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撰文 | 阿嫻

審校｜烏其多???????????????????????????????????????????????????????????????????????

當(dāng)你正在廚房準(zhǔn)備晚餐，煎牛排時(shí)平底鍋里的油冒起了濃煙。突然，刺耳的警報(bào)聲響起——原來(lái)是觸發(fā)了天花板上的煙霧報(bào)警器。

然而大多數(shù)人不知道的是，這個(gè)不起眼的小白盒子里，竟然含有放射性物質(zhì)镅-241。聽起來(lái)是不是有點(diǎn)嚇人？那么，為什么要在煙霧報(bào)警器中添加放射性物質(zhì)呢？答案其實(shí)和它的工作原理有關(guān)。

一枚硬幣大小的鋁紐扣上，附著著141納克的二氧化镅-241顆粒。｜By Andrew Magill - https://www.flickr.com/photos/amagill/2939712141, CC BY 2.0

煙霧報(bào)警器主要分為“光電式”和“電離式”兩種。光電式煙霧報(bào)警器又可以細(xì)分為減光式和散射光式——散射光式光電煙霧報(bào)警器內(nèi)部像一個(gè)小迷宮，一邊裝著發(fā)光二極管（LED），另一邊裝著光敏傳感器，LED會(huì)每10秒發(fā)射一束脈沖光。正常情況下，LED發(fā)出的光線照不到傳感器；而當(dāng)煙霧進(jìn)入腔室時(shí)，光線會(huì)發(fā)生散射，部分光線會(huì)到達(dá)傳感器。傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后觸發(fā)警報(bào)，提醒人們注意火災(zāi)。

減光式光電煙霧探測(cè)器則與之相反。在正常情況下，光源發(fā)出的光會(huì)穿過(guò)空氣并到達(dá)傳感器，而在有煙霧時(shí)，發(fā)光器件的發(fā)射光受到煙霧遮擋，使傳感器接收的光量減少。與此同時(shí)，電路會(huì)檢測(cè)光強(qiáng)度，如果光強(qiáng)度低于指定閾值，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。

散射光式煙霧報(bào)警器的工作原理。｜tenor???????????

讓我們?cè)倏纯磿?huì)用到輻射物質(zhì)的電離式煙霧報(bào)警器，它的核心是極少量的“镅-241放射源”。這個(gè)放射源會(huì)持續(xù)釋放α粒子，使得一些空氣分子電離，一些粒子帶正電，一些帶負(fù)電。電離煙霧探測(cè)器內(nèi)部還有兩個(gè)電極，正極和負(fù)極之間形成一股穩(wěn)定的電流，相當(dāng)于一條不停流動(dòng)的“小溪”。

當(dāng)煙霧顆粒進(jìn)入報(bào)警器，就會(huì)阻礙這條“小溪”流動(dòng)。電流一減弱，報(bào)警器的電路立刻察覺異常，警報(bào)聲就會(huì)響起來(lái)。這種設(shè)計(jì)對(duì)可見煙霧和不可見燃燒產(chǎn)物都極為敏感，能在火災(zāi)初期就發(fā)出警告，為人們逃生爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

電離式煙霧報(bào)警器的工作原理。｜tenor

電離式煙霧報(bào)警器里的镅-241，安全得超出想象。首先，它的用量很少，輻射劑量微乎其微。一個(gè)家用報(bào)警器里的镅-241含量只有0.3微克（約37千貝克勒爾），你乘坐一次跨洋航班接受的輻射，相當(dāng)于在煙霧報(bào)警器旁邊站立數(shù)年的總量。與我們?nèi)粘Ｉ钪薪邮盏降淖匀槐镜纵椛湎啾?，煙霧報(bào)警器的輻射影響可以忽略不計(jì)。

而且α粒子的穿透力極弱，在空氣中只能傳播幾厘米，一張紙、一層皮膚就能擋住，報(bào)警器的金屬外殼和塑料罩更是牢牢地將它鎖在里面。

其次，泄漏風(fēng)險(xiǎn)幾乎為零。正規(guī)廠家會(huì)把镅-241密封在薄金屬箔里，再用高強(qiáng)度環(huán)氧樹脂固定在報(bào)警器內(nèi)部，就像給它穿了金鐘罩。這種特殊設(shè)計(jì)確保即使在極端情況下，放射性物質(zhì)也不會(huì)泄漏。

根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，全球有超過(guò)2000萬(wàn)個(gè)家庭在使用含有镅-241的煙霧報(bào)警器。｜By Whitepaw (talk) - Own work (Original text: I (Whitepaw (talk)) created this work entirely by myself.), Public Domain

美國(guó)環(huán)境保護(hù)署統(tǒng)計(jì)過(guò)，過(guò)去幾十年里，全球沒(méi)有一起因煙霧報(bào)警器镅-241泄漏導(dǎo)致的健康事故，它比家里的插座還安全。只要探測(cè)器完好無(wú)損、不把镅-241吃進(jìn)肚子里，并按說(shuō)明書使用，電離式煙霧探測(cè)器就不會(huì)對(duì)健康造成威脅。

這兩種探測(cè)器都可以探測(cè)緩慢燃燒的陰燃火災(zāi)（一種無(wú)火焰、溫度較低、持續(xù)時(shí)間更久且通常發(fā)生在物體內(nèi)部的燃燒）或快速燃燒的明火火災(zāi)，但每種技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)消防協(xié)會(huì)建議，人們?cè)诩彝瑫r(shí)安裝電離和光電煙霧探測(cè)器。

電離式探測(cè)器最擅長(zhǎng)探測(cè)初期火災(zāi)（顆粒大小不可見）、快速燃燒的火災(zāi)（顆粒尺寸更小）以及暗煙或黑煙。光電式探測(cè)器擅長(zhǎng)探測(cè)緩慢陰燃的火災(zāi)（顆粒較大）以及淺色白/灰色煙霧。

定期清潔可以防止因灰塵和昆蟲積聚而引起的誤報(bào)，尤其是光電式探測(cè)器，因?yàn)樗鼈兏菀资艿竭@些因素的影響。｜meme

根據(jù)美國(guó)消防協(xié)會(huì)的報(bào)告，2009-2013年間，安裝了工作正常的煙霧報(bào)警器的住宅，火災(zāi)死亡率比未安裝的低50%以上。由此可見，真正危險(xiǎn)的不是報(bào)警器內(nèi)極其微量的放射性物質(zhì)，而是沒(méi)有煙霧報(bào)警器保護(hù)的家。

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參考資料：

[1]https://www.epa.gov/radtown/americium-ionization-smoke-detectors#:~:text=There%20is%20no%20health%20threat%20from%20ionization,is%20not%20damaged%20and%20used%20as%20directed.

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Smoke_detector#Photoelectric

[3]https://www.nist.gov/how-do-you-measure-it/how-do-smoke-detectors-work

[4]https://www.safelincs.co.uk/smoke-alarm-types-ionisation-alarms-overview/

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