毫西弗 當(dāng)量劑量 吸收劑量 放射性
輻射單位名詞深度解刨,最通俗的解釋,讓你看一邊就能理解
毫西弗:是輻射劑量的基本單位之一。輻射劑量的主單位是西弗(sv),但西弗是個(gè)非常大的單位,因此通常使用毫西弗、微西弗,他們之間轉(zhuǎn)換是:1Sv=1000mSv=1000000μSv。對(duì)一般人來說,比如在日常工作中不接觸輻射性物質(zhì)的人,每年的正常因環(huán)境本底輻射(主要是空氣中的氡)攝取量是每年1~2毫西弗。凡是每年輻射物質(zhì)攝取量超過6毫西弗,應(yīng)被列為放射性物質(zhì)工作人員。他們的工作環(huán)境應(yīng)受到定期的監(jiān)測,而人員本身需要接受定期的醫(yī)療檢查。毫西沃特(mSv),1mSv=0.001Sv。還有微西沃特(μSv)1μSv=0.001mSv?!≡诜派溽t(yī)學(xué)和人體輻射防護(hù)中,輻射劑量的單位有多種衡量模式和計(jì)量單位。較為完整的衡量模式是“當(dāng)量劑量”,是反映各種射線或粒子被吸收后引起的生物效應(yīng)強(qiáng)弱的輻射量。其國際標(biāo)準(zhǔn)單位是西沃特,記作Sv。定義是每公斤(千克、kg)人體組織吸收1焦耳(J),為1西沃特。
輻射劑量:是以人體組織器官每單位質(zhì)量所吸收的輻射能量來計(jì)算,它的計(jì)算單位是「西弗」,或是「毫西弗」。
大致上而言,來自于自然生態(tài)的輻射線,基本上對(duì)人體是沒有多大影響的,就像空氣一般存在人類的生活空間里;在臺(tái)灣地區(qū),天然輻射的劑量平均約占81. 2%,即每人每年所受到的天然輻射劑量,換算單位約為二毫西弗,而人造輻射劑量僅僅占18. 8%。
因此,除非是隨個(gè)人生活環(huán)境、及飲食習(xí)慣而有所不同(有些地區(qū)居民的劑量是鄰近地區(qū)居民的好幾倍),或是經(jīng)由職業(yè)環(huán)境、醫(yī)療上的長時(shí)間接觸,而日積月累了過多的輻射線,并遠(yuǎn)超過于人體可接受度的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),才會(huì)產(chǎn)生危害身體的影向,根據(jù)「聯(lián)合國 原子幅射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)」的研究,世界上每人每年所受的自然幅射劑量平均值是2.3 毫西弗,但是有不少地區(qū)居民則超過10毫西弗,而臺(tái)灣每人每年平均是2.0毫西弗。目前市面上售賣的電器都是通過幅射安全的品管檢驗(yàn)的,至于計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)屏幕所產(chǎn)生的幅射,除電磁場幅射外,只有極微量x光,但現(xiàn)今影像管的制造技術(shù)已將x光劑量降到 最低,大都符合原能會(huì)所定每小時(shí)不超過5微西弗的安全限值規(guī)定。
至于幅射是否會(huì)慢慢累積在人體,一般體外幅射的任何放射線,當(dāng)其與物質(zhì)作用釋出能量后,放射線便不復(fù)存在,當(dāng)然也不會(huì)累積在人體內(nèi),除非是吸入或食入放射性物 質(zhì),其不斷在體內(nèi)釋出能量,才會(huì)有所影響。對(duì)日常工作中不接觸輻射性工作的人來說,每年正常的天然輻射(主要是因?yàn)榭諝庵械碾陛椛?/font>)為1000~2000微西弗。一次小于100微西弗的輻射,對(duì)人體無影響。與放射相關(guān)的工人,一年最高輻射量為50000微西弗。一次性遭受4000毫西弗會(huì)致死。
gray Gy,即1kg被輻照物質(zhì)吸收1焦耳的能量為1戈瑞),常用千戈瑞(kGy)表示。
吸收劑量的SI單位是焦耳·千克-1(J·kg-1),SI單位專名是戈[瑞](gray),符號(hào)Gy
暫時(shí)與SI并用的專用單位名稱是拉德,符號(hào)為rad。1Gy=1J·kg-1=100rad,或1rad=10-2 J·kg-1=10-2Gy.
以上這幅圖表反應(yīng)了在短時(shí)期大劑量輻射之后,人的身體可能會(huì)出現(xiàn)的反應(yīng)。在這里要先簡略說一下這些天我們都在說的西弗(Sv)這個(gè)計(jì)量單位。它表示的是一種叫做“當(dāng)量劑量”的物理量,反映的是每千克人體組織每小時(shí)吸收的輻射量的大小。一般接受了超過8西弗(Sv)的輻射,人就必死無疑,所以西弗(Sv)是一個(gè)很大的單位。我們在日常的表述中,常見毫西弗(mSv)和微西弗(μSv)。其中,1μSv(微西弗)=0.001mSv(毫西弗)=1Sv(西弗)的10的負(fù)6次方。
昨日日本文部科學(xué)省發(fā)布了關(guān)于福島第一核電站釋放出的輻射量的測量結(jié)果。結(jié)果表明,在距核電站20多公里處每小時(shí)最大數(shù)值可高達(dá)0.33毫西弗,而在距核電站30公里至60公里區(qū)域檢測出的最大值是0.0253毫西弗,雖然比正常情況較高,但對(duì)人體健康并無直接影響。離得近的地方尚且如此,別的地方當(dāng)然更不用擔(dān)憂。(據(jù)果殼網(wǎng))
附:西弗到底是什么?
答:這個(gè)大千世界是由聲、光、電、熱、力等各種基本現(xiàn)象組成的,它們都是物理世界中的研究對(duì)象。但從更深的物理視角來看,它們都是能量的表現(xiàn)形式。光能、電能、熱能等各種形式的能量,都是用焦耳這個(gè)統(tǒng)一的單位來表示的。這些能量既不會(huì)憑空出現(xiàn),也不會(huì)憑空消失,它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,或者從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。一個(gè) 1 千克的物體從 1 米高的地方落下,釋放的能量就是 9.8 焦耳;讓一個(gè) 40W 燈泡發(fā)光一分鐘,需要的電能就是 2400 焦耳;一個(gè)蘋果所含能量約為 90 卡路里,換算成焦耳就是 300 多千焦耳。同樣地,放射性元素放出的射線也是一種傳遞能量的方式,它的單位也是焦耳。
19 世紀(jì)末,科學(xué)界正在為物質(zhì)放射性的發(fā)現(xiàn)歡欣鼓舞,卻沒有人注意到它可能帶來的巨大危害。直到 1896 年,傳奇發(fā)明家特斯拉(Nikola Tesla)故意把手指放在 X 光下,才發(fā)現(xiàn) X 光竟能產(chǎn)生灼傷。放射性物質(zhì)對(duì)基因的影響,則更是到了 1927 年才被發(fā)現(xiàn)。
早期人們用“倫琴”(r ntgen)這個(gè)單位來衡量放射性物質(zhì)的照射量大小,這個(gè)單位通常簡記作 R。這是為了紀(jì)念發(fā)現(xiàn) X 射線的德國物理學(xué)家倫琴(Wilhelm R ntgen)而設(shè)立的單位。1 倫琴就是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,在 0 攝氏度 1 立方厘米的空氣中造成 1 靜電單位的正負(fù)離子所需要的照射量。
不過,倫琴這個(gè)單位只能表示輻射量的大小,并不能反映生物組織吸收輻射的情況。為了更準(zhǔn)確地量化人體遭受有害輻射的嚴(yán)重程度,人們提出了“吸收劑量”(absorbed dose)的概念,即每千克人體組織吸收輻射的能量大小。但是,不同的輻射源對(duì)人體的傷害效果是不一樣的。對(duì)于每一千克的人體組織來說,吸收 1 焦耳的 α 射線,其殺傷力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于吸收 1 焦耳的 X 光輻射。為此,科學(xué)家們又專門定義了一種叫做“當(dāng)量劑量”(equivalent dose)的物理量,讓不同類輻射的殺傷力之間可以進(jìn)行公平的比較。和吸收劑量一樣,當(dāng)量劑量的單位也是焦耳每千克,區(qū)別在于當(dāng)量劑量要在吸收劑量的基礎(chǔ)上乘上輻射權(quán)重因數(shù)。不同性質(zhì)的輻射,輻射權(quán)重因數(shù)是不一樣的。X 射線、伽馬射線的輻射權(quán)重因數(shù)都是 1;對(duì)人體破壞力極強(qiáng)的 α 射線,輻射權(quán)重因數(shù)則高達(dá) 20。核泄漏將會(huì)引發(fā)多種類型的輻射,沒有一個(gè)確定的輻射權(quán)重因數(shù),我們通常也就取 1 了。
為了區(qū)別吸收劑量和當(dāng)量劑量兩種單位相同但意義不同的物理量,科學(xué)界給這兩種單位安上了不同的名字。為了紀(jì)念英國物理學(xué)家戈瑞(Louis Harold Gray),我們把吸收劑量的單位記作“戈瑞”(gray),簡稱“戈”,用符號(hào) Gy 來表示。每小時(shí) 1 戈瑞的輻射,就表示暴露在此輻射下每千克人體組織每小時(shí)吸收 1 焦耳的能量。
為了紀(jì)念瑞典物理學(xué)家西弗(Rolf Sievert),我們把當(dāng)量劑量的單位記作“西弗”(sievert,也譯作“希伏”、“希沃特”),用符號(hào) Sv 來表示。兩位物理學(xué)家都曾系統(tǒng)研究過輻射對(duì)生物的影響,對(duì)放射生物學(xué)都作出了杰出的貢獻(xiàn)。
下面這些事實(shí)或許可以直觀地告訴你,西弗到底是一個(gè)什么概念:吸收 1 西弗的輻射會(huì)讓人感到惡心欲吐,2 到 5 西弗會(huì)引起脫發(fā)、出血,超過 6 西弗的劑量就很難存活了,超過 8 西弗后死亡率就達(dá)到 100% 了??梢姡鞲ナ且粋€(gè)很大的單位,因此在實(shí)際使用時(shí),我們通常用“毫西弗”這個(gè)單位,用 mSv 表示。兩者的換算關(guān)系是,1 毫西弗等于 0.001 西弗。有時(shí)“毫西弗”也太大了,接受一次 X 光檢查也才零點(diǎn)幾個(gè)毫西弗。因此,我們偶爾也會(huì)用到“微西弗”這個(gè)單位,用 μSv 來表示。1 微西弗等于 0.001 毫西弗。正常人一年里接受的電視輻射大約就是幾個(gè)微西弗。
戈瑞和西弗都是國際單位制的導(dǎo)出單位,屬于國際標(biāo)準(zhǔn)單位。吸收劑量和當(dāng)量劑量還有一些非國際標(biāo)準(zhǔn)的單位。吸收劑量有時(shí)也用“拉德”(rad)這一單位,1 拉德表示每千克人體組織吸收 0.01 焦耳的能量,也就是說 1 拉德等于 0.01 戈瑞。在數(shù)值上,1 倫琴大致就等于 1 拉德。在拉德的基礎(chǔ)上乘以輻射權(quán)重因數(shù),就能得到一個(gè)對(duì)應(yīng)的當(dāng)量劑量單位,通常被稱作“人體倫琴當(dāng)量”(R ntgen equivalent man),英文里簡稱“雷姆”(rem)。自然地,1 雷姆也就等于 0.01 西弗了。