# 辐射剂量与屏蔽计算 - 单位换算、有效剂量、半值层

> 辐射剂量学习工具：Gy、Sv、rem、R、Bq、Ci 换算，ICRP 103 有效剂量，日常剂量对数对比，点源剂量率，铅/混凝土半值层与 α、β 射程。

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把辐射防护里最容易混淆的几个量放在一起：吸收剂量、当量剂量、有效剂量、照射量和活度，可以互相换算，并按 ICRP 103 的辐射与组织权重因子算有效剂量。还能把任意剂量放到从香蕉到致死剂量的对数刻度上比较，用剂量率常数估算点源在不同距离、停留时间下的剂量，用 NIST 衰减系数计算各种材料的半值层和所需屏蔽厚度，以及 α、β 粒子能被什么挡住。所有数值都是教学用的典型值和简化模型。

## 使用步骤

1. 在「单位与有效剂量」页输入数值和单位，查看同类单位换算；选辐射类型并填写各器官的吸收剂量，得到有效剂量
2. 在「剂量对比」页输入你关心的剂量（mSv），看它落在日常、医疗、限值和急性效应之间的哪个位置
3. 在「点源剂量率」页选核素、活度和距离，得到剂量率、停留期间的累积剂量和降到目标剂量率所需的距离
4. 在「屏蔽与射程」页选材料和厚度，查看半值层、十分之一值层、透射比和所需厚度，并检查 α、β 粒子能否被纸、皮肤、铝板挡住

## 功能特点

- Gy、rad、Sv、rem、R、C/kg、Bq、Ci 等单位换算与相关量换算
- ICRP 103 辐射权重因子（含中子能量连续函数）和 15 项组织权重因子
- 从香蕉、胸片、CT 到急性放射病阈值的对数刻度剂量对比，标注数据来源
- 点源剂量率与平方反比，可计入衰变的累积剂量
- 铅、钢、混凝土、水、铝在 0.06–2 MeV 的窄束衰减、HVL/TVL 与所需厚度
- α、β 粒子在空气、组织、铝中的射程及常见屏障判断

## 常见问题

### Gy 和 Sv 有什么区别？

Gy（戈瑞）是吸收剂量，表示每千克物质吸收 1 焦耳能量，只讲能量。Sv（希沃特）是当量剂量或有效剂量，在 Gy 的基础上乘以辐射权重因子（α 粒子为 20，γ、β 为 1，中子随能量在 2.5–20 之间），再按各器官对致癌的敏感度加权求和。所以 1 mGy 的 γ 全身照射约为 1 mSv，而 1 mGy 的 α 照射肺部为 20 mSv 当量剂量、2.4 mSv 有效剂量。急性放射病等确定性效应一般直接用 Gy 描述。

### 吃一根香蕉真的有辐射吗？

有，但极少。香蕉含钾，其中 0.012% 是放射性的钾-40，吃一根大约带来 0.1 µSv 的有效剂量，被戏称为香蕉等效剂量。人体本身维持着稳定的钾含量，多吃的钾会被排出，所以这个比喻只用来直观感受量级：全球平均每年天然本底约 2.4 mSv，相当于两万多根香蕉。

### 离放射源远一倍，剂量为什么变成四分之一？

点源向各个方向均匀发射，穿过半径 d 的球面的光子总数不变，而球面积与 d² 成正比，所以剂量率 Ḣ = Γ·A/d²。距离加倍剂量率降为四分之一，加到 10 倍降到百分之一，这就是时间、距离、屏蔽三原则中的「距离」。它只在距离远大于源的尺寸、没有屏蔽和散射时成立。

### 半值层是什么？铅要多厚才能挡住 γ 射线？

半值层（HVL）是让窄束射线强度减半所需的厚度，HVL = ln2/μ，十分之一值层 TVL = ln10/μ。γ 射线按指数衰减，永远不能被完全挡住，只能降到需要的水平。对 Cs-137 的 0.662 MeV 射线，铅的窄束半值层约 5.5 mm，混凝土约 3.9 cm，水约 8 cm；实际宽束有散射累积，所需厚度更大，工程设计要用累积因子表。

### 这些数据能用于真实的辐射防护吗？

不能。剂量对比为公开资料中的典型值，个体差异可达数倍；剂量率常数各文献相差 10–20%；屏蔽按窄束、点源计算，未考虑散射累积、几何和能谱。本工具用于学习和建立量级概念，真实的防护设计、医疗照射评估和应急决策请以注册辐射防护人员和监管机构为准。

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