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幅射單位:西弗、貝克、居里

幅射常聽到的名詞:西弗、貝克、居里到底是什麼?

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2016-10-28 08:05:47 最後編修
2016-10-28 08:05:47 By Axer
 

這近令人憂心的日本地震引起的核災,造成幅射外洩,報紙新聞大肆報導外洩幅射,並引用數據,有些記者科學素養不足,上網亂查資料寫新聞,造成錯誤。因此我翻出大學時沒修好的近代物理,把輻射的單位弄清楚。

國際制 (SI) 對於放射性(radioactivity)或是活度(activity)[1] 的單位是貝克勒(Bq becquerel),即核子每秒衰變的次數。

   1 Bq = 1 衰變/s

而 1g 鐳(Ra)在一秒中衰變的次數為1居里(Ci curie),因此 Ci 只是 Bq 的大單位

   1 Ci = 3.7x1010 Bq

活度除了計算元素本身的衰變次數外,其連續的子衰變也計算在內。每個元素有各自的活度,例如:

  1 kg Ra 活度約為 3.7 x1013 Bq
  1 kg Th(釷) 活度約為 4.11 x1012 Bq
  1 kg Cs-137(銫-137) [3] 活度 3.2 x1015 Bq

每單位質量的物質,平均吸收的輻射能量 ,稱為幅射吸收劑量 (radiation absorbed dose),單位是戈雷(Gy gray)

  1 Gy =1焦耳/公斤 = 6.24x 1024 MeV/kg

不同種類的輻射(α 、β 、γ 、n)照射人體的組織或器官,雖使人體組織有相同的吸收劑量,但卻會造成不同程度的傷害現象,例如 5MeV 的α 粒子造成的傷害會大於 5MeV的β或是γ粒子 。為此,針對不同種類的輻射訂出一個傷害因素 (Q damage factor) 。將 Q 乘上幅射吸收劑量稱之為等效幅射吸收劑量,單位是西弗(Sv sievert),人體接受地球上的自然幅射每年約為 0.4 ~4.0 mSv,一年內人體可接受的最大幅射量為50mSv,致命的劑量是 3Sv。

  1 Sv = 1Gy x Q

以下為不同粒子的Q值:

β =1
γ=1
p(10MeV)=1
p(1GeV)=2
n(thermal)=3
n(fast)=10
α =20

就2011/3/15 cnn[2] 的新聞提到,電廠的等效幅射吸收劑量為100~400 mSv 為自然一年量的160倍,核災變由車諾比的經驗顯示,主要釋出物是 Cs-137和 I-131

On Tuesday, officials had reported levels at the plant of between 100 and 400 millisieverts, or as much as 160 times higher than the average dose of radiation a typical person receives from natural sources in a year.
...
According to Sjoden, the main radioactive components likely to escape when a reactor's fuel rods are breached are Iodine-131 and Caesium-137. Damaging levels of both components were emitted during the Chernobyl reactor disaster in the Ukraine in 1986.

參考資料

[1] radioactivity http://richardbowles.tripod.com/chemistry/radio/radio.htm
[2] CNN Q&A: Japan's ticking nuclear timebomb
[3] Cs http://researchcompliance.uc.edu/radsafety/isotope/isds-cs137.html
[4] 幅射的單位 http://vm.nthu.edu.tw/science/shows/rad/2/2-2.html


原文 2011-03-16 22:23:26

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