变"辐"为"福",常伴身边的"核管家"到底是什么?

嘉慧浏览趣事 2024-10-26 20:48:44

随着科技的不断进步与创新,各类先进技术逐渐渗透到我们生活的各个领域。在日常出行方面,核技术究竟是如何为北斗导航系统保驾护航的呢?而在过安检时,安检设备中又蕴含着哪些核技术奥秘呢?此外,那些印有辐射食品标识的食物为何越来越受到人们的青睐呢?

核技术与北斗导航系统

如今,我们在出行时通常会借助导航来引领我们到达目的地,无论是机场、车站还是游玩的场所等。在整个旅行过程中,我们也会经历各种安检,以确保出行的安全。这些场景已然成为我们习以为常的一部分。然而,在这些过程中,核技术却扮演着至关重要的角色。

我们在出行中广泛使用的北斗导航系统,在工作时会持续不断地发出包含位置和时间信息的信号。对于提高导航的精确度来说,时间测量的准确性是至关重要的。

理论上讲,如果时间测量存在一秒的误差,考虑到地球自转速度以及光速等因素,那么距离上的误差可能会达到数十公里级别。因此,在导航系统中需要一个极为精确的时间装置来进行计时。

北斗导航系统采用的是铷原子钟,它利用铷元素进行相关计时。原子钟的工作原理基于原子特性。根据量子力学的描述,人们通过研究发现铷-87这种同位素具有非常好的作为原子钟材料的特性,能够产生极为精确的时间精度。

铷原子钟拆解

铷原子钟具有重量轻、体积小、可靠性高的特点。目前,被广泛应用于北斗导航系统中,其计时精度可以达到10纳秒级别。这意味着理论上每相差一个纳秒的时间测量,就会导致大约0.3米的位置偏差。因此,通过使用铷原子钟这种高精度的时间计量设备,能够实现北斗导航系统车道级别的定位精度。

核技术在安检中的应用

防爆安检

当我们在北斗导航的指引下到达机场时,安检员会拿着一个小纸条在我们的身上和行李上轻轻扫一下,然后放在一个机器里,让我们稍等片刻再放行。这个检查过程主要是进行防爆安检,即对爆炸物的检测。

爆炸物检测的机器科学名称叫离子迁移谱。其基本原理是:在使用小纸片在行李和衣服上扫过的过程中,实际上是在进行取样,将衣服和行李上的样品分子收集起来,放入离子迁移谱中。离子迁移谱最重要的核心部分是由核技术提供的镍-63放射源。这个放射源会发射贝塔粒子(电子),电子会与纸片扫过的样品分子相互作用,使其电离,从而产生不同的离子集团。

在电场作用下,不同的离子集团行驶速度不同,到达接收处的时间也不一样。通过到达接收处的时间,可以判断这个离子集团是由哪种物质产生的。如果在特定的时间到达接收处的离子集团特征符合爆炸物的特征,就说明在取样过程中检测到了爆炸物物质,这时就需要进行下一步检查。

X 射线安检机

当我们通过防爆安检并办理值机后,会进行下一步安检。在安检通道,我们需要将行李放在 X 射线安检机上进行安检。X 射线安检机利用 X 射线对物品进行安检。它能够在不打开行李的情况下识别行李中的危险物品或违禁品,这是利用了 X 射线的穿透能力。X 射线是一种高能量的光子,具有很强的穿透能力。行李中不同密度的物质对 X 射线的吸收能力或阻挡能力不同,在穿过行李后,到达接收器或探测器位置时,接收的 X 射线量也不一样。

根据 X 射线量的不同,可以区分行李中的无机物、有机物以及物品的外形轮廓,帮助安检人员进行识别。随着技术的发展,现在的 X 射线安检机已经能够有效区分无机物、有机物、混合物等,并且可以用不同颜色进行标定,如浅黄色一般是单件衣服、薄塑料、少量纸张显现的色彩;橘黄色一般是香皂、炸药、毒品、木器、皮革制品等显现的色彩;深橘黄色一般是数量多的书本、纸张、人民币、高浓度液体、大袋米面等显现的色彩;蓝色一般是铜铁锌等无机物显现的色彩;绿色是混合物显现的色彩;红色则是穿不透的物体显现的色彩。

安检机图像

那么,X 射线安检机是否安全呢?实际上,现在的 X 射线安检机在机器内部进行辐射检查,并且外部装有屏蔽和铅帘,因此落到外部的辐射量非常小。对于行人或者经常出行的人来说,不会带来健康隐患。

辐照食品

在日常生活中,从导航到安检,核技术都发挥了重要作用,早已融入了我们生活的点点滴滴。与此同时,在日常饮食方面,经过核技术辐照的食品也悄然走上了我们的餐桌。

泡椒凤爪是很多人喜爱的零食,不少泡椒凤爪的包装上印有“辐照食品”四个字,但很少有人知道辐照食品背后的意义。食品辐照是利用高能射线对食品进行照射的过程。其原理是高能射线在照射食品过程中,损伤细胞的DNA,使微生物无法进一步繁殖,从而达到消毒灭菌、延长食品货架期和保质期的作用。

辐照食品

食品辐照是一种新的辐照加工技术,具有很多优势和特点。首先,它是一种冷加工技术,在常温下利用高能射线(如X射线、伽马射线、电子束等)对食品进行辐照,食品内部温度不会升高,能有效保留食品本身的原有风味和特性。

其次,高能射线穿透能力强,不仅能对物品表面进行消毒,还能对物品内部所有位置进行彻底消毒。基于这个特性,在很多灭菌过程中,无需打开食品包装即可直接进行消毒灭菌。辐照技术在食品领域发挥了重要作用,其安全性已得到世界公认,让我们的饮食更加安全、丰富。

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