高中物理/核與輻射/輻射防護

輻射的分類

按照射線攜帶能量大小，輻射可以分為電離輻射和非電離輻射。

那些波長短、頻率高、能量高的射線粒子造成的輻射稱為電離輻射；除此之外的射線造成的輻射則為非電離輻射。舉例來說，X光、γ射線、中子等粒子產生的輻射就是電離輻射；而紅外線、可見光、紫外線、微波等產生的輻射則為非電離輻射。

由於非電離輻射的能量小，基本不會造成太大的危害，因此本節只討論對電磁輻射的防護。

按照射線的來源，輻射還可以分為天然輻射和人工輻射。

天然輻射是普通人的主要輻射來源。天然輻射造成的背景輻射又稱為本底，是一個地區的天然輻射大小的標誌。本底輻射的來源主要有三個，它們是來自地球的水、食物、建築材料等；來自太空的宇宙射線；以及經過放射性衰變進入大氣層中的放射性氣體，比如「氡」。

人工輻射主要來自醫療照射、核電站、以及核試驗。其中醫療照射是人類的主要人工輻射來源。

由於天然輻射是由地域決定的，我們無法採取有效的防護措施，因此本節只討論對人工輻射的防護。

輻射的計量

吸收劑量

定義：吸收劑量是指輻射到單位質量上的射線能量，用字母D表示。

$D={\frac {dE}{dM}}$

吸收劑量的國際單位為焦耳每千克（J/Kg），專用單位為格雷(Gray, 縮寫為Gy)。$1\mathrm {Gy} =1\mathrm {J/Kg}$。

當量劑量

使用吸收劑量表徵物體受到的輻射影響並不恰當，因為吸收劑量並未考慮不同射線對物體的影響差異。因此，我們引入了當量計量來解決這個問題。

定義：當量劑量（Equivalent dose）是考慮了輻射權重因子（QF）的吸收劑量。用字母DE表示。

$DE=D\cdot QF$

當量劑量的專用單位為希弗（sievert，縮寫為Sv）。

下表為一些典型射線的輻射權重因子：

光子	1
電子和μ子	1
$E<10\mathrm {KeV}$的中子	5
$10\mathrm {KeV} <E<100\mathrm {KeV}$的中子	10
$100\mathrm {KeV} <E<2\mathrm {MeV}$的中子	20
$2\mathrm {MeV} <E<20\mathrm {MeV}$的中子	10
$E>20\mathrm {MeV}$的中子	5
$E>2\mathrm {MeV}$的質子	5
ɑ粒子、裂變碎片、重核	20