什麼是等效劑量計算器?
這個工具能把輻射吸收劑量(單位為戈雷,Gy)換算成等效劑量(單位為西弗,Sv)。吸收劑量描述的是每公斤組織所吸收的原始能量,但即使能量相同,不同類型的輻射對人體造成的生物傷害卻大不相同。等效劑量正是透過套用國際輻射防護委員會(ICRP)所訂定的輻射加權因數(\(w_R\)),把這項差異一併納入考量。
使用方法
先輸入以戈雷(Gy)為單位的吸收劑量,再選擇輻射類型。每種類型都對應一個標準加權因數:X 射線、伽瑪射線與電子的 \(w_R = 1\);質子 = 2;中子依能量高低介於 5 到 20 之間;阿伐粒子與重離子 = 20。如果你手邊有特定的加權因數,可選擇「自訂」並直接輸入數值。計算器會同時回傳以西弗(Sv)和毫西弗(mSv)表示的等效劑量,方便日常對照比較。
公式解析
兩者的關係相當單純:
$$H_T = D \times w_R$$其中 \(H_T\) 是以西弗計的等效劑量,\(D\) 是以戈雷計的吸收劑量,\(w_R\) 則是無單位的輻射加權因數。由於 \(w_R\) 沒有單位,1 Gy 的伽瑪輻射(\(w_R = 1\))等於 1 Sv;但 1 Gy 的阿伐輻射(\(w_R = 20\))卻等於 20 Sv。
實例演算
假設某組織吸收了 0.05 Gy 的阿伐輻射(\(w_R = 20\)),那麼等效劑量就是
$$0.05 \times 20 = 1 \text{ Sv}$$也就是 1000 mSv——這是相當高的劑量,正好說明了為什麼阿伐放射體一旦進入體內會格外危險。
常見問題
等效劑量和有效劑量是一樣的嗎?不一樣。有效劑量還會額外針對各器官的敏感度進行加權(組織加權因數),而等效劑量只套用輻射加權因數。
為什麼要用西弗而不用戈雷?西弗更能反映輻射對人體的生物風險,讓不同類型的輻射可以放在同一個尺度上互相比較。
一般的天然背景輻射劑量是多少?全球平均天然背景輻射約為每年 2.4 mSv,可作為解讀計算結果時的參考基準。