用手机摄像头检测核辐射靠谱吗?
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知道辐射不能让你对辐射免疫,但至少不会把自己吓死。
本月早些时候,一段短视频在国内外的视频网站和社交媒体上疯传。视频拍摄者将手机摄像头对准一个奇怪的金属罐子,揭开罐子上的白色盖子后,视频画面出现了明显的模糊和大量的白噪音。
好像还不够,摄影师试着用手盖住罐子,噪音突然消失了;当你把手拿开时,噪音又出现了。
一些评论开始让这个视频变得吓人。他们表示,视频中的罐子是一个铅罐,用于运输或储存放射性物质,画面中的噪音是镜头受到辐射的标志。他们更进一步担心视频作者的健康:他们敢于接触辐射,害怕自己已经步入棺材。
而其他网友,却本着怀疑一切的科学精神,想尽办法在视频中寻找漏洞。
一个
视频的原作者是一位名叫RyePony的Twitter用户,他实际上在11月3日上传了两段视频。
后续视频中,小马拿出一个专门用于检测辐射的盖革计数器,不小心没拿稳,掉在了桌子上。他再次拿起柜台,对准神秘罐子的内部。柜台立刻发出滴漏警报,声音越来越急促,屏幕上的数字不断上升,就像真的有致命辐射一样。
视频上传半小时后,小马发了一条回复,锤自己:“这些都是假的。”
第一段视频是“剪辑过的”。就现在的视频剪辑软件来说,想要伪造辐射造成的模糊和噪点,并不需要太多的技术含量,只需要加一个遮罩或者蒙版就可以了。
用手盖罐子的行为更是玻璃粉碎。大多数放射性物质产生的伽马射线具有穿透力,人体无法阻挡。假设小马真的在拍高放射性物质,即使伸手挡住盖子,画面中的噪点也不会消失的那么明显。
在第二段视频中,小马故意用了一个类似魔术的把戏:用手假装滑倒,扔掉盖革计数器,分散观众的注意力,并趁机在罐子旁边放上一小块事先准备好的沥青铀矿。
铀矿是有放射性的,但是一小块矿石的辐射强度并没有他想象的那么高。他不得不把矿石紧紧地粘在盖革计数器上的盖革管上,让计数器发出警报。视频中,计数器得到的最大数值是35.62 SV/h,也就是受到每小时35.62微西弗的电离辐射。
为了提升阅读体验,将原图翻转了180度。
电离辐射中所谓的“电离”,是指相应的射线或粒子具有足够的能量去撞击分子或原子中的电子,使其离开原来的介质。无论这种介质是机械部件还是人体细胞,受到过量辐射后都会失去原有的性质和功能。
至于Sv(西沃特),是衡量电离辐射对人体影响的计量单位。一毫西弗等于1000毫西弗(mSv),一毫西弗等于1000微西弗(Sv)。
我们常说“不讲剂量讲毒性就是耍流氓”,电离辐射也是如此。人类能接触到的东西基本上都有电离辐射,任何一个生活在地球上的普通人每年都要承受2.4 msv (0.27 SV/h)的辐射。
每150g(约1根香蕉)含有约0.1 Sv辐射。
目前已经证实,100mSv(100000 Sv)的辐射剂量会对人体健康造成明显危害。因为人体有修复能力,只要不长期或直接接触辐射,一个健康的成年人可以承受毫西弗的辐射。作为参考,一次x光胸透检查会带来7 mv左右的辐射;全身CT检查的辐射剂量约为10-20mSv。
相比之下,那座铀矿带来的辐射远非致命,这还没有考虑到物理距离拉开后辐射的衰减。但只要小马不傻到24小时把铀矿石当项链戴在胸前,或者时不时拿出来像个拿核桃的老头一样玩,我们就不用担心他什么时候会死。
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在中国互联网上,这种故意制造纠纷、噱头或风险来吸引流量的行为,一般被称为“钓鱼”。小马没有说明上传这两段视频的动机。虽然他能很快为自己辟谣,但他无法阻止这个视频在全世界传播,让无数视频载体继续钓鱼。
土元之虎达拉赞狮
在小马之前,网上已经有过类似的利用网友知识盲点作弊回帖的案例,而且不止一个。
比如今年10月,Reddit上的一个用户发了这样一个钓鱼帖:“谁能告诉我为什么这根黄褐色的棍子拍不出正常的照片?”帖子附有一张照片,照片中棒子的外围布满了白点,很像辐射冲击镜头产生的噪音。
棍子上刻着一串英文单词,如“危险”、“放射性”、“DropRun”和“钴-60”等字样。“钴-60”是一种人工放射性同位素,具有很强的放射性,一般用于癌症的放疗、灭菌或除虫。
下面还有一行写着“3540居里”。居里(Ci)源于著名科学家居里夫人,是衡量物质放射性的又一单位。
如果这些内容属实,当你亲眼看到并读到这些文字时(假设你离这根棍子不到1米),你的辐射水平已经超过了每小时40Sv。“丢下它跑”至少能保证你能活过今天。
如果你身上没有任何防护措施,却坚持往裤子口袋里塞,最多能活15分钟。
p>“上面本应该写‘你已经死了’”
了解到钴-60的威力后再看原贴,处处都能看出疑点——一般人不可能轻易接触到未经屏蔽的一整根钴-60,接触过后更不可能有这种闲情逸致拿出手机拍张照。
在谷歌的搜索栏中输入警告标语“Drop&Run”,我们能够找到下面两条结果。第一条是这根棒子的本尊——封存在美国洛斯阿拉莫斯实验室的钴-60棒状样本,上面刻着一模一样的文字。
最下边的“7-1-63(1963年)”是钴棒的生产日期
第二条是原贴照片的真正出处——某个供用户上传3D打印模型的网站。有好事者制作了那根钴棒样本的模型,还拍了好几张“卖家秀”。原贴作者从中随便挑了一张照片,P上了白色斑点。
将这根模型棒子塞进裤袋,你15分钟后只会觉得裤子有点沉。
就算不从新闻学的角度进行查证,那张图片本身没有任何模糊,数不胜数的白色斑点更是假得出奇。
智能手机或数码相机等摄像设备,通过将光信号转化为电信号实现成像。这时一旦有强劲的电离辐射轰入镜头和设备中的传感器,被赶出来的电子产生了多余的电信号,就形成了我们所看到的一闪而过的噪点。
和可见光不同,钴-60释放的伽马射线无法被镜片捕获和反射,会对整个传感器造成冲击。真实情况下,辐射噪点理应遍布整张照片、整个画面,不会只环绕在辐射源头的周边。
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在这样的钓鱼贴子里,没有哪个作者真的如评论所说,“身在辐中不知辐”,拿自己的性命当儿戏。他们完全知道自己在做什么,即便他们展示了真实的、足以引起盖革计数器报警的辐射源,短时间暴露在这样的辐射下,也根本要不了他们的命。
前面说过,这些钓鱼内容的影响力遍及世界各地,自然也包括俄罗斯。放到别的地方,网友们发现贴子的本质后顶多骂两句;可是在狠人辈出的俄罗斯,总会有天不怕地不怕的毛子,为了一个经不起推敲的段子,亲自投入实践。
在俄罗斯的Pikabu论坛,就有这么一位狠人,网名“斯奈特”(Snater)。11月5日,他特地上传了一部视频,作为对Pony钓鱼视频的正式回复。
据斯奈特在贴子里的回复,他负责管理一台地球物理探测器,这台机器能够通过释放伽马射线,探测岩石和煤层的深度与厚度。伽马射线的源头是一小块铯-137,斯奈特在视频中所做的事情就是拆解机器,拆出里面的铯-137,再把它放在手机镜头跟前。
这块铯-137会产生0.2mSv/h的辐射,只是把它放在手里几分钟的时间并无大碍。虽然其辐射水平比Pony的那块铀矿石高出不少,但斯奈特的视频画面几乎没有肉眼可见的噪点。如果斯奈特没有说谎和造假,他的视频便是最硬核且最有说服力的反证。
然而仅是辟谣无法彻底解决人们共有的疑惑。现在我们知道,电离辐射的确会导致摄像设备的画面产生噪点。可是,在多大剂量的辐射下才会出现噪点?更进一步,我们能不能利用这些噪点,把人人都在用的智能手机,当成侦测辐射强度的仪器使用?
这两个问题都没那么容易回答。鉴于不同摄像设备的传感器灵敏度差异巨大(换个牌子的手机就有可能得到不一样的结果),我们很难找到一个确定会令画面开始产生噪点的精确数值。电离辐射也分为三六九等,各自具有不同的能量和穿透力,测量的准确率亦会受此影响。
不同类型的辐射具有不同程度的穿透力
比方说α粒子,造成的危害并不亚于其他辐射,但穿透力较弱,会被设备的外壳、镜头,乃至人类的皮肤遮盖,在人体外部一般不构成危险,也难以让设备里的感光器件产生噪点,只能使用盖革计数器等专业设备进行检测。
烟雾报警器常用的镅-241会释放α粒子
医疗领域常用的X射线,以及穿透力极强的伽马射线,就很容易产生噪点,因为摄像设备广泛使用的CCD和CMOS传感器,对这两种射线相对敏感。
110µSv/h的X射线便能让CCD摄像头产生噪点
图源Youtube@bionerd23
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画面噪点显然不是量化辐射的理想手段。不过,正是CMOS传感器对放射性射线敏感的特性,使得用手机检测辐射成为可能。
2011年前后,市面上出现了数款号称可以通过CMOS传感器检测辐射的手机App,如苹果平台的WikiSensor、安卓和苹果均可使用的RadioactivityCounter和GammaPix等。使用这些App时,需要在摄像头上粘贴不透明的黑色胶带,从而遮蔽可见光的干扰,只让需要检测的射线进入传感器。
WikiSensor使用界面
这些App所得数据的精确程度和专业设备完全没法比,但科学界的大量研究都愿意为它们站台。
2021年6月登载于《自然》(Nature)期刊网站的一篇报告就这样写道:使用智能手机摄像头内置的传感器检测辐射“具有其适用性”,足以在辐射达到危险水平之前检测到辐射的存在。
报告中的研究特地使用了一部旧的iPhone6s,安装了RadioactivityCounter,采用铯-137的伽马射线发射器做对照实验。
根据实验记录,在高于100µSv/h的辐射剂量下,App数据的误差率只有1.44%;而在约1.25µSv/h的低剂量下,误差率上升到了79.16%。考虑到不同CMOS传感器的灵敏度有别,安设有更先进传感器的新手机更为灵敏,干扰也会更大。
虽然智能手机在低水平的辐射环境下容易犯错,但是当你真的碰上放射性物质泄漏事故的时候,它们绝对能够派上用场。
随着核能的应用、辐射在医学和工业领域的普及,人们接触到电离辐射的机会也越来越多。和盖革计数器等专业设备相比,拥有CMOS摄像头的智能手机更加普及且价格低廉,手机本身也自带数据处理能力和电池续航能力,操作简单易于访问,因此拥有成为便携辐射监测设备的潜质。
想必假以时日,任何普通人都能够拥有监测和量化辐射的能力。当然,我们都希望自己这辈子用不上这些知识和辐射检测App,但到了那时,网络上估计也会少一些误导性质的钓鱼贴。
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