【地震特辑】西弗到底是什么？

zz1231xr

这个大千世界是由声、光、电、热、力等各种基本现象组成的，它们都是物理世界中的研究对象。但从更深的物理视角来看，它们都是能量的表现形式。光能、电能、热能等各种形式的能量，都是用焦耳这个统一的单位来表示的。这些能量既不会凭空出现，也不会凭空消失，它们只能从一个物体转移到另一个物体上，或者从一种形式转化为另一种形式。一个 1 千克的物体从 1 米高的地方落下，释放的能量就是 9.8 焦耳；让一个 40W 灯泡发光一分钟，需要的电能就是 2400 焦耳；一个苹果所含能量约为 90 卡路里，换算成焦耳就是 300 多千焦耳。同样地，放射性元素放出的射线也是一种传递能量的方式，它的单位也是焦耳。
19 世纪末，科学界正在为物质放射性的发现欢欣鼓舞，却没有人注意到它可能带来的巨大危害。直到 1896 年，传奇发明家特斯拉（Nikola Tesla）故意把手指放在 X 光下，才发现 X 光竟能产生灼伤。放射性物质对基因的影响，则更是到了 1927 年才被发现。
早期人们用“伦琴”（r?ntgen）这个单位来衡量放射性物质的照射量大小，这个单位通常简记作 R。这是为了纪念发现 X 射线的德国物理学家伦琴（Wilhelm R?ntgen）而设立的单位。1 伦琴就是在一个标准大气压下，在 0 摄氏度 1 立方厘米的空气中造成 1 静电单位的正负离子所需要的照射量。
# Y% B, |; J- E, z不过，伦琴这个单位只能表示辐射量的大小，并不能反映生物组织吸收辐射的情况。为了更准确地量化人体遭受有害辐射的严重程度，人们提出了“吸收剂量”（absorbed dose）的概念，即每千克人体组织吸收辐射的能量大小。
7 \( }% P- F& c9 U$ A! H: [) _8 M但是，不同的辐射源对人体的伤害效果是不一样的。对于每一千克的人体组织来说，吸收 1 焦耳的 α 射线，其杀伤力远远高于吸收 1 焦耳的 X 光辐射。为此，科学家们又专门定义了一种叫做“当量剂量”（equivalent dose）的物理量，让不同类辐射的杀伤力之间可以进行公平的比较。
  c, p3 B8 |, F" G7 T  U% O和吸收剂量一样，当量剂量的单位也是焦耳每千克，区别在于当量剂量要在吸收剂量的基础上乘上辐射权重因数。不同性质的辐射，辐射权重因数是不一样的。X 射线、伽马射线的辐射权重因数都是 1；对人体破坏力极强的 α 射线，辐射权重因数则高达 20。核泄漏将会引发多种类型的辐射，没有一个确定的辐射权重因数，我们通常也就取 1 了。
为了区别吸收剂量和当量剂量两种单位相同但意义不同的物理量，科学界给这两种单位安上了不同的名字。为了纪念英国物理学家戈瑞（Louis Harold Gray），我们把吸收剂量的单位记作“戈瑞”（gray），简称“戈”，用符号 Gy 来表示。每小时 1 戈瑞的辐射，就表示暴露在此辐射下每千克人体组织每小时吸收 1 焦耳的能量。为了纪念瑞典物理学家西弗（Rolf Sievert），我们把当量剂量的单位记作“西弗”（sievert，也译作“希伏”、“希沃特”），用符号 Sv 来表示。两位物理学家都曾系统研究过辐射对生物的影响，对放射生物学都作出了杰出的贡献。
0 J- v' |3 A4 o7 |' {( ]7 p下面这些事实或许可以直观地告诉你，西弗到底是一个什么概念：吸收 1 西弗的辐射会让人感到恶心欲吐，2 到 5 西弗会引起脱发、出血，超过 6 西弗的剂量就很难存活了，超过 8 西弗后死亡率就达到 100% 了。可见，西弗是一个很大的单位，因此在实际使用时，我们通常用“毫西弗”这个单位，用 mSv 表示。两者的换算关系是，1 毫西弗等于 0.001 西弗。有时“毫西弗”也太大了，接受一次 X 光检查也才零点几个毫西弗。因此，我们偶尔也会用到“微西弗”这个单位，用 μSv 来表示。1 微西弗等于 0.001 毫西弗。正常人一年里接受的电视辐射大约就是几个微西弗。
) W( {# {7 N" n% u! |1 @0 J+ U戈瑞和西弗都是国际单位制的导出单位，属于国际标准单位。吸收剂量和当量剂量还有一些非国际标准的单位。吸收剂量有时也用“拉德”（rad）这一单位，1 拉德表示每千克人体组织吸收 0.01 焦耳的能量，也就是说 1 拉德等于 0.01 戈瑞。在数值上，1 伦琴大致就等于 1 拉德。在拉德的基础上乘以辐射权重因数，就能得到一个对应的当量剂量单位，通常被称作“人体伦琴当量”（R?ntgen equivalent man），英文里简称“雷姆”（rem）。自然地，1 雷姆也就等于 0.01 西弗了。
专业视角解读日本地震、核泄漏，请点击果壳 【地震特辑】

leafert

那些盖革管都是六、七十年代产的。。。经历了文革什么的，谁知道还能不能用了。。。

shlonglong68

冷：西弗是哈利的魔药学老师