衡量辐射之“尺”

衡量辐射之“尺”

1927年，第五届索尔维会议留下了一张堪称物理学界“全明星”的照片，众多科学先驱的名字闪耀其中，以至于今天，人们仍然对这幅照片津津乐道，追忆那个群星璀璨的时代。

1927年，物理学泰斗云集的索尔维会议

事实上，那些做出了卓越贡献的科学家们并没有离我们远去。翻开初中物理课本，各种各样以科学家命名的物理学单位名称，就像形形色色的“尺子”，度量着这个世界。

对于辐射的计量，我们同样需要这样的“尺度”，既是纪念先贤们的开创精神，也是让我们站在巨人的肩膀上不断前行。

放射性活度

当我们看到字面的“活度”二字，就能隐约窥探到它的含义——“活跃的程度”。就像课堂上积极举手发言的同学，运动场上奋力奔跑的运动员，身体里不断分裂更新的细胞，越活跃越能够成为群体中的“显眼包”。诸如此类，放射性活度指的就是原子核活跃的程度。

而对放射性活度（Activity，A）更科学化的语言描述则是，给定样品在一定时间间隔内发生放射性衰变次数的期望值。放射性活度表征了一个放射源的强弱，不仅与核素的衰变常数有关，也与放射源内的放射性原子核数量有关。

贝克勒尔与他的实验装置

式中，N0为原子核数量；t为衰变时间；影响衰变快慢的是衰变常数λ，衰变常数表示某种放射性核素的一个原子在单位时间内发生衰变的概率。一个放射源的放射性活度随时间呈指数衰减，在实际情况下，放射源的放射性活度可以通过测量确定。

人们将放射性活度的国际单位规定为Bq，这正是贝克勒尔名字的缩写。在此之前，放射性活度曾采用Ci为单位，这是为了纪念居里夫人。1Ci定义为1g镭每秒衰变的数目。在1950年，国际上共同规定一个放射源每秒钟有3.7×1010次衰变为lCi。由于该单位较大，在1975年国际计量大会才规定的放射性活度的新国际单位Bq，它表示每秒钟发生一次核衰变。其相互关系为：1Ci=3.7×1010Bq。

就像一杯水安静地放在那里，放射性活度A是一种对客观属性的描述。而事实上人们最关心的，是物体受辐射照射的整个过程该如何描述？这就要用到多个物理量，它们需要表述辐射特征并能够加以测定。辐射量就是为了描述放射源、辐射场、辐射作用于物质时的能量传递及受照物质内部变化程度和规律而建立起来的物理量，简单地说辐射量就是一种用来度量辐射能量多少的物理量。(https://www.daowen.com)

为纪念居里夫人而发行的各式邮票、徽章和钱币，放射性活度曾采用的单位Ci出于同样目的

三种射线的穿透力

射线的穿透能力有强有弱，而人类的血肉之躯还难以抵挡这样的“射击”。例如，α射线是氦核，外照射穿透能力很弱，只要用一张纸就能挡住，但吸入体内危害大；β射线是电子流，可穿透纸张和木板，照射皮肤后烧伤明显。这两种射线由于穿透力小，影响距离比较近，只要辐射源不进入体内，影响不会太大；γ射线的穿透力很强，是一种波长很短的电磁波。γ射线和X射线相似，能穿透人体和建筑物，危害距离远。

吸收剂量

吸收剂量D是用来描述单位质量的物质吸收电离辐射能量大小的物理量。国际单位制单位为焦/千克（J/kg），专用名称为戈瑞，用符号Gy表示，用于取代历史上曾经使用过的吸收剂量单位是拉德（rad），1Gy=100rad。测量和计算它的主要目的之一，就是为了定量地说明个人或群体实际受到或可能受到的辐射照射。

然而，在未加说明的情况下，吸收剂量D并不能用来表示辐射照射所产生的生物效应的有害程度。这是因为，某一吸收剂量所产生的生物效应与电离辐射的种类、能量和照射条件有关。即使受到相同吸收剂量的照射，因为电离辐射种类和辐照条件不同，其所导致的生物效应无论严重程度还是发生概率都不相同。为了统一表示各种电离辐射对机体的危害程度，在辐射防护中还需要使用另一个概念。

英国物理学家、放射生物学之父路易斯·哈罗德·戈瑞（Louis Harold Gray）

剂量当量

这样一个衡量人体接受了多少辐射剂量的专有量是从居里夫人发现的放射性活度A所演变而来的。剂量当量H是指组织内某一点处的吸收剂量与品质因数的乘积，国际单位制单位为焦/千克（J/kg），专用名称为希沃特，用符号Sv表示。它替代了历史上曾经使用过的剂量当量单位“雷姆（rem）”，所纪念的是瑞典生物物理学家、辐射防护专家——罗尔夫·马克西米利安·希沃特（Rolf Maximilian Sievert）。正如人们经常会用受到了“成吨的伤害”来比喻自己承受伤害的程度，尽管这只是一句调侃，在这里“吨（t）”也是一种抽象的计量单位，但它足够直白、清晰，易于理解。

瑞典生物物理学家、辐射防护专家罗尔夫·马克西米利安·希沃特