作者：阿娴
编辑：乌其多
当你正在厨房准备晚餐，煎牛排时平底锅里的油冒起了浓烟。突然，刺耳的警报声响起——原来是触发了天花板上的烟雾报警器。
然而大多数人不知道的是，这个不起眼的小白盒子里，竟然含有放射性物质镅-241。听起来是不是有点吓人？那么，为什么要在烟雾报警器中添加放射性物质呢？答案其实和它的工作原理有关。
一枚硬币🪙大小的铝纽扣上，附着着141纳克的二氧化镅-241颗粒。（图/参考资料[5]）
烟雾报警器主要分为“光电式”和“电离式”两种。光电式烟雾报警器又可以细分为减光式和散射光式——散射光式光电烟雾报警器内部像一个小迷宫，一边装着发光二极管（LED），另一边装着光敏传感器，LED会每10秒发射一束脉冲光。正常情况下，LED发出的光线照不到传感器；而当烟雾进入腔室时，光线会发生散射，部分光线会到达传感器。传感器将光信号转换为电信号，然后触发警报，提醒人们注意火灾。
减光式光电烟雾探测器则与之相反。在正常情况下，光源发出的光会穿过空气并到达传感器，而在有烟雾时，发光器件的发射光受到烟雾遮挡，使传感器接收的光量减少。与此同时，电路会检测光强度，如果光强度低于指定阈值，就会发出警报。
散射光式烟雾报警器的工作原理。（图/tenor）
让我们再看看会用到辐射☢️物质的电离式烟雾报警器，它的核心是极少量的“镅-241放射源”。这个放射源会持续释放α粒子，使得一些空气分子电离，一些粒子带正电，一些带负电。电离烟雾探测器内部还有两个电极，正极和负极之间形成一股稳定的电流，相当于一条不停流动的“小溪”。
当烟雾颗粒进入报警器，就会阻碍这条“小溪”流动。电流一减弱，报警器的电路立刻察觉异常，警报声就会响起来。这种设计对可见烟雾和不可见燃烧产物都极为敏感，能在火灾初期就发出警告⚠️，为人们逃生争取宝贵时间。
电离式烟雾报警器的工作原理。（图/tenor）
电离式烟雾报警器里的镅-241，安全得超出想象。首先，它的用量很少，辐射☢️剂量微乎其微。一个家用报警器里的镅-241含量只有0.3微克（约37千贝克勒尔），你乘坐一次跨洋航班接受的辐射☢️，相当于在烟雾报警器旁边站立数年的总量。与我们日常生活中接收到的自然本底辐射☢️相比，烟雾报警器的辐射☢️影响可以忽略不计。
而且α粒子的穿透力极弱，在空气中只能传播几厘米，一张纸、一层皮肤就能挡住，报警器的金属外壳和塑料罩更是牢牢地将它锁在里面。
其次，泄漏风险几乎为零。正规厂家会把镅-241密封在薄金属箔里，再用高强度环氧树脂固定在报警器内部，就像给它穿了金钟罩。这种特殊设计确保即使在极端情况下，放射性物质也不会泄漏。
根据国际原子能机构的数据，全球有超过2000万个家庭在使用含有镅-241的烟雾报警器。（图/参考资料[6]）
美国环境保护署统计过，过去几十年里，全球没有一起因烟雾报警器镅-241泄漏导致的健康事故，它比家里的插座还安全。只要探测器完好无损、不把镅-241吃进肚子里，并按说明书使用，电离式烟雾探测器就不会对健康造成威胁。
这两种探测器都可以探测缓慢燃烧的阴燃火灾（一种无火焰、温度较低、持续时间更久且通常发生在物体内部的燃烧）或快速燃烧的明火火灾，但每种技术都有其独特的优势。美国消防协会建议，人们在家同时安装电离和光电烟雾探测器。
电离式探测器最擅长探测初期火灾（颗粒大小不可见）、快速燃烧的火灾（颗粒尺寸更小）以及暗烟或黑烟。光电式探测器擅长探测缓慢阴燃的火灾（颗粒较大）以及浅色白/灰色烟雾。
对探测器定期清洁可以防止因灰尘和昆虫积聚而引起的误报，尤其是光电式探测器，因为它们更容易受到这些因素的影响。
根据美国消防协会的报告，2009-2013年间，安装了工作正常的烟雾报警器的住宅，火灾死亡率比未安装的低50%以上。由此可见，真正危险的不是报警器内极其微量的放射性物质，而是没有烟雾报警器保护的家。
[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/
[6]Whitepaw (talk) - Own work (Original text: I (Whitepaw (talk)) created this work entirely by myself.), Public Domain
