什么是吸收剂量?
吸收剂量是指电离辐射在单位质量物质中沉积的能量。它的国际单位制(SI)单位是戈瑞(Gy),1 Gy 等于每千克 1 焦耳(1 J/kg)。较早的 CGS 单位是拉德(rad),\(1\ \text{rad} = 0.01\ \text{Gy}\)。本换算器可在戈瑞及其各级公制词头(从拍戈瑞一直到皮戈瑞)以及辐射单位拉德和毫拉德之间换算吸收剂量数值。
如何使用本换算器
输入吸收剂量的数值,选择该数值所对应的单位,计算器会立即把同一物理量换算成所有支持的单位并显示出来。由于各单位之间均为线性关系且不带偏移量,因此换算结果是精确的等比缩放。
换算公式详解
每个单位都有一个固定的换算系数,可将其转换为基准单位戈瑞。首先把输入值归一化为戈瑞:
$$\text{doseGy} = \text{doseValue} \times \text{factor}_{from}$$然后用目标单位的系数相除即可得到对应输出:
$$\text{value}_{target} = \frac{\text{doseGy}}{\text{factor}_{target}}$$两步合并即为:
$$\text{value}_{target} = \text{doseValue} \times \frac{\text{factor}_{from}}{\text{factor}_{target}}$$例如,戈瑞的系数为 1,拉德的系数为 0.01,因此 \(1\ \text{Gy} / 0.01 = 100\ \text{rad}\)。
实例演算
以换算 250 拉德为例。拉德的系数为 0.01,所以
$$\text{doseGy} = 250 \times 0.01 = 2.5\ \text{Gy}$$厘戈瑞 \(= 2.5 / 0.01 = 250\ \text{cGy}\),毫戈瑞 \(= 2.5 / 0.001 = 2500\ \text{mGy}\),拉德 \(= 250\ \text{rad}\)。这也印证了一个实用关系:\(1\ \text{cGy} = 1\ \text{rad}\)。
解释吸收剂量值
吸收剂量描述电离辐射每千克组织或物质沉积多少能量。这是一个纯物理量,本身不说明任何生物危害。要估计生物风险,您必须通过乘以辐射加权因子将其转换为等效剂量(西弗)——例如,灰到西弗转换器应用的因子包括X射线和伽马射线为1,阿尔法粒子为20,以及中子的能量相关值。下面的数字仅供参考,为吸收剂量。
| 情况 | 近似吸收剂量 | 备注 |
|---|---|---|
| 单次胸部X射线(器官剂量) | ~0.1 mGy | 数量级;根据技术和患者大小而变化。 |
| 腹部/盆腔CT扫描(器官剂量) | ~10–25 mGy | 严重取决于方案和扫描仪设置。 |
| 平均自然背景辐射(每年,全身) | ~2.4 mGy | 全球平均值;本地范围约为1–10 mGy。 |
| 临时皮肤发红(红斑)阈值 | ~2 Gy(急性,局部) | 具有剂量阈值的确定性效应。 |
| 急性放射病综合征阈值 | ~1 Gy(急性,全身) | 恶心和血象变化在此水平附近开始。 |
| LD50/60(急性,未经治疗,60天内致死约50%) | ~4–5 Gy(急性,全身) | 医疗护理大幅提高可存活的剂量。 |
| 典型治疗放疗总计 | ~50–70 Gy | 分多个小的每日分次递送(通常每次~2 Gy)到有限的组织体积。 |
两个重要的区别:
- 急性与分次/慢性。上面的阈值数字适用于全身的单次短期暴露。相同的总剂量分散在许多小分次或多年期间的伤害要少得多,因为组织在暴露之间进行修复——这正是放疗可以安全地在靶部位使用50–70 Gy同时保护周围组织的原因。
- 局部与全身。高剂量到小体积(例如肿瘤)的后果与相同剂量传递到整个身体的后果非常不同。
一个2 Gy伽马射线放疗分次,其中加权因子为1,对应于2 Sv的等效剂量;对于阿尔法辐射,相同的2 Gy将对应于更大的等效剂量,因为其加权因子为20。
本节是一般科学信息,不是医学建议。辐射暴露应由合格的医学物理学家和临床医生评估和管理。
常见问题
戈瑞和希沃特是一回事吗?不是。戈瑞和拉德衡量的是吸收剂量(单位质量所吸收的能量);而希沃特(Sv)和雷姆(rem)衡量的是当量剂量或有效剂量,会根据辐射类型和组织敏感性进行加权。本工具不在这两类尺度之间进行换算。
1 戈瑞等于多少拉德?正好 \(100\ \text{rad} = 1\ \text{Gy}\),且 \(1\ \text{rad} = 1\ \text{cGy}\)。
可以输入零或负值吗?从数学上讲可以,等比缩放依然成立。但从物理意义上看,吸收剂量绝不会为负。