這個計算器的功能
本工具用來估算一個人因吸入受放射性物質污染的空氣,所承受的「承諾有效內部輻射劑量」。計算涵蓋三種常見且常被報導的放射性核種:碘-131(I-131)、銫-134(Cs-134)與銫-137(Cs-137)。輻射劑量評估的物理原理在全球通用;本工具預設的劑量係數,採用國際間廣泛使用的 ICRP(國際放射防護委員會)型承諾有效劑量係數,並參考日本放射線醫學綜合研究所(NIRS)整理的數值。台灣與其他國家採用的標準與此一致或十分相近。
重要單位說明
1 貝克(Bq)代表每秒一次原子核衰變,用來衡量放射性的強度,在此處則代表空氣中的活度濃度。1 西弗(Sv)是有效劑量單位,用以表達輻射對人體造成的生物效應。劑量係數(每單位攝入量所對應的承諾有效劑量)會同時受核種與年齡層影響,因為器官大小、新陳代謝速率與呼吸量都會隨年齡而不同。
使用方法
先選擇年齡層,系統會自動載入對應的呼吸量與劑量係數(您也可以自行修改任何數值)。接著輸入每種核種在空氣中的活度濃度(\(\text{Bq/m}^3\)),以及暴露的天數。計算器會分別算出每種核種的劑量,以及總劑量,並以微西弗(uSv)、毫西弗(mSv)和西弗(Sv)三種單位顯示。
計算公式說明
對每一種核種而言,吸入的活度=活度濃度(\(\text{Bq/m}^3\))× 呼吸量(\(\text{m}^3\text{/天}\))× 天數,即可得到吸入的總貝克數。再乘上劑量係數(\(\text{uSv/Bq}\)),就能得到以 uSv 為單位的劑量。總劑量即為各核種劑量的加總:
$$E = B \cdot D \sum_{i} C_i \, e_i$$其中
$$\left\{ \begin{aligned} B &= \text{Breathing Rate (m}^3\text{/day)} \\ D &= \text{Days} \\ C_i \, e_i &= \text{C}_{I131}\,e_{I131} + \text{C}_{Cs134}\,e_{Cs134} + \text{C}_{Cs137}\,e_{Cs137} \end{aligned} \right.$$
實例試算
以成人為例,呼吸量 \(22.2 \ \text{m}^3\text{/天}\),暴露 1 天。空氣濃度為:I-131 100、Cs-134 50、Cs-137 50 \(\text{Bq/m}^3\)。吸入量分別為:2220、1110、1110 Bq。劑量為:
$$2220 \times 0.0074 = 16.428 \ \text{uSv}$$$$1110 \times 0.0066 = 7.326 \ \text{uSv}$$$$1110 \times 0.0039 = 4.329 \ \text{uSv}$$總計 \(= 28.083 \ \text{uSv} = 0.028083 \ \text{mSv}\)。
常見問題
有計入衰變嗎?沒有。承諾有效劑量是針對成人積分 50 年、兒童積分至 70 歲的累計劑量,這項計算已內含於劑量係數之中。
為什麼年齡會改變結果?年紀較小的人呼吸量與新陳代謝不同,因此他們的劑量係數也不一樣。
這算是法定的正式評估嗎?不是。這只是一個簡化的初步篩檢估算;正式評估會納入更多核種、攝食途徑以及隨時間變化的攝入量。