這個計算器的用途
本工具用來估算一個人經由口服攝取把放射性物質吃進體內後,所承受的體內約定有效劑量——也就是飲用受污染的水、食用受污染的食物所造成的劑量。它依據國際公認的 ICRP 劑量係數,把攝入的活度(單位為貝克,Bq)換算成有效劑量(單位為西弗,Sv)。本工具只涵蓋反應爐事故後最受關注的三種核種:碘-131(I-131)、銫-134(Cs-134)與銫-137(Cs-137)。其背後的物理原理是普世通用的,並不專屬於任何特定國家。
主要單位
一貝克(Bq)等於每秒一次核衰變,用來衡量放射源的活度(強度)。西弗(Sv)則是有效劑量的單位,代表對人體的影響程度;\(1\ \text{Sv} = 1000\ \text{mSv} = 1{,}000{,}000\ \text{uSv}\)。劑量係數(每單位攝入量所對應的約定有效劑量)負責把攝入活度換算成劑量;ICRP 以 Sv/Bq 表示,本工具則以 uSv/Bq 顯示。
使用方式
先選擇年齡層,系統會自動帶入 ICRP-72 預設的口服劑量係數及典型每日攝取量,接著可視需要自行調整任一欄位。輸入水與食物中各核種的活度濃度(Bq/kg)、你每日的飲水與食物攝取量(kg/天),以及攝取天數。各濃度預設為 0,因此你留白不填的核種就不會貢獻任何劑量。
計算公式
對每一種核種而言:攝入活度 = 天數 ×(水中濃度 × 飲水量 + 食物濃度 × 食物攝取量)。劑量則是該活度乘以該核種的口服劑量係數。把三種核種相加,即可得到總約定有效劑量。
$$E = \text{Days} \sum_{i} e_i \left( C_{w,i}\,\text{Water} + C_{f,i}\,\text{Food} \right)$$其中:
$$\left\{ \begin{aligned} e_i &= \text{dose coefficient: } \text{I-131},\ \text{Cs-134},\ \text{Cs-137} \\ C_{w,i} &= \text{water conc.: } \text{I-131},\ \text{Cs-134},\ \text{Cs-137} \\ C_{f,i} &= \text{food conc.: } \text{I-131},\ \text{Cs-134},\ \text{Cs-137} \end{aligned} \right.$$
實例試算
成人,30 天,每日飲水 2 kg、食物 1.5 kg。劑量係數(uSv/Bq):I-131 為 0.022、Cs-134 為 0.019、Cs-137 為 0.013。水中:I-131 100、Cs-134 50、Cs-137 50 Bq/kg;食物中:Cs-134 100、Cs-137 100 Bq/kg。I-131:\(30 \times (100 \times 2) = 6000\ \text{Bq} \times 0.022 = 132\ \text{uSv}\)。Cs-134:\(30 \times (50 \times 2 + 100 \times 1.5) = 7500\ \text{Bq} \times 0.019 = 142.5\ \text{uSv}\)。Cs-137:\(7500 \times 0.013 = 97.5\ \text{uSv}\)。合計 \(= 372\ \text{uSv} = 0.372\ \text{mSv} = 3.72\text{e-}4\ \text{Sv}\)。
常見問題
這是瞬間劑量嗎?不是。它是依 ICRP 定義,對成人積分 50 年、對兒童積分至 70 歲所得的約定有效劑量。
有包含體外輻射嗎?沒有——只計算食入造成的體內劑量。
可以用在其他放射性核種上嗎?不行;本工具僅涵蓋 I-131、Cs-134 與 Cs-137。任何安全相關的決策,請一律以官方主管機關的資訊為準。