如何理解輻射劑量的量與單位

2020-11-27 中國科學院

3月11日日本發生的特大地震對福島核電廠造成了巨大的破壞,隨之而來的核輻射擴散所造成的對周圍環境的影響成為全世界關注的焦點。在來自各方面的報導中,廣大公眾聽到了平時非常陌生的對放射性水平的描述,首先就是各種量與單位使人感到困惑,究竟這些單位和數值是什麼意思,與本底水平比有多大差異呢?為此,向大家介紹一下相關的知識。

輻射劑量的常用單位有:吸收劑量、當量劑量和有效劑量。

1.吸收劑量

吸收劑量是單位質量受照物質所吸收的平均電離輻射能量,單位是J·kg-1

專門名詞是戈瑞(Gray),符號「Gy」,1Gy = 1 J·kg-1。這是個很大的單位,因此在實際應用時,往往用其千分之一或百萬分之一作單位,即mGy 、μGy,甚至更小,nGy。

吸收劑量適用於任何類型的輻射和受照物質。在對環境進行γ輻射監測時,經常用nGy/h作測量單位(吸收劑量率單位),意思是測量地每小時的吸收劑量值。正常的天然本底輻射水平視地域的不同而不同,一般在幾十到二百nGy/h之間。

2.當量劑量

不同類型和能量的射線所產生的生物效應會不同,因此相同的吸收劑量未必產生同等程度的生物效應。為了用同一尺度表示不同類型和能量的電離輻射對人體造成的生物效應的嚴重程度或發生機率的大小,採用了當量劑量,這是一個考慮了輻射權重因子的量。

當量劑量的單位也是J·kg-1。為了同吸收劑量單位的專門名詞區別,當量劑量單位有一個專門名稱叫希沃特(Sievert),簡稱「希」,符號是「Sv」。實際應用中往往用mSv 、μSv、nSv。

值得注意的是,在報導中所提到的測量水平數值都是以劑量率的形式出現的,即每小時多少劑量,也就是說如果在該地停留一小時將接受多大的劑量。所以一個人實際接受了多少照射,應該是劑量率與停留時間的乘積。

在實際測量時,如果包含有多種射線,應使用當量劑量單位。

3.有效劑量

實踐中,因放射性照射引起的隨機性效應(癌症等疾病)的發生概率與當量劑量之間的關係還與受照組織或器官有關,因為各種組織器官對射線的敏感度是不一樣的,而人體受到的任何照射幾乎總是不止涉及到一個器官或組織。為了計算輻射給受到照射的有關器官和組織帶來的總的危險,在輻射防護中引入了組織權重因子這一概念,有效劑量就是考慮了這一因素後產生的,可以說這是一個既考慮了射線種類也考慮了器官組織權重因子的量。有效劑量單位的專門名稱也是希沃特(Sievert),簡稱「希」,符號是「Sv」。

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