辐射防护科普

11
福岛核电站（事故后）10km 外（每小时）
1
福岛核电站事故后东京（距福岛 206km 外）（每小时）
0.01
原子弹爆炸中心 10km 外弹坑区（每小时）
30,000
切尔诺贝利电站事故核心区（每小时）
300,000
切尔诺贝利工人(61000 人)平均接受剂量（每小时）
170
切尔诺贝利电站（事故后）10km 外（每小时）
放射性活度还有一个常用单位居里 Ci。1 Ci=3.7×1010 Bq。贝克这个单位很小， 居里这个单位很大，所以常用的单位还有兆贝克、毫居等。关于 1 贝克到底有多 厉害这个话题，因为还没讲别的更重要更直观的单位，所以放在下一节来讲，这 里先卖个关子。
以上是α、β射线和中子放射的综述，这是开胃菜，接下来是电磁辐射，这 才是常人经常会接触的东西。
综上所述： ①α射线，β射线，中子束，公众（非放射工作人员统称公众）这一辈子是 见不到的。 ②想防止α、β、中子放射，需要远离放射性核素（虽然公众可能一辈子也 是见不到）。国家对于放射源的控制是很严格的，但亦不可完全避免丢失的可能 性。虽然很罕见，但确实曾经有人捡到了科研部门丢失的放射源然后收起来最后 死于放射病的。所以养成路不拾遗的好习惯不仅是道德素质的体现，有时还可以 保命。我没有亲眼见过但听一些业内的朋友们说放射源为了便于使用一般都会做 成砝码状、链条状等看起来很规则的形状，而且颜色一般都是亮银色，有点像白 金...所以如果见到白金项链状的东西最好不要捡...或者捡来让放射工作人员例如 我鉴别一下，当然，不管鉴别结果是放射源还是白金项链，都不要指望我会还就 是了，哈哈~ ③某些石材，尤其是花岗岩，确实可能含有放射性同位素，选购需谨慎。为 啥会有家用石材的国家标准？[*4]就是因为不合标准的石材确实存在，而且使用 它确实会导致风险。这个例子也可以算是抽了“天然的都是好的”这个论点一个 耳光。 ④不要得罪放射工作人员例如我，以免被骗到高强度辐射区照死了都不知道 咋回事。 关于放射性核素，描述放射性核素的最重要的物理指标是放射性活度，单位 是贝克勒尔(Bq)，简称贝克，量纲为秒-1。意思就是说一个放射性源每秒钟有多 少原子发生了衰变，其活度就是多少贝克。在采用贝克这个国际制主单位之前，
3. 电磁波谱 大家中学物理都学过电磁波谱[*5]，首先要了解的两个公式是： c=γλ E=hγ 其中，c 为光速，γ为频率，λ为波长，h 为普朗克常数，E 为能量。简言之
就是波长和频率成反比，能量和频率成正比。所以描述某种电磁波我们可以从波 长上来说例如微波、长波，也可以从频率上来说例如射频、超高频等。
的α射线，当量剂量则为 20Sv。可见同剂量的α射线危害比 X 光高得多。
第二重加权是对人体器官。因为不同的器官对辐射敏感程度不一样，所以即
使是完全相同的射线照射在不同器官，也会引起不同的效应：
组织或器官
组织权重因数ωT
组织或器官
组织权重因数ωT
性腺
0.20
肝
0.05
（红）骨髓
0.12
食道
0.05
结肠
种辐射剂量对人体的危害程度，就已经可以自己估计了）。由于西弗单位太大，
下表将采用毫西弗为单位。1 西弗=1000 毫西弗。
医疗/日常生活/事故接触种类
剂量(mSv)
天然本底典型值(每年)
2.5
国标·公众年照射限值（不包括本底和医疗照射）
1
胸部 X 射线摄影（单次）
0.14
胸部 X 射线透视（单次）
1.1
前段时间网上很火的一张@清华核研院研究生贴的辐射剂量表，将我的这几
个表格更加具象化了，做的不错，推荐一下：
/2331684072/wbphotos/large/photo_id/3487292
780430618?refer=weibofeed
确定性效应其实还好说，毕竟没到阈值就没关系，对照上面这几个表，基本
图 3.1-电磁波谱 此表格直观表征了电磁波谱各个频段的频率、波长和能量。公众能接受到的 辐射主要都是电磁波辐射。例如工频辐射、微波辐射、红外线、紫外线、x 射线 等。接下来咱们就顺着这个频谱来撸，把每一种辐射的性质都撸清楚了。
4. γ射线/X 射线 γ射线和 X 射线是电磁波谱中频率最高，波长最短，能量最高，穿透力最强
的指标之一是白血球数量。
举例：某人的结肠遭受 1Gy 的α射线照射（哥们吃了辐射源），其接受的有
效剂量为 1*20*0.12=2.4Sv。当然，如果结肠附近被照射，那么附近器官应该无
法幸免，考虑到性腺离结肠很近，那么这个值还会有一定程度的提高。
讲完了干巴巴的单位，大家也不知道这 1Sv 或者 1Gy 是什么概念，接下来就
琴（R），换算关系为 1Gy=100rad≈119R。能量之前已经说过，剂量用更直白的
说法来描述就是“辐射的量”，“辐射的多少”。基本上有了这两个量，X 射线本
身的属性就大致可以确定了。
剂量是射线本身自有的属性，但是相同剂量的不同种类射线对有机体的危害
是不同的，相同种类的射线对有机体的不同器官危害也是不同的，有些器官会更
一般而言，X 射线有两个最重要的参数，一是能量 E，国际制主单位为焦耳
（J），但是在微观领域常用电子伏特（eV），以及引申出的 keV、MeV 等；二是剂
量 D（若为均匀照射，则剂量率 DR 亦可），国际制主单位为戈瑞（Gy），以及引
申出的 cGy、mGy、μGy 等。还有一些别的常用剂量单位，例如拉德（rad）和伦
的波段。中学的时候都学过，能量越高的电磁波穿透力越强，其实是不严格的说 法。电磁波与物质的相互作用很复杂，有分子层面的，核外电子层面的，原子核 层面的等等，所以某频率的电磁波穿透力是否强，也与被穿透的物质本身性质有
一定的关系。典型的例子是铅玻璃可以阻挡能量更高的 X 射线却不能阻挡能量更
低的可见光。由于 X 射线和γ射线性质非常像，所以以下统称 X 射线。
1. 辐射分类 辐射的种类非常多，从产生原因分，可以分为自然辐射和人工辐射，这个分
类方式没啥意义。从能否导致被照射原子电离来说，分为致电离辐射和非电离辐 射。致电离辐射，顾名思义，就是说可以导致被照射原子甚至原子核性质发生改 变，可以导致化学键的断裂、核外电子重排等，若剂量足够，可以对生物体造成 非常严重的损伤；非致电离辐射则不能引起原子电离，一般来说其作用是使分子 旋转、颤动等，以热效应最为常见。所以这里有一个比较普遍的规律：同等强度 的电磁辐射，频率越高，伤害越大。而从辐射本身的粒子性质分，常见的包括著 名的α、β射线、中子辐射、电磁波等。下图可以把常见辐射种类区分清楚：
20
表 4.1-辐射权重因数[*6]
ωR 无量纲，加权方法就是用剂量乘以ωR，加权后的物理量称为当量剂量。 单位是西弗，也译作希沃特（Sv），同样有引申单位 mSv 等不述，因为ωR 无量纲 ， 所以其实 Sv 和 Gy 的量纲都是 J/kg. 例如 1Gy 的 X 光，当量剂量为 1Sv，而 1Gy
讲 X 射线辐射的两种效应：确定性效应和随机性效应。
确定性效应（deterministic effects）:通常情况下存在剂量阈值的一种辐
射效应。超过阈值时，剂量愈高则效应的严重程度愈大。基本意思就是，对于绝
大多数人，如果接受照射的剂量超过了某阈值，那与其对应的症状就基本上一定
会出现。下面贴出一些常见的会导致确定性效应的有效剂量值，让大家对 Sv 这
CT（单次）
8.6
介入治疗（单次）
20
看电视 700 小时（显像管式）
0.01
戴夜光表一年
0.02
乘飞机 1 小时
0.005
吸烟 700 支
0.05-0.1
普通核电站附近居民（无事故）（每年）
0.2
福岛核电站 2 号机组地下室（事故核心区）（每小时） 1,000-1,200
福岛核电站（事故后）正门（每小时）
100
机场安检用门式人体扫描仪（单次）
0.001
机场安检用门式人体扫描仪泄漏剂量（每小时）
0.001-0.005
地铁安检用行李扫描仪泄漏剂量（每小时）
0.001-0.005
集装箱/卡车用安检扫描仪扫描区内剂量（单次）
0.01-0.05
集装箱/卡车用安检扫描仪泄漏剂量（每小时）
0.001-0.005
表 4.4-常见医疗/日常接触/事故剂量表[*8]
个单位有个定量的认识：
组织器官
效应
单次照射剂量阈值（Sv）
皮肤
红斑
5-8
暂时性脱发
3-5
永久性脱发
7
造血系统（骨髓）
血细胞暂时减少
0.5
致死性再生不良
1.5
眼睛
晶体混浊
2
视力障碍
5
白内障（100%）
7.5
白内障（35 年内出现症
5
状）
睾丸
暂时性不育
0.15
永久性不育
3.5
卵巢
永久性不育
2.5-6
成人（整体）
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中子辐射：中子辐射确实很恐怖，穿透力极强，对有机体破坏力极大，传说 中的中子弹就是这样的效果。中子的屏蔽也比较麻烦，需要非常厚重的富氢材料 ， 例如水（你没看错，就是水，不过是非常大量的水）、混凝土或者石蜡等 [*3]。 中子辐射的来源，首先还是某些放射性核素...其次有实验室生成的办法，我曾经 参与过一个中子项目，是用 X 射线轰击重水来生成中子，外部用非常厚的若干 层石蜡砖屏蔽，这么一套玩意儿占地面积起码数十平米且功耗很大，一开机周围 的灯泡都要变暗那种。在寸土寸金的帝都，想用这玩意儿杀人显然不如直接上片 儿刀来得实惠。