[科普中国]-剂量当量

概念

一般来说，某一吸收剂量所产生的生物学效应与辐射的类型、照射条件、辖射剂量和剂量率大小、生物种类和个体差异等相关，因此相同的吸收剂量未必产生同样程度的生物学效应，例如，由于α射线比β射线的传能线密度大，所以吸收相同剂量的生物组织，α射线电力损伤比β射线的要大，即相对生物学效应α射线>β射线。为了比较不同类型辐射引起的不同生物学效应和统一表示各射线对机体的危害效应，在辐射防护中引进了一些系数，当吸收剂量乘上这些系数后成为一个新的物理量，我们称之为剂量当量（equivalentdose，H)，剂量当量就是用来比较不同类型辐射照射所造成的生物学效应的严重程度或产生几率的同一尺度。

剂量当量用符号H表示，只限于防护中应用。组织或器官中H是此组织或器官的平均吸收剂量D与品质因数Q(或称线质系数）及N(其他修正因子）的积：

H=DQN

式中：D是吸收剂量；Q在放射生物学中称为相对生物学效应系数，是表示吸收剂量的微观分布对危害的影响所用的系数，它的值是根据水中的传能线密度值而定的。

它的国际单位制单位是希沃特(Sv)，1Sv=1J/kg。以前使用的单位是雷姆(rem)，1 rem=10-2Sv。

吸收剂量是电离辐射给予物质单位质量的能量，是研究辐射作用于物质引起各种变化的一个重要物理量，但是由于辐射类型不同，即使同一物质吸收相同的剂量，引起的变化却不等同。

辐射品质因子与辐射引起的电离密度有关。α粒子在机体中1毫米径迹所产生的离子对数目大约为106，β粒子在机体中1毫米径迹所产生的离子对数目约为104。由于电离密度不同，使机体损伤的程度和机体自身恢复的程度也不同，各种辐射的品质因子见表。

单位剂量当量单位——希沃特（Sv）—般地说，给定的吸收剂量D的生物效应，取决干辐射的品质，并且还取决于照射条件。在辐射防护中，希望提供一个同所假定的辐射危险度相联系的量。剂量当量就是专为此目的而定义的一个合适的量。

剂量当量H是组织中所关心的某一点处的D，Q和N，3个量的乘积。

即式中：

D——吸收剂量；

Q——品质因数（辐射品质）；

N——其它修正因素的乘积。

目前，对外部源的照射来说，剂量当量具有与吸收剂量相同的量纲。H的值是由吸收剂量乘以依赖于辐射品质及照射条件的两个因子。这两个因予应使得对于给定的任一靶子来说，可以假定相等的乘积值对应于相等的辐射危险度。

尽管剂量当量与吸收剂量的量纲相同，即可用J/kg表示，但是让H具有自己的专用单位是非常需要的。在辐射安全工作中，对D和H使用同样的单位有可能导致错误的决定。因而，这种使用单位上出现的“多佘”是有其重要意义的。这种“多佘”符合于这一技术部门的一般安全方针，而且继承了习用已久的作法。

剂量当量的专用单位以前是雷姆(记作rem)，1979年第16届国际计量大会通过了新的专用单位“希沃特”。希沃特(RolfmaximlianSievert，1891—1966)是瑞典物理学家，辐射防护的先驱者之一。1

有效剂量当量由于人体各组织器官对辐射的敏感度不同，所以即使接受相同的等效剂量，造成健康损失的几率却不同，也就是说不同的器官组织照射相同的辐射量所造成的伤害不同。因此又用组织权重因子（WT)来表征组织或器官的辐射敏感性，代表组织T接受照射所导致的随机效应的危险系数与全身受到均匀照射时的总危险系数的比值，见下表所示：

有效剂量当量（effective dose equivalent，HE）代表全身的辐射剂量，用来评估辐射可能造成我们健康效应的几率，使辐射防护走向定量化。其定义为各组织或器官的当量剂量（HT)与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。

剂量当置率剂量当量率（H）是单位时间内剂量当置的增量。如果时间间隔dt内的剂量当量增量为dH，那么，剂量当量率为：H=dH/dt

剂量当量率的国际单位为希/小时（Sv/h）等。相应的曾用专用单位为雷姆/小时（rem/h)、毫雷姆/小时（mrem/h )等。2