關於日本非福島食品輸台,我們知道什麼? - PanSci 泛科學

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Q8.為什麼公聽會的標題裡完全沒提到輻射核災這些字? (1). 本次公聽會是說明對於日本食品進口食品之全面性管理原則,因此未提及核災 ... 000文字分享友善列印繁|简000來自台灣專欄活得科學關於日本非福島食品輸台,我們知道什麼?PanSci・2016/11/16・6479字・閱讀時間約13分鐘・SR值545・八年級+追蹤2016/11/16編按:關於日本核災地區的食品輸入,目前仍未開放。

日本食品議題正在進行風險評估與溝通階段,未來則朝加強管制和安全輸入兩大方向進行。

衛福部及農委會擬採取二階段開放進口,第一階段先開放群馬、櫪木、茨城、千葉等四縣市(不包含福島縣),除了飲用水、茶飲料、奶及乳製品、野生菇類、野生蔬菜、野生鳥獸肉和日本原本就不得流通的食品等不得進口以外,其他食品需檢附日本官方「輻射檢驗報告」和「產地證明」(所有地區皆要有)才可進口。

第二階段則視第一階段實施情況調整。

有鑒於近期大眾對於日本食品輸入有諸多討論,泛科學將衛福部「日本非福島食品輸臺說明」資料整理在此,作為討論的起點,歡迎各位夥伴秉持科學精神來了解、質疑、反駁。

我們也會持續補充關鍵的問題跟我們找到的解答,以協助大家做更好的判斷。

若有任何想問的問題也歡迎留言給我們。

source:DannyChoo在311大地震之後,臺灣怎麼管制日本食品進口?日本於2011年3月11日發生大地震導致福島第一核能電廠事故,臺灣即於3月25日起針對福島縣及其鄰近之茨城縣、櫪木縣、群馬縣、千葉縣等共5縣生產製造之食品,實施暫停受理輸入報驗,並針對其他地區輸臺之9大類食品實施逐批查驗輻射量。

後因2015年2月發生以申報不實方式違規輸入福島等5縣食品事件,衛福部爰公告自2015年5月15日起,日本輸入食品應檢附產地證明,特定地區之特定食品並應檢附輻射檢測證明。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包在臺灣,食品的輻射污染容許量標準怎麼訂?在今(2016)年1月18日以前,臺灣原規定食品碘131污染安全容許量為300貝克/公斤,銫134與銫137污染安全容許量總和則為370貝克/公斤,這些標準已與美國、歐盟及國際食品法典委員會(CODEX)規定相當,或甚至更為嚴格。

日本於2012年4月1日調整銫134與銫137之總和限量標準,一般食品為100貝克/公斤、乳品及嬰兒食品為50貝克/公斤、飲料及水為10貝克/公斤,對此,臺灣要求自日本輸入之食品,必須同時符合臺日雙方污染容許量標準,始得輸入,並於今年1月18日修正標準,比照日本採取較嚴格之銫134與銫137總和限量標準。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包這些年,我們吃的食物有經過檢測嗎?臺灣自日本進口農產品及加工食品並未受到福島第一核能電廠事故的影響,仍呈現逐年增加趨勢。

2015年自日本進口數量為251,891公噸,較未發生核災前2010年167,645公噸增加50.3%;進口金額則較2010年增加2.1億美元(27.6%)。

日本輸臺食品統計(2010–2015)那日本進口食品檢驗結果,合格嗎?日本輸臺食品檢驗結果。

100年3月15日至105年10月31日共計檢驗9萬3,374批,全部符合輻射標準;其中只有216件檢出微量輻射(蔬菜類2件、水產類35件、嬰幼兒食品1件、加工食品25件、茶類145件、水果類6件及乳製品2件),105年度迄今(11/4)檢出2件(茶類、魚各1件。

均符合標準)。

不是所有食物都能進口:限制特定食品上市依據「核災對策特別措置法」規定,核能災害對策本部限制福島縣、青森縣、岩手縣、宮城縣、山形縣、茨城縣、櫪木縣、群馬縣、琦玉縣、千葉縣、新潟縣、山梨縣、長野縣、靜岡縣等14縣部分地區之特定農產品出貨上市,例如青森縣2市2町的野生菇類、岩手縣全縣的鹿肉與熊肉、茨城縣5市3町的竹筍、壢木縣2市1町的栗子、群馬縣2市3町2村的野生菇類、福島縣1市6町3村的稻米、千葉縣內利根川下游的鰻魚等。

日本不能上市的,未來也不能輸入。

熊肉示意圖。

source:Wikimedia只有臺灣開放福島等五縣食品進口?目前在世界各國中,只有臺灣和中國完全禁止福島等五縣核災地區食品進口。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包日本食品輸入管制措施會有哪些調整?原則又是什麼?基於「加強管制,安全輸入」原則,擬由「地區食品管制」改為「風險食品管制」方式,亦即針對高風險食品進行管制。

高風險產品禁止輸入,低風險產品則採嚴格抽驗與雙證(輻射檢測報告及產地證明)措施。

採兩階段處理,第一階段執行6個月,實施成效做為第二階段檢討參考。

第一階段:加強管制、安全輸入加強管制:日本國內限制上市之14縣特定地區特定食品均不得輸入。

日本野生菇類、野生蔬菜、野生鳥獸肉類等及其製品均不得輸入。

日本福島縣食品仍然禁止輸入。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包安全輸入:「茨城縣、櫪木縣、群馬縣、千葉縣4縣的飲用水、嬰幼兒奶粉、茶類產品及野生水產品等高風險的產品,維持管制」;其他產品輸入時需檢附日本官方或其授權單位開立之輻射檢測報告及產地證明(雙證),衛福部食藥署並將加強查驗,倘檢測出有超過輻射標準值情形,除該批貨物應予以銷毀或退運外,將暫停該縣該項產品之輸入。

日本其他地區(42都縣)食品,輸入時需檢附日本官方或其授權單位開立之產地證明(單證)。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包第二階段:在第1階段實施6個月後,政府相關部門將進行檢討與評估,做為後續管制措施調整之參考。

相關配套措施要求輸入日本食品檢附相關證明並加強查驗茨城縣、櫪木縣、群馬縣、千葉縣4縣食品,飲用水、嬰幼兒奶粉、茶類產品及野生水產品等4類高風險食品仍維持管制,其他產品要求輸入需檢附日本官方或其授權單位開立之輻射檢測報告及產地證明,衛福部食藥署並將逐批查驗,以確保民眾的飲食安全。

至於其他42都縣目前已可輸入食品,也將要求輸入時需檢附日本官方或其授權單位開立之產地證明,並加強查驗,避免冒充產地情形發生。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包 加強臺日食品安全合作:臺日雙方將簽署「臺日食品安全及進出口合作備忘錄」,加強臺日雙方食品安全合作。

在合作備忘錄架構下,兩國將進行食品安全資訊之通報與交換,並設置聯繫窗口,就食品進出口通關事宜加強聯繫,確保臺日食品貿易之便利與安全。

持續針對輸入日本食品及漁獲進行輻射檢測:政府將持續針對輸入之日本食品及漁獲進行輻射檢測,將結果公布於衛福部食藥署及農委會漁業署網站,供民眾查詢。

資訊透明化:衛福部食藥署針對所有日本食品資訊已建立專區,將持續採公開透明方式提供相關資訊。

邀請所有公民團體和學術界一起監督。

source:衛福部日本非福島食品輸臺說明《一次看懂政府規劃怎麼做》懶人包你或許會想問:Q1.為什麼要開放日本核災地區食品進口?是否犧牲食安來換取經貿利益?臺灣是世界貿易組織(WTO)的成員,依據WTO規範,各國採取食品安全檢驗措施,必須要有科學根據。

日本核災發生至今已5年多,世界各國也多已調整對日本食品的管制措施,臺灣也將依風險管理原則,以保障進口食品安全無虞為前提,擬定管制措施。

Q2.如何確保日本進口食品安全無虞?要求日方政府落實源頭管理,確保輸出食品安全無虞。

日本食品輸入時,政府將加強查驗,倘查獲不合格產品,即進行退運或銷燬,並檢討不合格產品情況,適時調整特定品項之管控措施。

政府將持續稽查輔導相關業者,確保日本食品清楚標示原產地。

日本食品輸臺的管理措施,以「加強管制安全輸入」,同時會視業務量進行整體性調整,彈性調度人力以支應輸入查驗業務。

Q3.如何避免偽標事件重演?是否要求臺日司法互助?為杜絕偽標事件,政府將持續要求輸入檢附產地證明,並與日方共同向業者宣導,詳實標示,提供消費者知與選擇的權利。

政府將運用臺日食安合作備忘錄要求日方提供食安事件調查之行政協助,倘有類似案件再度發生,透過臺日雙方共同查處,將可儘速查明真相及針對不肖廠商進行裁罰。

Q4.日本食品檢測分析為何不使用門式輻射偵檢器(RPM)?門式輻射偵檢器(RPM)是設置於港口等地,由海關負責進行貨櫃之偵測,主要目的為阻絕非法輻射物質的走私與擴散。

由於RPM儀器外圍並無屏蔽,直接量測貨櫃表面輻射,量測時間低於10秒,容易受到天然背景輻射的影響,且無法鑑別貨櫃中所含核種。

門式輻射偵檢器。

臺灣所使用純鍺半導體偵檢器測量食品,是國際間公認最精密的儀器,計測分析時間為1,000秒以上,可實際測出食品的微量輻射與核種。

純鍺半導體偵檢器。

Q5.目前邊境查驗輻射的人力足夠嗎?食藥署目前自100年收回自辦食品及相關產品邊境查驗業務,已增加輸入查驗業務人力,對於日本食品輸臺的管理措施以「加強管制安全輸入」為宗旨,會視業務量進行整體性調整,彈性調度人力支應,完成輸入查驗工作。

Q6.輻射半衰期至少為30年以上,日本輻射事件至今過了才約5年半的時間,臺灣有這麼急迫嗎?台灣對於調整日本食品管制措施並無時間表,近年來各國對於確認無污染情形或風險低之日本產品,均以解除或放寬為管理方向,管理制度應以科學證據為依據,管制有輻射污染及特定風險的食品輸入,因此台灣規劃對於日本輸入食品之管理,朝風險產品為管理對象之方向修正,而非管制特定地區(福島等特定縣)之所有食品。

Q7.在日本來自4縣市產品有標示少服用,這是真的嗎?經查證日本國內並沒有對來自4縣市食品要求標示「少服用」,僅有標明產地資訊。

Q8.為什麼公聽會的標題裡完全沒提到輻射核災這些字?(1).本次公聽會是說明對於日本食品進口食品之全面性管理原則,因此未提及核災字眼。

(2).自2011年3月25日台灣針對福島五縣生產製造之食品暫停受理輸入報驗,並針對其他地區9大類食品實施逐批查驗輻射量,截至目前共計檢驗超過9萬批,全部符合輻射標準。

Q9.為什麼要急急忙忙的辦這10場公聽會呢?而且都沒有看到或聽到宣傳的資訊呢?(1).依據立法院第9屆第2會期社會福利及衛生環境委員會第10次會議決議辦理。

行政院、農委會與衛福部分別於北中南花東地區共辦理10場公聽會。

(2).考量民眾參與方便性,擇定於11月12日至14日舉行,目的為儘快向國人說明政府相關評估結果與未來規劃方向,消除社會大眾疑慮,並澄清若干誤解;擇於週末假日舉辦,亦為因應社會福利及衛生環境委員會要求,便利民眾能有時間參與,充分表達意見。

Q10.這麼急著開放,是不是想用犧牲國人健康當條件來換取外交?有關日本輸臺食品進口管制措施,相關部會在維護國人健康的前提下,進行縝密的風險評估,並充分對外溝通說明;絕對不會因為外交經貿的壓力,枉顧國人飲食安全。

Q11.我們檢測輻射污染的標準是不是能保證安全?食品是不是應該修正為零輻射,才能放心吃?(1).衛生福利部針對食品訂有「食品中原子塵或放射能污染容許量標準」,係以年劑量1毫西弗(此為管制標準而非安全標準)為基準,保守假設成人攝入食品50%遭受污染,且均達容許量標準而訂出。

(2).環境中本來就存在輻射背景值,食品或水中檢測出輻射無須恐慌,只要輻射在標準值以下,而且不是長期食用,並不至於對身體健康造成威脅。

(3).目前台灣採行之食品容許量標準已屬國際間較嚴格之標準。

衛生福利部仍持續為民眾食品安全把關,提供一個讓民眾安心的飲食環境。

點擊看大圖點擊看大圖Q12.若是開放以後,民眾要如何知道哪些食品是來自日本核災區?日本食品之管理,比照其他輸入食品嚴格執行「管源頭」、「管邊境」、「管市場」措施,確保食用安全:(1).在源頭管理方面:日本出口至台灣之日本食品應符合日本國內輻射標準,且所有日本輸入食品須檢附產地證明文件,其產地需載明至都、道、府、縣產地證明;另,日本輸入特定地區之特定食品應檢附輻射檢測證明,始得申請食品輸入查驗。

(2).  在邊境查驗方面:日本食品輸入台灣時,食藥署將持續於邊境針對證明文件內容是否符合台灣規定、是否為允許輸入之特定品項等管制措施,並且依食品及相關產品查驗辦法規定進行輸入查驗。

倘查獲不合格產品,即進行退運或銷毀,並檢討不合格產品情況,適時調整特定品項之管控措施。

(3).在市售管理方面:地方政府衛生局將持續稽查輔導相關業者,確保日本食品均清楚標示原產地。

Q13.為什麼連大陸都不進口,我們卻要進口?各國開放進口的標準到底是什麼?(1).目前國際間多數國家未禁止日本單一縣之全部產品,全球僅中國大陸針對日本福島等10縣,以及台灣針對福島等5縣所生產之食品採取全面禁止輸入措施。

(2).台灣與日本為世界貿易組織(WTO)會員國,應以科學證據為依據,針對有輻射污染及特定風險食品管制輸入,近年來各國均以解除或放寬為管理方向調整日本食品管制措施。

(3).台灣則在確保食安之前提下有義務檢討調整,政府對於日本食品的管理,將在做好風險評估及風險溝通後,確保食用安全無虞,才會進行調整。

Q14.為什麼要急著解禁日本核災區食品?是不是開完10場公聽會就要開放了?不是,舉辦10場公聽會是根據立法院11月7日衛環委員會決議辦理,主要目的是向國人說明政府相關評估結果與未來規劃方向,消除社會大眾對日本核災食品進口管制議題的疑慮,澄清若干誤解,並廣徵各界意見,以作為未來採取相關措施的參考,絕非開完公聽會就要開放。

台灣對於調整日本食品管制措施並無時間表,日本政府管制流通的產品,台灣也不會開放進口,政府對於日本食品的管理,會做好風險評估及風險溝通,並確保食用安全無虞,才會進行管制措施調整。

 以上資料主要來自衛福部。

我們知道政府的說帖不必然為所有人相信,但起碼應該先「看見」,然後才有討論的基礎。

同樣地,我們也不該輕信網路上資料來源不確實的各種說法。

實體的公聽會吵吵鬧鬧辦不下去,有其原因,但我們也不用因此停止溝通。

在此泛科學誠摯邀請各位夥伴一起提出你的問題,或是你認為現在還不清楚的資訊是什麼。

請至:https://www.facebook.com/events/706698796151171/本篇Q&A會根據我們能掌握的最詳實資訊持續更新。

資料來源:衛生福利部食品藥物管理署,日本非福島食品輸臺說明專區。

衛福部、農委會、原能會、經濟部、外交部,日本食品輸臺之監管與未來規劃。

衛生福利部食品藥物管理署,日本非福島食品輸臺說明專區,一次看懂政府規劃怎麼做懶人包。

考察報告全文詳見:跨部會赴日實地考察報告 國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》,素養強化訓練今天就展開!相關標籤:日本食品核災食物輻射檢測熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論021文字分享友善列印021人體解析專欄生命奧祕編輯精選萬物之理醫療健康電影中的科學來自姊姊的愛:約兒力氣要多大,才能把弟弟的肋骨抱斷?linjunJR・2022/07/13・2833字・閱讀時間約5分鐘+追蹤話題新番SPYXFAMILY中的媽媽約兒,是武功高強的職業殺手。

力大無窮的她曾因為不小心抱得太用力,導致弟弟的肋骨不幸斷裂。

約兒的力量究竟要多大,才能靠抱抱折斷別人的肋骨呢?約兒的力量究竟有多大,才能靠抱抱折斷別人的肋骨呢?圖/IMDb肋骨雖然是保護軀幹內重要器官的鎧甲,但比起粗壯的大腿骨等等其實是相對容易發生骨折的區域。

除了一些激烈的競技運動可能會導致肋骨出事之外,CPR過程中不當的壓胸動作也是胸骨或肋骨骨折的肇因之一。

這樣看來,單靠人力要把肋骨折斷好像並非不可能。

除了安妮亞需要擔心這個問題之外,清楚地知道「東西什麼時候會斷掉」也是許多工程師每天會遇到的挑戰。

然而這類實驗每做一次就要毀掉一塊材料,大多時候更完全沒有做實驗的可能(例如大型建築結構,或是無辜人類的肋骨)。

接下來我們便可以用一些簡單的估計,來探討人類肋骨究竟會不會在擁抱過程中意外斷裂。

安妮亞擔心跟媽媽抱抱時,肋骨可能會斷掉的這個問題。

圖/IMDb關心安妮亞的肋骨之前,我們先了解什麼是斷裂力學一般而言,固態材料受到外力時首先會產生正比於外力大小的彈性形變,外力停止之後便能恢復原狀。

硬度(Stiffness)描述的是彈性形變和外力的正比關係,也就是「外力=硬度*形變量」。

在相同的外力之下,硬度越大的材料形變越小。

外力大到某個程度時,會造成不可恢復的塑性形變,此時材料內部的微觀結構通常已經遭到破壞;外力再大一些便會造成巨觀的斷裂。

材料在斷裂前能承受的最大應力就是其強度(Strength)。

玻璃這類硬而脆的材料硬度大但強度小,也就是說它不容易形變,但應力一大就裂開;金屬類則通常有較好的強度和較大的彈性範圍,因此彈簧通常以金屬製成。

硬度跟強度是相關但獨立的概念,下面關於斷裂的討論會著重在強度的部分。

作為複雜的有機結構,骨骼的力學性質並不如上述的如此簡單。

骨骼遭受外力衝擊時可以透過局部的塑性形變來分散能量,使裂痕不易蔓延。

也就是說,是否骨折不只和力的大小有關,也和施力的速度有關。

瞬間的重擊會讓能量來不及耗散,材料因此更容易斷裂。

用吸管插手搖杯封膜時一定要快狠準便是這個道理,如果慢慢加壓只會讓塑膠封膜凹一個洞(也就是塑性形變),那不是因為力氣不夠,而是因為施力不夠快。

用吸管插手搖杯封膜,如果慢慢加壓只會讓塑膠封膜凹一個洞。

那不是因為力氣不夠,而是因為施力不夠快。

圖/Pexels但骨骼的塑性性質實在不好估計,所以先別管那麼多。

一般在實驗室中若要測量骨骼的斷裂強度,應該就是緩慢地對材料加壓直到斷裂,這樣才能獲得完整的「彈性─塑性─斷裂」過程的資料。

我們暫且假設內心溫柔的約兒擁抱親人的動作(相較於出拳攻擊)是緩慢的,只是力氣的高峰值出奇地大,所以肋骨在經歷了充分的塑性形變後才最終斷裂。

對於這類相對緩慢的擁抱,我們便可以安心地套用現有的一些測量數據。

一般人擁抱的力量和約兒有什麼不同?骨頭的部分接下來只要交給谷歌就可以了,那擁抱的力量該有多大呢?一般人抱的動作大概不會把雙臂交疊在一起,而是分別放在對方的肋骨上。

所以我們只要考慮一隻手的力氣就好,兩隻手就只是斷掉的肋骨數量乘以二而已。

如果健身房有一台以擁抱動作為發想的訓練器材,一般人用一隻手能拉起的槓片數量應該不多,可能最多十五公斤。

約兒提到她當時抱斷了弟弟的三根肋骨,意即兩隻手的力量差不多由三根肋骨扛起,也就是一根肋骨要承擔十公斤重的力。

換成物理學家用的單位,就是差不多100牛頓。

有這樣的姐姐,尤利還能順利活下來也絕非凡人。

圖/IMDb但是知道力的大小還不夠。

直覺會認為,較薄的材料比較容易折斷,同樣的材料在斷裂前能承受的力應該跟截面積呈正比。

換句話說,真正衡量斷裂強度的是單位截面積所受的力,也就是應力(壓力)的概念。

把一根肋骨的截面簡單當成一公分見方的正方形,壓力便等於:100牛頓/1公分2=106牛頓/公尺2=1百萬帕(最右邊的百萬帕是材料力學常用的應力單位。

)不過彎曲應力不只和截面積有關,還得考慮材料受力的整體結構。

肋骨下方的胸腔相對沒有什麼支撐力,所以肋骨比較像是一根兩端固定,中間懸空的橋樑,如下圖所示。

從日常經驗可以知道,這種結構中間懸空的部分L越長,或是厚度d越薄,彎曲的越嚴重。

肋骨下方的胸腔相對沒有什麼支撐力,所以肋骨比較像是一根兩端固定,中間懸空的橋樑。

圖/作者所以剛剛的應力還要再乘上一個長度對厚度的比值,才是肋骨在結構中承受的彎曲應力。

假設肋骨大約10公分長,最後的答案就是10百萬帕。

約兒有「全力」擁抱弟弟嗎?人類骨骼的彎曲強度取決於年齡、性別、個體發展差異等等,但是普遍的值落在100到200百萬帕的範圍,一比下來差了十倍以上。

雖然我們在計算中做了很多誇張的簡化,可是過程中不太可能有估計的失誤會讓最後結果差到十倍。

因此可以放心地說,一般人的擁抱不太可能將你的肋骨折斷。

可以放心地說,一般人的擁抱不太可能將你的肋骨折斷。

圖/IMDb根據維基百科上沒有來源的資料:「第1到3根肋骨斷裂前能承受大約180KG的重量,第4根到第9根相對脆弱些」。

這和我們的粗略估計大致相符,也就是每根肋骨10公斤重的擁抱力道距離肋骨骨折大約有十倍的差距。

不過別忘了,上面講的都是一般人的情況。

約兒可不是一般人。

想要對她的怪力有些概念,我們發現第十集躲避球大戰的特訓畫面中,約兒丟出的躲避球發出了明顯的音爆,表示她的球速至少來到音速340m/s。

一般人的躲避球速最快不過120km/h,也就是33m/s左右。

考慮到手臂長度差不多,手臂力量大致和球的動能成正比,也就是和球速平方成正比。

約兒的球速大約是常人的十倍,代表她的力量是驚人的百倍以上。

由此可知,約兒對親愛的弟弟已經相當手下留情了。

參考資料MartinGrigorAbrahamyan.(2017). OnthePhysicsoftheBoneFracture.InternationalJournalofClinicalandExperimentalMedicalSciences,3(36):74-77. https://www.researchgate.net/publication/321489340_On_the_Physics_of_the_Bone_Fracture 國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》,素養強化訓練今天就展開!相關標籤:SPYXFAMILY力學擁抱間諜家家酒骨折骨頭熱門標籤:大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論000文字分享友善列印000專欄科學傳播本土科普影視如何突破、創新?科技部邀6團隊談製作甘苦PanSci・2022/07/15・825字・閱讀時間約1分鐘+追蹤如果民眾都不知道國家支持的科學研究在做什麼,會願意支持政府編列科研預算嗎?今日(2022/07/15)下午於民視林口數位總部,舉辦「科技部科普影視饗宴」,邀請《科學再發現》、《基因啟示》、《實習生的筆記本》、《吉娃斯愛科學》、《工藤心醫的心靈偵探事務所》、《「蜂」起「雲」湧》六部科普影片創作團隊,一同分享創作成果。

此外,科技部科教發展及國際合作司司長葉至誠也親臨現場,表達對科普的重視與期盼。

葉至誠司長認為推動科普至關重要,科技部每年花費大量的預算在科學研究上,也有許多出色的成果,但這些成果鮮少在大眾面前呈現。

透過通俗但不失精準的科普影片,向大眾說明這些研究成果與生活的連結,能讓大眾更支持研究活動。

《科學再發現》以大眾關切的議題作為切入點,深入淺出背後的科學原理,讓知識得以被活用;《基因啟示》透過貼近生活的生動解說,讓大眾能一覽最新的生物研究;《「蜂」起「雲」湧》則使用新穎VR技術,讓一般人能身歷其境理解蜜蜂對農作物授粉的重要性。

《吉娃斯愛科學》從原住民生活和文化出發,結合有趣的科學主題,不只有正確的科學知識,故事也深受小朋友喜愛;《實習生的筆記本》以實境秀呈現,以實習生的角度描寫研究生活的點點滴滴,讓一般人能一窺實驗室的奧秘;《工藤心醫的心靈偵探事務所》扣合青少年精神疾病的增長趨勢,提供青少年精神疾病相關的科普知識,以及最新的治療方法。

聽完各團隊分享後,葉至誠司長也向製作團隊請教製作的細節,說:「今天你們都是科普影片的專家,我是來向你們請益的。

」製作團隊們也分享了製作時的辛酸血淚跟成就。

最後,葉至誠司長表示:「科普的另外一個重點,就是可以讓年輕一代,能在小時候就接觸到科學教育,啟發對科技的探索。

」而科普影片,正是入門門檻不高,卻能接觸到最新科學新知的方法,期待這些科普影片成為孩子心中的創新種子,萌發未來科學世代。

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 蕭克利三人除了在辦公室討論,就連在蕭克利家中作客時,也無視於身旁的妻子,熱烈談論實驗結果。

然而他們再三確認過布拉頓的實際做法,甚至回頭從量子力學的基本學理逐步探討,結果就是想不出為什麼行不通。

直到這一天,巴丁才恍然大悟。

 巴丁帶著布拉頓到黑板前,用粉筆畫出一個個排列整齊的矽原子與周圍的電子,然後指著最上面那一列矽原子說:「有看出來這一排矽原子和下面的矽原子哪裡不一樣嗎?」 布拉頓滿臉疑惑:「不都一樣嘛?」「你再仔細看看。

」布拉頓看了一會兒,終於看出差別:「喔,你是指它們少了一顆價電子啊?但這不就是局部示意圖嗎?你只是沒畫出更上層相鄰的矽原子而已。

」 巴丁露出莫測的微笑:「那如果這已經是最表面的那層原子呢?它們上方可沒有其他矽原子提供共用的電子了。

這就是我們的盲點,沒注意到表層矽原子的價電子是不足的!」 布拉頓一時愣住,巴丁不等他想通,拿起紅色粉筆在最上層的矽原子畫了幾個電子,接著說:「你看,表層這些矽原子只要再一個價電子就能填滿最外殼層,形成穩定狀態。

所以當電子被電場吸引到矽原子的表面,便無法掙脫。

多了這些堆積不動的電子,矽晶體表層變成帶負電,與上方帶正電的金屬板形成封閉的電場,其他電子無法再被吸引上來,當然不會導電。

」 「難怪我試了各種方法,別說放大訊號了,連電流都測不到!」布拉頓恍然大悟,接著趕忙問:「所以我們該怎麼做?」 「只能想辦法打破這『表面態』,不過……我也還沒有具體辦法。

」 「沒關係,至少現在不再是瞎子摸象,知道該往什麼方向努力了。

」布拉頓渾身充滿幹勁,已經迫不及待要進行實驗。

巴丁發現蕭克利所設計的場效應電晶體,因為p型矽的表面矽原子最外層被填滿電子,導致無法導電。

圖/親子天下最開心的當然是蕭克利本人,這代表他的構想有機會起死回生。

他相信巴丁一定可以找出解決方法,加上自己也還有許多事要忙,索性放手讓他們去研究,只有偶而關心一下進度。

學者型的巴丁自然樂得不受干涉;而對布拉頓來說,巴丁的學術素養不下於蕭克利,又隨時都可以當面討論,反而更棒。

他們兩人不只是工作上的夥伴,私下也成為往來密切的好友,假日還常相約去打高爾夫球;凱利當初所期待的「大腦」與「雙手」的密切合作,如今反而在巴丁和布拉頓兩人身上實現。

最佳拍檔「大腦」與「雙手」的解謎之旅不過即便這個新最佳拍檔找出了關鍵問題的答案,但是之後的難關卻是毫不留情的一層層湧上,讓這兩人倍感吃力;事情是這樣子……。

蕭克利模型巴丁和布拉頓兩人發現矽晶體表面態的障礙比想像中的還難打破,即使把電壓提高到1千伏特、以及縮減金屬板離矽晶體表面的距離至0.1公分,仍然看不見電流變化。

巴丁甚至用液態氮冷卻矽晶體,看在超低溫下效果如何,結果導電性只增加了10%。

導線直接接觸模型布拉頓想起歐偉用光線照射矽晶體的實驗。

兩人用光線照射的結果,發現不需n型矽,直接以金屬線接觸p型矽就會有光伏效應。

於是直接全用p型矽做實驗,同時施加電場和照射光線,果然就有電流產生,但卻沒什麼放大效果。

矽晶體浸水模型布拉頓意外發現矽晶體浸到水時,竟然測到些微的放大效果。

巴丁推測水分子正極那端與表層矽原子接觸,中和了負電而降低表面態效應。

布拉頓把提供電場的金屬板改為很小的金環,放進矽晶體表面的水滴裡,再將絕緣包覆的鎢絲穿過小金環,接觸矽晶體。

結果成功在室溫下得到放大效果,雖然只有一點點,卻是一年多來的首度突破。

缺點:水分子會妨礙電波的震盪,所產生的頻率不到10Hz,根本無法傳遞聲音訊號,況且水滴容易蒸發,也不是長遠之計。

雙管齊下模型巴丁先將p型矽改為n型鍺;鍺和矽一樣是IV族元素,但價電子在更外層,比較能掙脫表面態。

同時改以有正負離子的固態介電質取代水滴,裡面直接植入小金環,果然得到更高的放大效果,只不過電流的頻率仍無法超過10Hz。

氧化層模型布拉頓在幾次實驗後,發現鍺晶體表面因為電解作用生成二氧化鍺。

由於二氧化鍺是絕緣體,代表介電質已經沒有發揮中和作用,而是靠氧化層降低表面態。

於是改用事先經過陽極處理、表面已經氧化的鍺,直接將小金環置放在氧化層上,讓鎢絲刺穿氧化層,直抵n型鍺。

他們原本希望去除介電質之後,就能產生更高的頻率,卻意外發現電流的走向與原先預期的不一樣。

無氧化層模型布拉頓試著改變電極正負方向的不同組合時,有次鎢絲還沒插上去,就不小心先觸碰到小金環,這瞬間電表竟然有反應。

照理說小金環下方是絕緣的氧化層,應該不會導電才對,他仔細檢查後才發現原來氧化層不知何時被洗掉了,也就是小金環是與鍺晶體直接接觸的!這可不得了,代表小金環已經沒有扮演提供感應電場的角色,而是將電流轉入鍺晶體而已。

這代表並不需要絕緣的氧化層,小金環也形同虛設。

布拉頓還發現小金環改接正極時,雖然電流沒有放大,但電壓放大兩倍,而且頻率高達10KHz,終於有希望取代真空管;而這一切根本沒用到蕭克利所構想的「場效應」。

反轉層模型巴丁重新思考並且得出結論:鍺晶體的表層從射極獲得電洞而變成p型鍺,與下方的n型鍺形成p-n接面,就如同歐偉那顆矽石的結構。

如果射極與集極在鍺晶體表面的接觸點彼此夠接近,來自射極的電洞有些便會跑到集極,與集極上的電子結合,帶動負極輸出更多電子,這些電子大部分會直抵基極,沿著電路循環回來,形成比射極那端還大的電流。

巴丁算出間隔最好小於0.005公分,才有明顯的放大作用,但這相當於一張紙的一半厚度,而當時最細的金屬線至少也有這三倍粗。

巴丁原以為這很難做到,沒想到布拉頓很快就想出了巧妙的辦法。

經過反覆實驗,布拉頓與巴丁終於摸索出最佳設計,接下來就是驗證奇蹟的時刻。

史上第一顆電晶體誕生1947年12月16日,布拉頓切了一塊三角形的塑膠塊,再將一片金箔貼在三角形的兩側,然後用刮鬍刀片將三角形尖端處的金箔輕劃一刀,分成兩段:一邊作為射極、一邊作為集極,兩者相距只有刀鋒那麼近。

接著他把一根迴紋針拉長充當彈簧,一端固定在塑膠塊未貼金箔那側,另一端連接到懸臂上的螺絲旋鈕,讓塑膠塊懸空掛在鍺晶體上方。

裝置到了下午終於一切就緒,布拉頓輕輕轉動螺絲,讓塑膠塊緩緩下降,直到尖端剛好觸碰到鍺晶體表面。

布拉頓示意就緒後,巴丁打開電源開關,果然出現前所未見的效果,電壓與電流都有放大,整體功率放大了一百倍。

就這樣,這個就地取材的克難裝置,成為史上第一顆電晶體。

布拉頓與巴丁的設計(左圖)以及最終完成的成品(右圖,照片為複製品),成為史上第一顆電晶體。

 圖/親子天下布拉頓興奮的擁抱巴丁,巴丁內心也激動不已,沒想到埋首兩年沒有進展,卻在最後一個月中,接連出現戲劇性的變化。

在回家的途中,布拉頓忍不住告訴共乘的同事自己剛完成這輩子最重要的實驗。

回家從不談論公事的巴丁也難得向太太透露,雖然只是輕描淡寫的一句:「我們今天有重要的發現。

」當晚布拉頓又打電話給巴丁,再次確認實驗沒有任何漏洞,突然才想到還沒通知蕭克利。

第二天,蕭克利過來實驗室看他們演示一遍,確認他們成功做出了電晶體後,告訴他們在申請專利前要先保密(布拉頓趕緊要那位共乘的同事發誓不說出去),接著他著手安排給貝爾實驗室高層的成果展示會。

12月23日,這些高階主管到場後,只見麥克風與耳機接在一個簡陋的裝置上。

當他們輪流戴上耳機,聽見清晰的說話聲音後,原有的疑慮一掃而空,紛紛向蕭克利、布拉頓與巴丁恭喜完成這革命性的發明。

隔天就要開始耶誕假期,這發明猶如意外的耶誕禮物,為原本就已輕鬆愉快的氣氛增添歡樂氣息。

在一片和樂融融的笑談聲中,沒人注意到蕭克利卸下僵硬的笑容時,臉上浮現的陰鬱表情……。

——本文摘自《掀起晶片革命的天才怪咖:蕭克利與八叛徒》,2022年7月,親子天下,未經同意請勿轉載。

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