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撰文 | 阿嫻

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當你正在廚房準備晚餐，煎牛排時平底鍋里的油冒起了濃煙。突然，刺耳的警報聲響起——原來是觸發(fā)了天花板上的煙霧報警器。

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

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

煙霧報警器主要分為“光電式”和“電離式”兩種。光電式煙霧報警器又可以細分為減光式和散射光式——散射光式光電煙霧報警器內(nèi)部像一個小迷宮，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；而當煙霧進入腔室時，光線會發(fā)生散射，部分光線會到達傳感器。傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后觸發(fā)警報，提醒人們注意火災。

減光式光電煙霧探測器則與之相反。在正常情況下，光源發(fā)出的光會穿過空氣并到達傳感器，而在有煙霧時，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，電路會檢測光強度，如果光強度低于指定閾值，就會發(fā)出警報。

散射光式煙霧報警器的工作原理。｜tenor???????????

讓我們再看看會用到輻射物質(zhì)的電離式煙霧報警器，它的核心是極少量的“镅-241放射源”。這個放射源會持續(xù)釋放α粒子，使得一些空氣分子電離，一些粒子帶正電，一些帶負電。電離煙霧探測器內(nèi)部還有兩個電極，正極和負極之間形成一股穩(wěn)定的電流，相當于一條不停流動的“小溪”。

當煙霧顆粒進入報警器，就會阻礙這條“小溪”流動。電流一減弱，報警器的電路立刻察覺異常，警報聲就會響起來。這種設計對可見煙霧和不可見燃燒產(chǎn)物都極為敏感，能在火災初期就發(fā)出警告，為人們逃生爭取寶貴時間。

電離式煙霧報警器的工作原理。｜tenor

電離式煙霧報警器里的镅-241，安全得超出想象。首先，它的用量很少，輻射劑量微乎其微。一個家用報警器里的镅-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，相當于在煙霧報警器旁邊站立數(shù)年的總量。與我們?nèi)粘Ｉ钪薪邮盏降淖匀槐镜纵椛湎啾�，煙霧報警器的輻射影響可以忽略不計。

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，泄漏風險幾乎為零。正規(guī)廠家會把镅-241密封在薄金屬箔里，再用高強度環(huán)氧樹脂固定在報警器內(nèi)部，就像給它穿了金鐘罩。這種特殊設計確保即使在極端情況下，放射性物質(zhì)也不會泄漏。

根據(jù)國際原子能機構(gòu)的數(shù)據(jù)，全球有超過2000萬個家庭在使用含有镅-241的煙霧報警器。｜By Whitepaw (talk) - Own work (Original text: I (Whitepaw (talk)) created this work entirely by myself.), Public Domain

美國環(huán)境保護署統(tǒng)計過，過去幾十年里，全球沒有一起因煙霧報警器镅-241泄漏導致的健康事故，它比家里的插座還安全。只要探測器完好無損、不把镅-241吃進肚子里，并按說明書使用，電離式煙霧探測器就不會對健康造成威脅。

這兩種探測器都可以探測緩慢燃燒的陰燃火災（一種無火焰、溫度較低、持續(xù)時間更久且通常發(fā)生在物體內(nèi)部的燃燒）或快速燃燒的明火火災，但每種技術都有其獨特的優(yōu)勢。美國消防協(xié)會建議，人們在家同時安裝電離和光電煙霧探測器。

電離式探測器最擅長探測初期火災（顆粒大小不可見）、快速燃燒的火災（顆粒尺寸更�。┮约鞍禑熁蚝跓�。光電式探測器擅長探測緩慢陰燃的火災（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，尤其是光電式探測器，因為它們更容易受到這些因素的影響。｜meme

根據(jù)美國消防協(xié)會的報告，2009-2013年間，安裝了工作正常的煙霧報警器的住宅，火災死亡率比未安裝的低50%以上。由此可見，真正危險的不是報警器內(nèi)極其微量的放射性物質(zhì)，而是沒有煙霧報警器保護的家。

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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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