新浪博客

科普：核辐射剂量

2011-03-22 06:24阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1618819632

有读者问：'有个问题我想请教一下：辐射的那个单位microSievert和戈[瑞]（gray）的区别是什么'。

在切尔诺贝利核电站事故的记录片里，不断出现的一个辐射单位是伦琴（roentgen --R)。而现在对日本核事故报道里用的单位是sievert(Sv), milliSievert (mSv -- 千分之一Sv )和microSievert(uSv --百万分之一Sievert)。


一个格雷（Gray -- Gy)的辐射剂量的定义是：每公斤物质接受的,以焦耳为单位的辐射能量额。


因此：1 Gy = 1 J / kg (1焦耳 每公斤）


1个rad的定义是百分之一 Gy ( 1 gy = 100 rad)。


至于伦琴，是根据单位质量物质遭受放射后电离产生的电荷量为标准。1R = 2.58 x 10^-4 Coulomb/Kg.
对于软组织，1R ~ 0.95 rad 。


光看能量不是评估肌体受到的杀伤的标准，因为不同的放射的危害不同。射线被肌体吸收后引发电离与次级粒子的产生。有些射线，如X射线、电子、伽马射线等，能穿透肌体，因此传递给细胞的能量不多，造成的杀伤较小。而另外一些射线，比如中子、裂变产物等打中肌体后，大部分能量都被吸收，可能产生大量电离与次级反应。如果考虑到这个差别，那么我们就需要一个等效剂量的概念，在以Gy为单位的剂量上乘上一个”品质”因子，或者说权重。这个等效剂量的单位叫着Sievert*。


低能中子和裂变产物的这个品质因子是20左右。因此，遭到低能中子照射的剂量为1Gy那么等效的剂量就是20 Sievert.


Gy，sievert, roentgen都是单位质量遭受的辐射剂量。如果同样强度的辐射，遭受辐射的时间越长，遭受的辐射剂量也越大。


据报道，日本核电站门口的辐射强度为每小时400mSv （milliSivert)， 也就是0.4 Sv。假设放射粒子的权重为5，每个粒子能量为一百万电子伏 (1MeV)。我们可以计算出一公斤物体每小时遭受粒子轰击的次数：


粒子数 = 0.4/5/1.6 E13 = 5E11


也就是说，一个40公斤的人一小时接受 两万亿次粒子轰击。


显然，上述剂量测量标准很难说就正确反映了核辐射对人体的危害，顶多有一定的统计意义。这是一个量变与质变的问题。比如说碘131可能很微量，但因为碘是甲状腺素的成分，而微量的甲状腺素本身就能对人体机能产生巨大的影响，因此吸入碘131的后果可能远非一个简单的数字能够衡量。另外，吸收剂量的速度肯定也有关系，我们每天都经受一些背景辐射，但可能由于单位时间的量非常少，人体能够及时修复，但如果把一年的辐射量在变成一小时内吸收，结果可能就不同了。


*参考资料：《Atoms, Radiation, and Radiation Protection》. 3rd Ed. by James E. Turner。

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享