A-level 物理 (高级物理)/风险、剂量和剂量当量/解答

1. 一部移动电话发射电磁辐射。每公斤吸收 1.2 瓦的功率。假设辐射在 5 公斤的头部均匀吸收，那么在通话 10 分钟时，头部会接受多少辐射剂量？

吸收的总能量 = 1.2 x 10 x 60 $dose={\frac {\mbox{energy}}{mass}}$

代入数字，剂量等于 144 戈瑞。注意：这是错误的，因为问题中说 1.2 瓦/公斤，因此不需要除以 5 公斤。

致读者注意：目前这个问题有错误，因为 144 戈瑞足以致命。手机不会造成这种影响。我正在努力解决这个问题。--Sjlegg (讨论) 14:30, 2009 年 4 月 6 日 (UTC) 建议：手机不会发射电离辐射，因为动能太低。因此，戈瑞单位不能用于此练习。人体吸收电磁能量的测量单位是 SAR。它测量人体吸收电磁能量的时间率。它的测量单位是瓦/公斤。

SAR 可以根据人体内的电场强度 E 或温度升高率 (Δt) 确定。

2. 这对应于多少剂量当量？

0，因为手机发射的电磁辐射不是电离辐射。

3. 1 毫克镅-241 中有多少原子核？

1 个镅-241 原子核的质量为 241u，相当于 241 x 1.66 x 10⁻²⁷ = 400 x 10⁻²⁷kg。

${\frac {10^{-3}}{400\times 10^{-27}}}=2.5\times 10^{21}$ 注意：这个计算是错误的 - ${\frac {10^{-3}}{241}}*Avogadro'snumber=2.5\times 10^{18}$

4. 一份火腿三明治被 1 微克镅-241 污染，被一名 80 公斤的人吃掉。镅-241 的半衰期为 432 年。已知镅-241 会发射 5.638 MeV 的α粒子，那么多长时间后才会吸收 6 戈瑞的剂量当量，导致死亡？

首先计算活性

$A=\lambda N$

$t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln {2}}{\lambda }}$

$\lambda ={\frac {\ln {2}}{t_{\frac {1}{2}}}}$

$A={\frac {N\ln {2}}{t_{\frac {1}{2}}}}={\frac {2.5\times 10^{21}\times \ln {2}}{432\times 365.24\times 24\times 60\times 60}}=1.27\times 10^{11}{\mbox{ Bq}}$ 注意：这里使用了错误的 N，问题中说的是微克，而不是毫克。

然后计算功率（每秒的能量）

$P=1.27\times 10^{11}\times 5.638\times 10^{6}\times 1.6\times 10^{-19}=0.115{\mbox{ W}}$

然后计算每秒的剂量

${\frac {0.115}{80}}=1.43{\mbox{ mGys}}^{-1}$

将此值乘以α粒子的品质因数（20），得到每秒的剂量当量为 0.0287 西弗/秒。

${\frac {6}{0.0287}}=209{\mbox{ s}}=3{\mbox{ min }}29{\mbox{ s}}$

5. 你做了哪些假设？

我们假设镅在全身均匀吸收，并且活性保持恒定。由于这段时间相对较短，因此后一个假设是可以接受的。前一个假设是不可接受的。