[科普中國]-輻射吸收劑量

輻射吸收劑量是電離輻射與物質(zhì)相互作用時，用來表示單位質(zhì)量的受照物質(zhì)吸收電離輻射能量大小的物理量。嚴格定義為：電離輻射沉積于某一無限小體積元（從宏觀上來看很小，但從微觀上看很大，這樣才具有可操作性）中物質(zhì)平均授予能除以該體積元中物質(zhì)的質(zhì)量而得到的商。（吸收劑量D，其SI單位的為焦耳每千克（J/kg）法定單位的專門名稱為戈瑞，用符號Gy表示，非法定單位為拉德，用rad表示1 Gy =100 rad）。1

吸收劑量電離輻射給予單位質(zhì)量物質(zhì)的能量。嚴格的定義是電離輻射給予質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均授予能量dE被dm除所得的商，用D表示。它的國際單位制單位是戈瑞(Gy)，1Gy=1J/Kg。以前習慣使用的單位是拉德(rad)。1rad=0.01Gy。劑量本來是醫(yī)療中使用的詞,指一次或一定時間內(nèi)服用的藥物量，當X輻射最初用于治療時，醫(yī)生很自然地采用了這個詞。輻射作用于物質(zhì)引起的物理、化學或生物變化首先決定于物質(zhì)單位質(zhì)量吸收的輻射能量。因此吸收劑量是一個重要的物理量。但是研究表明，輻射類型不同時，即使同一物質(zhì)吸收相同劑量,引起的變化也不相同，特別表現(xiàn)在對生物損傷的程度方面。例如0.01戈瑞快中子的劑量引起的損傷和 0.1戈瑞γ輻射的劑量引起的損傷相當，即快中子的損傷因子為γ輻射的10倍。因此在輻射劑量學中建立了劑量當量這種物理量。吸收劑量的測量方法有空腔電離室法、量熱法和化學劑量計。1

吸收劑量率吸收劑量率D就是單位時間內(nèi)物質(zhì)的輻射吸收劑量。單位為戈/時(Gy/h)。曾用單位為拉德/時（rad/h）。吸收劑量率的SI單位是焦耳每千克秒（J/Kg.s）。若在 t 到 t+dt 時間內(nèi)，吸收劑量為dD，則稱：

D(t)=dD/dt 。2

輻射權(quán)重吸收劑量是指單位質(zhì)量的組織或器官吸收的輻射能量大小，吸收劑量的單位為戈瑞(Gy),1Gy相當于輻射授予每千克質(zhì)量組織或器官的能量為1焦耳。

當量劑量是組織或器官接受的平均吸收劑量乘以輻射權(quán)重因子后得到的乘積。

核輻射進入大氣后，空氣中不同的射線對核輻射影響不同，比如，中子的輻射權(quán)重因子為5～20，α輻射權(quán)重因子為20，當量劑量的單位就是毫希沃特（毫西弗mSv）、微希沃特（μSv）。但是在普通生活環(huán)境狀態(tài)，太陽光中最多的X、γ和β射線，其輻射權(quán)重因子為1，因此，多數(shù)情況下，吸收劑量與當量劑量相當，比如，有關(guān)部門檢測出我國某沿海區(qū)域核輻射吸收劑量為0.001戈瑞，當量劑量也顯示為0.001毫西弗。1

當量劑量雖然吸收劑量可用于各種類型的輻射來說明生物體受到輻射照射畦吸收能量的多少，但它所反映的生物效應(yīng)不同，而在輻射防護工作中，最關(guān)心的是受照后在機體中產(chǎn)生的生物效應(yīng)，因而需對吸收劑量進行修正·而引人當量劑量的概念。在ICRP第60號出版物中把某個器官或組織丁受到R類型輻射的當量劑量(equivalent dose)Ht,r 定義為：

Ht,r = Dt,r ′ Wr

式中，Dt,r是輻射R在器官或組織丁內(nèi)產(chǎn)生的平均吸收劑量，Wr是只類型輻射的輻射權(quán)重因子，它是無量綱的量。當吸收劑量的單位是J/Kg，當量劑量的法定單位為希沃特(Sv)，1Sv=1J/Kg（希沃特是個非常大的單位，因此通常使用毫希沃特（mSv），1mSv=0.001Sv。此外還有微希沃特（μSv），1μSv=0.001mSv）。微希伏、毫希伏的叫法被大量運用。1

衡量用單位輻射需要用微希伏/小時，或 毫希伏/年 等單位。衡量輻射劑量對人傷害情況，需要用當?shù)氐拿啃r單位輻射乘以所處的時間。此外還有一些老的計量單位，如倫琴等，雖其衡量模式不同，但如粗略簡化的話也可直接換比如下：1倫琴/拉德(Rad)/雷姆(Rem)=10毫希，1戈瑞(Gray或Gy)=1希沃特。

全身受照射劑量可能發(fā)生的效應(yīng)：

(1)0-0.25希伏沒有顯著的傷害；

(2)0.25-0.50希伏可以引起血液的變化，但無嚴重傷害；

(3)0.50-1.0希伏血球發(fā)生變化且有一些損害，但無疲勞感；

(4)1.0-2.0希伏有損傷，而且可能感到全身無力；

(5)2.0-4.0希伏有損傷，全身無力，體弱者可能死亡；

(6)4.0希伏50%的致命傷；

(7)6.0希伏以上可能因此而死亡。

當量劑量與吸收劑量相比它考慮了輻射權(quán)重因子，因此比吸收劑量描述有害生物學效應(yīng)的概率更準確，必須強調(diào)上式的當量劑量公式只限于輻射防護所關(guān)心的，與長期小劑量慢性照射相應(yīng)的那個劑量范圍內(nèi)使用(即限定了輻射劑量率)。當量劑量僅包括了影響輻射生物效應(yīng)的物理因素。3

引人了當量劑量之后，則可知對于一個生物體當它在相同部位受到不同類型的輻射照射時，只要所受到的當量劑量相同時，則引起的生物效應(yīng)是基本相同的，而不論它受到的是何種類型的輻射照射。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學