監測器警報狂響! 原因竟是…香蕉輻射?

作者 : Stanley Pitman

南非的一家客戶將輻射監測器安裝在火車軌道支線上,有時候支線上並沒有火車通過,但監測器也會發出錯誤警報。經過一番查找,原來導致發出錯誤警報的五列火車,竟然都有著裝滿香蕉的載貨車廂...

1980年代,我在美國核工業集團(National Nuclear Corporation)工作,設計用於核污染測試儀的電子系統,包括安檢門以及袋裝垃圾和車輛的監測器。輻射探測器是特殊的大型螢光塑膠板,被放射性物質的高能光子撞擊時,會發出人眼可見的閃光。塑膠板與光電倍增管(PMT)進行光耦合,則可檢測閃光,並透過高壓雪崩倍增來放大得到的電子脈衝。記錄脈衝並校準系統便可以測量放射源強度。

我們賣了許多車輛監測器給廢鋼回收廠,因為如果放射性材料融入廢鋼中,可能會造成超過80萬美元的損失,而且得花上一週的時間進行清理。一個最令人頭痛的污染來源是廢棄的醫療設備及其原始放射源,它們在運輸之前就已經做了壓碎處理。另一個污染來源是進口廢料,我們曾經有一個客戶發現2,200磅從墨西哥進口的桌腳帶有鈾污染。

在南非的一家客戶,將監測器安裝在進入工廠進站的火車軌道支線上,距南非主幹線約100英呎。根據客戶的回報,有時候支線上並沒有火車通過,但監測器也會發出錯誤警報。我們懷疑可能存在電弧放電或高壓洩漏的情況,因為監測器安裝在戶外容易受潮的地方。因此我們加熱了監測器的外殼,但是無濟於事,於是工廠寄來了新的電子元件和光電倍增管(PMT),但仍然無法緩解這個問題。

我左思右想,猜測也許是我們的探測器太靈敏,可能監測到了100英呎以外主幹道上的輻射。我們一直在測試儀器所需的最低靈敏度,因此哪怕裝滿廢料的汽車中只有少量放射性物質也能檢測出來,但對最高靈敏度卻沒有規格限制。經過一番法律角力後,我們最終不得不訴諸法院傳票的力量,以便在發生「錯誤警報」的時候保護主幹道上所有托運人的運輸清單。看吧!不久後問題就來了,我們發現,導致發出錯誤警報的五列火車,都是裝滿香蕉的載貨車廂。由於探測器不容易移動,我們的客戶最後不得不砌了一堵特殊的混凝土牆,以便讓監測器徹底隔開主幹線。

真正的罪魁禍首是同位素鉀-40 (或40 K)產生的輻射,同位素鉀-40約佔天然鉀的0.012% (包括人體內的),其餘的是穩定的39 K或41K。40 K通過各種方法衰變,以大約1.3~1.5MeV的能量級發射電子、正電子、伽馬(γ)射線和X射線。40 K的衰變非常緩慢,半衰期超過十億年,但我們體內的天然鉀卻仍然足夠活躍,在一個體重70公斤的人(沒吃香蕉的情況下)體內每秒發生約4,400次衰變事件。

聽到自己的身體內具有放射性物質,是不是很緊張?其實大可不必,因為香蕉的等效輻射劑量約為0.1微西弗(μSievert;μSv),而大約需要超過5西弗(Sv)才可能達到致死的輻射劑量,因此,除非你能在一天內吃掉5,000萬根香蕉,才可能暴露於游離輻射劑量中毒的危險。

後來我才知道,核電站員工使用的安檢門監測器也存在類似問題。他們經常在午餐時吃香蕉,下班離開時監測器也會發出警報。在一些工廠,工人在下班前會使用其他儀器來檢測輻射,以確定輻射確實是來自40 K鉀,而不是來自真正的污染。

裝滿香蕉的卡車在穿越國界邊境時也存在類似問題。而一個實際存在的風險是核材料可能就藏在香蕉貨運之下進行走私。更先進的儀器可以透過顯示和分析電離輻射的能譜來區分潛在的危害。其他一些食物也具有差不多的輻射水準,包括皇帝豆(由40 K產生)和巴西堅果(由鐳產生)等。

(參考原文:False alarm,By Stanley Pitman;由Jenny Liao編譯)

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