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輻射損傷的隱秘世界：它如何影響我們周圍的材料？
輻射損傷是由電離輻射對物質，包括非生物結構材料所造成的影響。根據所接觸的輻射強度，這種影響可以是有害的，也可以是有益的。輻射生物學是研究電離輻射對生命體的影響，包括對人體健康造成的影響的科學領域。接觸高劑量的電離輻射可以造成生物組織的損傷，例如輻射燒傷及有害突變，這些突變增加了細胞癌變的風險，進而導致輻射中毒等健康問題。
輻射的來源
輻射可以以多種形式出現，以下是一些主要來源：
- 宇宙射線和與大氣及其他材料相互碰撞產生的高能顆粒。
- 放射性衰變產物（放射性同位素），由宇宙射線與大氣及其他材料的碰撞所引起。
- 來自粒子加速器的高能粒子束。
- 由放射性元素的衰變所釋放的粒子或各種射線。
- 由核事故意外釋放或由髒彈故意釋放的輻射。
對材料和設備的影響
輻射對材料和設備的影響既有有害的影響，也有有益的用途：
輻射可導致材料放射性化，通過中子激活或高能甘迺迪射線引起的光解。
輻射還能夠導致材料內部的核轉變，例如氫和氦的產生，進而改變材料的機械性能，造成材料膨脹和脆化。更重要的是，輻射會導致材料內部化學鍵的斷裂，從而削弱材料，導致膨脹、聚合、促進腐蝕及變裂等現象。
金屬和混凝土的輻射影響
輻射對固體材料的破壞性影響不容小覷。金屬經歷輻射暴露後會發生辐射硬化，進而增強材料的強度，但同時也會使其脆化。這意味著在核反應堆材料中，這些變化會危及其結構穩定性。
混凝土在核電廠中廣泛應用，但是輻射暴露會導致其機械性能下降。研究顯示，每平方厘米約1019個中子劑量會顯著降低混凝土的抗壓和抗拉強度。
混凝土的生物屏蔽結構通常由波特蘭水泥製成，但在輻射影響下，混凝土的聚合物會膨脹，從而損害整體的結構穩定性。
對聚合物的影響
聚合物在核反應堆、醫療設備和電子包裝中也受到輻射損傷的影響。電離輻射可以用來強化或改變其性能，例如高能輻射會導致聚合物中的自由基形成，從而引起聚合反應。
輻射對聚合物的影響效果取決於輻射的劑量率、環境溫度、氣氛等多種因素。
正如聚乙烯一樣，輻射交聯會增強聚合物的機械性能，但反之，鍊鏈斷裂則會使聚合物的強度下降，導致脆化。
氣體和液體的輻射影響
輻射也能對氣體和液體產生影響，尤其是通過化學變化來改變組成。氣體中的自由基產生，可能會導致聚合反應以及化學組成的變化，對於某些應用而言，如氣體探測器，這些變化可以導致設備性能的下降。
致未來的思考
隨著科學技術的進步，我們如何更有效地利用輻射的雙面性，既保護我們的材料，又促進其應用發展呢？
