放射性活度单位换算

放射性活度A（activity）放射性活度的定义如下：某种放射性核素的放射性活度A,是单位时间内该放射性核素发生自发核衰变的次数，也就是说放射性核素的放射性活度A，是dN除以dt所得的商；即di式中：A—-放射性活度，SI单位为每秒，用符号秒-'（『） 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。单位的专门名称为贝可勒尔，简称贝可（Bq）,1贝可=1秒二dN在时间间隔dt内，处于特定的一定量的核素，发生自发核转变的期望值.应该指出的是：放射性活度所指的是放射性核素的转变率，而不是指某种放射性核素所包含的原子核的数量或某一定量的放射性核素所放射出来的粒子数。定义中所说的都是指放射性核素的基态。现在来谈放射样品的质量与强度的关系：1902年英国物理学家卢瑟福（Rutheford）和Soddy发现了放射性物质随时间变化的蜕变规律，实验结果证明这个规律符合指数定律。这个蛻变特性指出：在非常短的时间间隔内蜕变的原子数dN正比于那一瞬时尚未蜕变的原子数N。假定那时的时间间隔为dt,则-dN=ANdt（1）式中入是比例豉'常，称蜕变常数。上式可写为如下的形式：-空⑵N假定开始时（t=0）有No个原子，而过了t时刻以后有N个原子未蜕PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#变，对上式进行积分，并取秩分限I从0-*：.而原子数X从NO-N,则上式改写为：TOC\o"1-5"\h\zlnN-lnNo=-At(3)或N=Noee^(4)上式对于所有已知的放射性元素的蜕变规毎幫层三爰约.蛻变常数入的物理意义我们还可以从公式（2）稚三.当时，则r⑸:即，蜕变常数在数值上等于单位时间内蜕变了的原子数与妄在的原子数之比.在（5）式中令N=l,则：2=-dN（6）即可理解为单个原子在单位时间内毁变的几率.入的单位是时间的倒数S-\2、旷、或al运算过程中采用的时闾单位与姣变常数的单位应一致.表示放射性元素蜕变速度的还采用“半衰期”的概念.它的定义是：物质中原子衰减到原来的一半所需的时闾，它与蜕变常数入有一定的关系，其关系如下:(7)推导这个式子并不困难.公式（4）中假定时间经过T以后，残留的原子数等于起始时原子数的一半，即2AAA有了这些预备知识后，我们可以讨论放射性样品的质量与强度的关系了.如果放射性以居里（=3.71x1屮次蜕变/秒）表示，居里为「该元素的质量为Q（无载体的质量），原子量为A,且其半衰期为T,则放射性jr.1-^~-•■-—'JJ_.a样品的质量与强度的关系可写成：/x3.71xlO10=—X6X1023（8）"TA其中6xlO23为凰佛加德罗常数，单位为原子/克原子量。经化简后见下表:放射性物质质量（g/ci）相当lg放射性物质的放射性（ci/g）半衰期的表示单位8.922x1O'UAT1.121x10nAT秒（S）.5.354x1Q-12ATt,1.868x10llAT分(min)3.212*10_l0AT3.U3xlO*AT时（h）7.709x10“AT1.297xlO*AT日（d）2.814x10'4AT3.554x10!AT年(a)例：lg天然铀中有”'U0.9927gT=4.49xio9年从上表公式中可知其比活度为:3.554x10，238x4.49xl09xO,9927g=3.3O2xW7g2先一粕Pb经历14代，所以各代子体所放出的放射性强度为:Ci/g=3.302x10'7x14=4.623x；：T-"Pb经历11代3.554x10’235x7.lx10sxlg(235)=2.130xl0^g(235)每lg天然铀中有叫7,3xl0-3g所以Ci33}v/g=2.13OxlO'sx7.3X10'3=1.555x10」Ci23!U/g=l.555xi0'8xii=1.711xIO'7故股U系列lg天然铀放出放射性强度为：Ci235U/g=4.623xio-6+1.711xiO'7=4.794*10"s因为：1Ci=3.71xlOl°Bq所以4.794*10*sx3.71*IO10=1.778xlOJBq/g在0.01%的铀矿石中1kg矿石含有天然铀0.lg(即0.lg/kg),其比活度为：778xIO3x0.lg/kg=1.778x1『Bq/kg=—/=Z<'百万分之一1x1Cl_，(0.lekg1X10^(0.Olg/kg)1xIO"4(0.OOlg/kg)1x10'5(0.OOOOOlg/kg)1.778x10*3q/kg|1.778xlQ'Bq/kg1.778x102BQ/kg1.778Bq/kg锂的比活度lg天然柱严Th)的比活度厂._3.554x10s123协=232x1405x10"&叶=1.090x10'^**0.11X106g2S2Th雰lg天然锂所含的放射性活度为0.11X10"4x3.71X10"=4.081X10jBq/g三：牡不考虑10代，只计算单元素的比活度.lmg飪的放射性活度为4.OSlxlo'Bq/gxlO^g-4.081Bq巨万分之一，云Img/kg十万分之一lOmg/kg万分之_lOOmg/kg千分之一(lg/kg)10'6g/kg(lx1旷)u81Bq/kg40.81Bq/kg408.1Bq/kg4081Bq/kg4.081x10'3Bq/kg<(226)比活度3.554x12226x1602X1g23£Ii=0.982g226R・0.982Ci：HI./g：i5!t,x3.71xlO10lmg22iRa则有3.643x1沪=643x1『Bq另一种算法在平衡情况下，lg天然铀中含恤3.37x1旷g,故lg天然铀中的22SRa可造成3.643x10loBq/g21Mlx3.37xifBq/gni«./g天然U=12.277x10JBq/g天然U万分之一的铀矿石，一公斤有0.lg&铀，则其中的”'Ra造成12.277xIO3Bq/g天然Ux0.lg天然U/kg«1.228x10‘Bq/kgO'即1.228Bq/g天然U（这个数字请记住）*I30Th（鍰）比活度厂3.554x10s,Cg=xlgrp230x77x10'”=2.007*10'2gac«007*l『Cf叫/叽x3.71xIO10=74459700Bq/g2吗在平稳情况下，lg天然铀含23°Thl.65x10-Jg4可造成:74459000Bq/&叫x1.65x10'sg23OTh/g天然U=12.286xlO3Bq/g230Tb210Po比活度lQPo=1.297x10s210x138.4=4462.565gnop0PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#4462.565x3.71x10lu=l.656*10I4Bq/g3lflPo诗〈40）比活度*Rap.3.554x10svClm=石xIgm40x1.27x10s=6.996x10^gm6.996x10^x3.71xio10=259551*6Bq/g蚀.277lgK«中含40K0.01193%=119.3x101则lgK总中Cim=6.996X10^g4Mx119.3x10-4=8.346xio~J0g40l8.346x10HOx3.71xIO10=30.96Bq/gK总1%品位中钾矿石，1炖钾矿石中含有钾1他，则其"K的比活度为31Bq/gK总x10gK恳/kg=310Bq/kg化学分析结果通常发底0的含量，K总的相对丰度为：K总："K~93.1%,在K2O占72.61840K——0.01193%,在心0占9.544x10-3“K6.9%,在KjO占5.658合计K总占78.2855440:昊子量15.99941：0合匸94.284944无匚0宇—占0.830308007«83%8PAGE\*MERGEFORMAT#8PAGE\*MERGEFORMAT#PAGE\*MERGEFORMAT#常用辐射量及其单位1.照射量（X）照射量是根据其对空气电离本领的大小来度量％或了射线的一个量。照射量X,是指攵或y射线的光子在单位质量空气中释放出来的所有次级电子，当它们完全被空气所阻止时，在空气中所产生的同一种符号的离子的总电荷量。定义为dQ除以dm所得的商，即：dm式中：dm某体积元的空气质量；dQ质量为dm的某一体积元内空气中，由x射线或y射线的作用释放出的全部电子（正电子或负电子）被完全阻止于空气时，在空气中产生一种符合的离子的总电荷的绝对值。照射量的SI单位：库伦/千克（C/kg）非法定单位为伦琴（R）,二种单位关系如下：'lR-2.58xio-C/kg或lC/kg=3.876xlO，R上述值可由早期伦琴的定义推算出来。早期伦琴的定义为“在1伦琴射线照射下，0.001293克空气（标准状况下，一立方厘米空气的质量）中释放出来的次级电子，在空气中总共产生电量各这1静电单位的正离子和负离子”.因为［静电单位=0.333X10'9库伦，所以1伦毎=1静电单位电量r0.001293克=0.333xl（）T库伦0.001293x10"千克1个量。E的所有卡符号的=2.58x库伦/千克（精确值）现在测量自由空气中上或y射线照射量的空腔电离室，就是根据这个蛋来刻度的。在辐射防护上往往需要知道，受1伦琴x或y射线的照射量时，每千克干燥空气吸收射线的能量。因为1电子电量»4.803x10如静电单位乍用释放F产生一1伦琴=*醴挈®73^^0.001293千克电子电量4.803xlO"10x1.60x1严焦耳空气二产生一对离子所需的平均电离能W=33.13电子伏，1电子伏=1.60x：旷'焦耳，将上式进行换算后得=8.69X10'3焦耳/千克（1982年）兰：8.69x10'JJ/kg与《环境与地球物理》P119上的数字8.73x10_3J/kg有0.04近乏兰旻是选用参数的微弱差别，我们用最新的结果（1997年）：8.73xl0-3J/kg.至肘量仅适用于X或Y辐射和空气介质，不能用于其他类型的辐射和2.照射量率（%）£1伦琴.的质量）的正离子至封量率的定义是时间dt内的dX除以dt的商，其中dX是在时间间隹C:凭录魅量的增量：X=iX/dt乏去量査的SI单位为库伦/千克•秒（c/kg•s）,毫库伦/千克•小N•弍££•h）等。三三汪W車位用伦琴每小时（R/h）,微伦/小时（“R/h）等，以前在放射哇夏量弓尊用微伦每小时（gR/h）为单位，简称“y”，y与法定单位的关1010PAGE\*MERGEFORMAT#系是：1y=UR/h=7.17xlO_uc/kg•s此数由（2.58xl0_4xi073600）得来lR/h=106y=7.17x1O'Sc/kg-sInC/kg-h=3.87“R/h1y=0.258nC/kg-h吸收剂量（D）吸收剂量就是单位质量被照射的物质吸收的辐射能量。假若致电离辐射给某一介质小体积内的能量为dE,而该介质体积内的质量为dm,那么，该体积内物质的吸收剂量（D）为：Zz=dm吸收剂量的国际单位制（SI）是焦耳/千克（J/kg），它的专名是“戈瑞”，以“Gy”记之。其定义是：1戈瑞等于1千克受照物质吸收1焦耳的辐射能量，即：1戈瑞=1焦耳/千克吸收剂量的专用单位是拉德（rad）,1拉德为1克受照物质吸收100尔格的辐射能量，所以：1拉德=100尔格/克吸收剂量的SI单位与专用单位的关系是：1戈瑞=100拉德或1拉德=0.01戈瑞吸收剂量率（b）丢说巴量率（D）是单位时间内物质吸收剂量的增量。若时间间隔dt爻叹花壹氏看量为dD,则吸收剂量率（b）为：b亠dtM说巴量率的SI单位为戈瑞/小时（Gy/h）、毫戈瑞/小时（mGy/h）、薇戈盏b"Gy/s）、纳戈瑞/小时（nGy/h）等。亠灵二某点的吸收剂量等于该点的吸收剂量率与受照时间（t）的乘灭内的i»S*■<*•d=b•t至来量与吸收剂量是两个意义完全不同的辐射量。照射量只能作为X或7爰射场的度量，它描述电嶺辐射在空气中的电离本领。而吸收剂量可八运主于任何电离辐射，表示任何被照物质吸收辐射能量的大小。是“戈焦耳兰是，对;｛或y辐射而言，这两个不同量之间存在着一定的关系.若三总空间某点的照射量，可以计算该点有关物质的吸收剂量（D）:D=X•f式中：X——伦琴为单位的照射量吸收100f一一转换因子（xiFGy/R）5.剂量当量（H）左实践中发现，即使在吸收剂量相同的情况下，由于不同类型的辐去二女不匡的照射条件，所产生的生物效应也各不同.在辐射防护中，为T垂尊乏人体所受各种电离辐射剂量所诱发的有害效应的发生几率或严奎匡支茨一奘量，引入“剂量当量”，用符号“H”表示.它的定义如下：H=D・Q*N式中：D——在人体组织或器官中某点的吸收剂量;N—一其它修正因子.国际放射防护委员会(ICRP)暂规定衍1;Q—一相应各种初级辐射的品质因数有效的近似值，各种类型的射线0值列于下表h表1各种电离辐射的0值射线种类Qx射线、Y射线、电子(B射线)1裂变中子和未知能量的中子、质子、静止质量大于1原子质量单位的单电荷粒子10在内照射中的a粒子，电荷较大的粒子20热中子2.3快中子(20兆电子伏以下)10快中子(20兆电子伏以上)20在国际单位制(SI)中，剂量当量的单位是希沃特，简称希，用符号Sv表示；吸收剂量的单位为戈瑞。即：H(sv)=D(Gy)■g•N它与专用单位雷姆(rem)的关系是：•lSv=100rem1yem=O.OlSv6.剂量当量率(方)剂量当量率必是单位时间内剂量当量的增量。如果时间间隔dt内的剂量当量增量dH,那么，剂量当量率为：心dt它的SI单位为希/小时(Sv/h),毫希/年(mSv/a)等.相应的专用单位为雷姆/小时(rem/h)、毫雷姆/小时(mrem/h)等。1(1(PAGE\*MERGEFORMAT#二有效剂量当量®）E;类型的卷案二临者劣身体各部位总是受到程度不同的照射（非均匀照射），而兰九工冬人垂官或组织的辐射效应的危险度也是不同的.所谓辐射效应的言主旻昱肴辛姜位剂量当量所诱发的随机性效应的发生率。为了计及各受至互二号天养忌危险度，引进有效剂量当量（HJ：山1三二：匚一一组织或器官T受到的剂量当量（希）；T一一组织或器官T的权重因子.三=组织T接受1希时危险度I符号Sv'全身均匀受照1希时的总危险度冬人乏织的权重因子见下表各种组织T的权重因子％值吏芳或垂宴⑴Wt组织或黑官（T）旺0.25甲状腺0.030.15骨表面0.030.12其余组织・5*0.060.12!dt内的•汪：=其余组织”是指除表中所列6个组织外，被认为与诱发癌症有三壬其僉至纭或器官中受到最高剂量当量的5个组织或器官，每个组织或垂童壬町亥0.06,除此之外的其它组织可以忽略。彳专用单位8.集依剂量当量（S）买一誉塔的集体剂量当量S为：S迄”伽=万IN、+万2N2+式中：方：是受照射群体中某一组⑴内Ni名成员平均每人全身或特定器官或组织的平均剂量当量.集体剂量当量S的SI单位是“人•希”或它的专用单位是“人•I姆”9.集体有效剂量当量(SJ某一群体的集体有效剂量Se为：S严工尸M式中：亦受照群体中某一组(i)内Ni名成员每人所受的有效剂量当量.集依有效剂量当量的单位和集体剂量当量单位相同，也長“人•希”或“人•雷姆”。，综上所述，下面将常用辐射量的国际制单位(SI)和专用单位及其换算剂式关系列入下表2。鑑射量符号SI单位SI单位专名专用单位SI单位与专用单位的换算关系照射量X库伦/千克(c/kg)未定伦琴(R)1R-2.58xltTc/kglc/kg-3.876x1OJR吸收剂量D焦耳/千韦(J/kg)戈瑞(Gy)拉德(rad)lGy=100radlrad-0.OlGy剂量当量(有效剂量当量)H(H=)焦耳/千克(J/kg)希沃特(Sv)雷姆(rem)lSv«100reinlrem^O.OlSv集体剂量当量(集体有效剂量当量)S(SJ人•希(man•Sv)人・雷姆(man-rem)Iman•Sv=100man•remIman•rem=0,Olman•Sv放射性活度A秒“(S'1)贝可(Bq)居里(Ci)lBq-2.703xlrtilCi=3.7x10l°Bq点的右照射1子的』的关;式中:X10表2常用辐射量的SI单位和专用单位及其换算关系PAGE\*MERGEFORMAT#14与麦收剂量的关系刃量兰量三W吸收剂量（D）有如下关系：H=DQNT.—::段收剂量:一一品质因素，x.y射线的Q=1;、一一參正因子，外照射条件下，血1。人•希”rI氏其换算三老子三衡条件下（带电粒子平衡：每一个带电粒子离开围绕该点季£李弓W-赶言一个同类，同能量的帶电粒子进入该体积元补充），更娶量tLfS^lO^c/kg的丫（或x）射线传递给lkg干燥空气中次级电子壬圭篡量弓M."3x10勺，因此在同样条件下，照射量与吸收剂量（D。）兰壬養W：Do-8.73xlO'JX（戈）瓷二：二一一至气中同一点处的吸收剂量（戈）I一一仝气中同一点处Y（或x）射线的照射量（伦琴）（R）=2.58rc/kgi*103R*IFI££tadIGy2.58x10'4C/kg=8.73x10_3J/kgC/kg=&了彳J/kg=33.84J/kgrecISv2.58xl0~4J/kg=29.55xl0-3C/kgbe•rem11ran•Sv11严CiR'Bqv（lC/kg=3.876x103R）Jkg-29.55xIQ'3C/kgx3.876x103R114.54R因为吸收剂量（D）与剂量当量（H）的国际SI单位都是焦耳/kg（J/kg）,而它们的吸收剂量率（B）和剂量当量率（方）都是单位时间内吸收剂量或剂量当量的增量。因此，戈瑞（Gy）=希沃特（Sv）-J/kg=114.54R同理：Gy/h=Sv/h（D）（方）则“Sv/h=29.55x10、3.876xl（r'“R/h=114.5“R/h=114.54y亦即1y=8.73xlF“Sv/h=8.73nSv/h同理：lY=8*73nGy/h,也即1nGy/20.11y由经验（大量数据积累）得知：IppniU（1x10s）-0.67y（FD-3013仪器）0.01%U（lx1『）=67y•・・FD-3013数字Y辐射仪5CPS相当于1PpmU・•・・・