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输入计算

数学公式

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结果

待积有效内照射总剂量
0
微希沃特(μSv)
项目 数值
总剂量(mSv) 0 mSv
总剂量(Sv) 0E0 Sv
I-131 内照射剂量 0 uSv
Cs-134 内照射剂量 0 uSv
Cs-137 内照射剂量 0 uSv

这个计算器能做什么

本工具用于估算人体因吸入含放射性物质的空气而受到的待积有效内照射剂量,涵盖三种在事故报道中最常见的放射性核素:碘-131(I-131)、铯-134(Cs-134)和铯-137(Cs-137)。剂量评估的物理原理在全球通用;本工具默认采用的剂量系数遵循国际通用的 ICRP 待积有效剂量系数,并参考日本国立放射线医学综合研究所(NIRS)整理发布的数值。需要说明的是,这些系数源自国际标准,中国大陆在职业照射与公众照射管理中也采用与之一致的 ICRP 体系,因此结果具有普遍参考意义。

一个人将空气中的放射性颗粒吸入肺部导致内照射的示意图
吸入的空气中放射性核素沉积在肺部,产生内照射剂量。

核心单位说明

1 贝可勒尔(Bq)表示每秒发生一次原子核衰变,用于衡量放射性的强弱,在这里指空气中的放射性活度浓度。1 希沃特(Sv)是有效剂量单位,用来表示放射性对人体的生物学影响。剂量系数(单位摄入量对应的待积有效剂量)取决于核素种类和受照者的年龄段,因为不同年龄人群的器官大小、新陈代谢和呼吸量都不相同。

使用方法

先选择年龄段,系统会自动载入对应的默认呼吸量和剂量系数(你也可以手动修改任意数值)。然后分别输入每种核素在空气中的活度浓度(单位 Bq/m³)以及暴露天数。计算器会给出各核素的剂量以及总剂量,并同时以微希沃特(μSv)、毫希沃特(mSv)和希沃特(Sv)三种单位呈现。

计算公式详解

对每一种放射性核素,吸入的活度 = 活度浓度(Bq/m³)× 呼吸量(m³/天)× 天数,即得到累计吸入的总贝可勒尔数。再乘以剂量系数(μSv/Bq)即可得到剂量(μSv)。总剂量为各核素剂量之和:

$$E = B \cdot D \sum_{i} C_i \, e_i$$

其中

$$\left\{ \begin{aligned} B &= \text{Breathing Rate (m}^3\text{/day)} \\ D &= \text{Days} \\ C_i \, e_i &= \text{C}_{I131}\,e_{I131} + \text{C}_{Cs134}\,e_{Cs134} + \text{C}_{Cs137}\,e_{Cs137} \end{aligned} \right.$$
平面示意图,显示剂量=浓度×剂量系数×体积流量×时间
剂量等于吸入的活度(浓度×呼吸速率×时间)乘以剂量系数。

计算实例

以成人为例,呼吸量 22.2 m³/天,暴露 1 天。各核素浓度:I-131 为 100、Cs-134 为 50、Cs-137 为 50 Bq/m³。吸入量分别为 2220、1110、1110 Bq。剂量计算:

$$2220 \times 0.0074 = 16.428 \ \mu\text{Sv}$$$$1110 \times 0.0066 = 7.326 \ \mu\text{Sv}$$$$1110 \times 0.0039 = 4.329 \ \mu\text{Sv}$$

总剂量 \(= 28.083 \ \mu\text{Sv} = 0.028083 \ \text{mSv}\)。

常见问题

是否考虑了放射性衰变?没有单独计算。待积有效剂量是对成人 50 年(儿童到 70 岁)的累计积分,这一过程已经包含在剂量系数之中。

为什么年龄会影响结果?年龄较小的人群呼吸量和新陈代谢不同,因此其剂量系数也不一样。

这能作为正式的法规评估吗?不能。本工具只是简化的初筛估算;真正的评估还会纳入更多核素、食入途径以及随时间变化的摄入情况。

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