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核辐射是怎么破坏机器的? 第1页

  

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蟹邀。简单概括:是个机器里面就有会半导体器件,辐射会激发半导体器件内部的原子(把电子打飞),使之产生空穴,从而使半导体处于莫名其妙的状态,机器就不知道该怎么干活了(罢工)或者乱干活(出故障)

以摄像机为例:

摄像机的核心器件是CCD(电荷耦合元件),大概原理就是通过光电效应把光信号转化为电信号,再通过计算机成像。在高辐射环境中,CCD半导体晶格被α,β,γ、X射线甚至中子轰击,有的原子被打到后电子就跑掉了(成了自由电子),于是就产生了一个电信号,也就是辐射噪点。产生空穴还好,马上就有会其它的电子来补充,图像上就是噪点一闪而过;有些原子被打得偏离了位置,有的原子核甚至挨了一枪中子变成了新的元素,这样会在半导体上形成晶格缺陷,图像上就是一个永久的噪点,因此很高的辐射剂量会对摄像机造成永久的损坏。(非专业的解释,欢迎纠正)

补充以下几个视频:

这个视频讲述的是用一个拆掉CCD保护罩的摄像机去拍摄一些放射源。其实视频中的放射源活度都不算很大,只是摄像机CCD芯片的保护罩被卸掉,所以能拍到比较明显的噪点。

铯137-β/γ源,噪点不多

钡133,γ源,噪点不多

锶90,β源,噪点不多

镅241,α源(没错,就是烟雾报警器里那家伙),噪点直接爆表,同时镅241照射CCD后留下了很明显的永久噪点,可见氦核冲击对半导体造成的损害。

这个视频拍摄的是运行时的CT,CT的电离辐射主要是X射线(注意:本视频使用的摄像机未经拆解)。

CT刚开始运行,辐射为110 μSv/h,图像上已经有比较明显的噪点。

CT运行顶峰,辐射为7.6 mSv/h,噪点已经爆表了。

这里纠正大家的一个误区,能使摄像机产生辐射噪点的辐射剂量并没有想象中的高。可以看出100 μSv/h 的剂量就能对摄像机画面产生比较明显的影响,而这个剂量用的一句话概括就是“That's not great, but it's not horrifying”。

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