

太阳光当中有可见光,红外线,紫外线。照理说,太阳光中的紫外线是会对人类产生伤害。但是,地球大气中存在着臭氧层,它们可以抵挡住紫外线,只有少数的紫外线会抵达地球表面。所以,只要不是长时间在太阳底下暴晒,并不会造成很大的伤害。早期地球上是没有臭氧层的,因此,早期地球的生物并不是生活在地球表面的,而是在深海。后来是因为地球含氧量升高,大气中逐渐形成臭氧层,才使得生物可以登陆到陆地上来。

核聚变和核裂变

可能你要问了,不是说核反应会产生核辐射的,那什么太阳没有核辐射?

这其实要从反应本身说起。我们知道,核反应其实分为核聚变反应和核裂变反应。一般来说,核电站都是核裂变反应,原子弹也是利用的核裂变反应。

核裂变说白了就是一个比较大的原子核裂变成两个或者几个小一点的原子核。比如,铀235裂变成钡144和氪90。

我们会发现,铀元素是元素周期表比较靠后的元素。而它裂变的元素钡和氪的原子序数也很大。它们也具有很强的放射性,还可以继续裂变。因此,核裂变能产生很强的核辐射,这个核污染主要来自于反应物还具有很强的放射性。也就是说,还可以继续发生核裂变,发出高能电磁波或者高能粒子。

而核聚变就完全不同的。氢弹和太阳利用的就是核聚变反应。我们就以太阳为例。太阳内核发生的核聚变反应和氢弹是有不同的。太阳内核主要反应是质子-质子反应链。

这个反应过程中,氢元素是反应物,而生成物是氦-4,同时还会产生光子和中微子。氦元素和氢元素是元素周期表前两顺位的元素,自身并没有放射性。

因此,核聚变反应属于比较清洁的反应,主要是体现在生物上了。太阳自身并不具有放射性,更不要说太阳光了,太阳光并不属于电离辐射,人也就不可能感受到了。不过,换句话说,假如太阳依靠的核裂变反应,那么对于地球上的生物来说就是十分危险。不过,如果真的是那样的话,地球上也不可能会有生命起源,太阳也不可能像现在燃烧得这么旺盛。

太阳风

虽然太阳并没有那么强的辐射,但是太阳风却是十分要命的。太阳风说的是太阳大气射出带电粒子流。这其实就属于高能粒子,是电离辐射,它并不是太阳核聚变产生的。但是,太阳会把它们向太阳的四周推出去,形成可怕的恒星风。照理说,地球如果来一波恒星风,地球上的什么也就基本交代了。可我们明明还活得好好的,这又是为什么呢?

这其实和地球自身有关,地球有自己的地磁场,它可以抵抗住太阳风的倾向,把它们分散到两极附近。因此,太阳风才没能伤害到地球上的生物。