辐射转换器

辐射单位换算器:了解戈瑞、希沃特、贝克勒尔、居里和伦琴 - 完整辐射安全指南

辐射是穿梭于空间的能量——从轰击地球的宇宙射线到帮助医生看到您体内的 X射线。了解辐射单位对于医疗专业人员、核能工作者以及任何关心辐射安全的人都至关重要。但这是大多数人不知道的:辐射测量有四种完全不同的类型,而且在没有额外信息的情况下,您绝对无法在它们之间进行换算。本指南解释了吸收剂量(戈瑞、拉德)、当量剂量(希沃特、雷姆)、放射性活度(贝克勒尔、居里)和照射量(伦琴)——并提供换算公式、真实世界示例、有趣的历史和安全指南。

您可以换算的内容
本换算器处理四个不同测量类别中的 40 多种辐射单位:吸收剂量(戈瑞、拉德、焦耳/千克)、当量剂量(希沃特、雷姆)、活度(贝克勒尔、居里、dps)和照射量(伦琴、库仑/千克)。关键:您只能在每个类别内部进行换算——跨类别换算需要额外的物理数据,如辐射类型、能量、几何形状和组织成分。

什么是辐射?

辐射是穿过空间或物质的能量。它可以是电磁波(如 X射线、伽马射线或光)或粒子(如 α 粒子、β 粒子或中子)。当辐射穿过物质时,它可以沉积能量并引起电离——从原子中剥离电子。

电离辐射的类型

α 粒子 (α)

氦原子核(2 个质子 + 2 个中子)。可被纸或皮肤阻挡。如果摄入/吸入非常危险。Q 因子:20。

穿透力:

危害: 高内部危害

β 粒子 (β)

高速电子或正电子。可被塑料、铝箔阻挡。中度穿透力。Q 因子:1。

穿透力:

危害: 中度危害

伽马射线 (γ) 和 X射线

高能光子。需要铅或厚混凝土才能阻挡。穿透力最强。Q 因子:1。

穿透力:

危害: 外部照射危害

中子 (n)

来自核反应的中性粒子。可被水、混凝土阻挡。可变的 Q 因子:5-20,取决于能量。

穿透力: 非常高

危害: 严重危害,会活化物质

为什么有多种单位类型?

因为辐射效应取决于沉积的物理能量和造成的生物损伤,所以我们需要不同的测量系统。一次胸部 X射线和钚尘可能提供相同的吸收剂量(戈瑞),但生物损伤(希沃特)却大不相同,因为来自钚的 α 粒子每单位能量的伤害性是 X射线的 20 倍。

记忆辅助与快速参考

快速心算

  • **1 Gy = 100 rad** (吸收剂量,容易记住)
  • **1 Sv = 100 rem** (当量剂量,同样的模式)
  • **1 Ci = 37 GBq** (活度,根据定义完全如此)
  • **对于 X射线:1 Gy = 1 Sv** (Q 因子 = 1)
  • **对于 α 粒子:1 Gy = 20 Sv** (Q 因子 = 20,伤害性强 20 倍)
  • **胸部 X射线 ≈ 0.1 mSv** (记住这个基准值)
  • **年度背景辐射 ≈ 2.4 mSv** (全球平均)

四大类别规则

  • **吸收剂量 (Gy, rad):** 沉积的物理能量,不考虑生物学
  • **当量剂量 (Sv, rem):** 生物损伤,包含 Q 因子
  • **活度 (Bq, Ci):** 放射性衰变率,不是照射量
  • **照射量 (R):** 旧单位,仅限于空气中的 X射线,现已少用
  • **绝不在没有物理计算的情况下跨类别换算**

辐射品质 (Q) 因子

  • **X射线和伽马射线:** Q = 1 (所以 1 Gy = 1 Sv)
  • **β 粒子:** Q = 1 (电子)
  • **中子:** Q = 5-20 (能量依赖)
  • **α 粒子:** Q = 20 (每戈瑞伤害性最大)
  • **重离子:** Q = 20

应避免的关键错误

  • **在不了解辐射类型的情况下,绝不假设 Gy = Sv** (仅对 X射线/伽马射线为真)
  • **没有同位素、能量、几何、时间、质量数据,无法将 Bq 转换为 Gy**
  • **伦琴仅适用于空气中的 X射线/伽马射线** — 不适用于组织、α、β、中子
  • **不要将 rad (剂量) 与 rad (角度单位) 混淆** — 完全不同!
  • **活度 (Bq) ≠ 剂量 (Gy/Sv)** — 没有几何数据,高活度不意味着高剂量
  • **1 mSv ≠ 1 mGy** 除非 Q=1 (对于 X射线是,对于中子/α 粒子则不是)

快速换算示例

1 Gy= 100 rad
1 Sv= 100 rem
0.1 mSv= 10 mrem (胸部 X射线)
1 Ci= 37 GBq
400 MBq= 10.8 mCi (PET 扫描)
1 mGy X射线= 1 mSv (Q=1)
1 mGy α 粒子= 20 mSv (Q=20!)

令人惊叹的辐射事实

  • 您每年仅从自然来源就接收约 2.4 mSv 的辐射——主要来自建筑物中的氡气
  • 一次胸部 X射线的辐射剂量相当于吃 40 根香蕉(两者皆约 0.1 mSv)
  • 国际空间站上的宇航员接收的辐射是地球上人们的 60 倍——约 150 mSv/年
  • 玛丽·居里百年历史的笔记本至今仍然放射性太强而无法触摸;它们存放在铅衬的盒子里
  • 每天吸一包烟会使肺部暴露于 160 mSv/年——来自烟草中的钋-210
  • 花岗岩台面会释放辐射——但您需要睡在上面 6 年才能相当于一次胸部 X射线
  • 地球上放射性最强的地方不是切尔诺贝利——而是刚果的一个铀矿,其水平是正常的 1,000 倍
  • 一次横跨美国东西岸的飞行(0.04 mSv)相当于 4 小时的正常背景辐射

为什么您不能在这四种单位类型之间进行换算

关于辐射单位最重要的一点

辐射测量分为四个类别,它们测量的是完全不同的东西。在没有额外信息的情况下,将戈瑞转换为希沃特,或将贝克勒尔转换为戈瑞,就像试图将英里/小时转换为温度一样——在物理上毫无意义,在医疗情境中可能很危险。

在专业场合,未经咨询辐射安全协议和合格的健康物理师,切勿尝试这些换算。

四种辐射量

吸收剂量

沉积在物质中的能量

单位: 戈瑞 (Gy)、拉德、焦耳/千克

每千克组织吸收的辐射能量。纯物理量——不考虑生物效应。

示例: 胸部 X射线:0.001 Gy (1 mGy) | CT 扫描:0.01 Gy (10 mGy) | 致死剂量:4-5 Gy

  • 1 Gy = 100 rad
  • 1 mGy = 100 mrad
  • 1 Gy = 1 J/kg

当量剂量

对组织的生物效应

单位: 希沃特 (Sv)、雷姆

辐射的生物效应,考虑了来自 α、β、伽马、中子等不同辐射类型的不同损伤。

示例: 年度背景辐射:2.4 mSv | 胸部 X射线:0.1 mSv | 职业限值:20 mSv/年 | 致死剂量:4-5 Sv

  • 1 Sv = 100 rem
  • 对于 X射线:1 Gy = 1 Sv
  • 对于 α 粒子:1 Gy = 20 Sv

放射性活度 (活度)

放射性物质的衰变率

单位: 贝克勒尔 (Bq)、居里 (Ci)

每秒衰变的放射性原子数。告诉您物质有多 '放射性',而不是您接收多少辐射。

示例: 人体:4,000 Bq | 香蕉:15 Bq | PET 扫描示踪剂:400 MBq | 烟雾探测器:37 kBq

  • 1 Ci = 37 GBq
  • 1 mCi = 37 MBq
  • 1 µCi = 37 kBq

照射量

空气中的电离(仅限 X射线/伽马射线)

单位: 伦琴 (R)、库仑/千克

X射线或伽马射线在空气中产生的电离量。较旧的测量方式,现今很少使用。

示例: 胸部 X射线:0.4 mR | 牙科 X射线:0.1-0.3 mR

  • 1 R = 0.000258 C/kg
  • 1 R ≈ 0.01 Sv (粗略估计)

换算公式 - 如何换算辐射单位

四个辐射类别中的每一个都有其自己的换算公式。您只能在一个类别内进行换算,绝不能跨类别换算。

吸收剂量换算 (戈瑞 ↔ 拉德)

基本单位: 戈瑞 (Gy) = 1 焦耳/千克 (J/kg)

公式示例
Gyradrad = Gy × 1000.01 Gy = 1 rad
radGyGy = rad ÷ 100100 rad = 1 Gy
GymGymGy = Gy × 1,0000.001 Gy = 1 mGy
GyJ/kgJ/kg = Gy × 1 (相同)1 Gy = 1 J/kg

快速提示: 记住:1 Gy = 100 rad。医学影像通常使用毫戈瑞 (mGy) 或厘戈瑞 (cGy = rad)。

实用: 胸部 X射线:0.001 Gy = 1 mGy = 100 mrad = 0.1 rad

当量剂量换算 (希沃特 ↔ 雷姆)

基本单位: 希沃特 (Sv) = 吸收剂量 (Gy) × 辐射权重因子 (Q)

辐射权重因子 (Q)

要将戈瑞(吸收剂量)转换为希沃特(当量剂量),请乘以 Q:

辐射类型Q 因子公式
X射线、伽马射线1Sv = Gy × 1
β 粒子、电子1Sv = Gy × 1
中子(取决于能量)5-20Sv = Gy × 5 到 20
α 粒子20Sv = Gy × 20
重离子20Sv = Gy × 20
公式示例
Svremrem = Sv × 1000.01 Sv = 1 rem
remSvSv = rem ÷ 100100 rem = 1 Sv
SvmSvmSv = Sv × 1,0000.001 Sv = 1 mSv
Gy (X射线)SvSv = Gy × 1 (对于 Q=1)0.01 Gy X射线 = 0.01 Sv
Gy (α 粒子)SvSv = Gy × 20 (对于 Q=20)0.01 Gy α 粒子 = 0.2 Sv!

快速提示: 记住:1 Sv = 100 rem。对于 X射线和伽马射线,1 Gy = 1 Sv。对于 α 粒子,1 Gy = 20 Sv!

实用: 年度背景辐射:2.4 mSv = 240 mrem。职业限值:20 mSv/年 = 2 rem/年。

放射性活度 (活度) 换算 (贝克勒尔 ↔ 居里)

基本单位: 贝克勒尔 (Bq) = 每秒 1 次放射性衰变 (1 dps)

公式示例
CiBqBq = Ci × 3.7 × 10¹⁰1 Ci = 37 GBq (完全)
BqCiCi = Bq ÷ (3.7 × 10¹⁰)37 GBq = 1 Ci
mCiMBqMBq = mCi × 3710 mCi = 370 MBq
µCikBqkBq = µCi × 371 µCi = 37 kBq
Bqdpmdpm = Bq × 60100 Bq = 6,000 dpm

快速提示: 记住:1 Ci = 37 GBq (完全)。1 mCi = 37 MBq。1 µCi = 37 kBq。这些是线性换算。

实用: PET 扫描示踪剂:400 MBq ≈ 10.8 mCi。烟雾探测器:37 kBq = 1 µCi。

在不知道同位素类型、衰变能量、几何形状、屏蔽、照射时间和质量的情况下,不能将 Bq 转换为 Gy!

照射量换算 (伦琴 ↔ 库仑/千克)

基本单位: 库仑/千克 (C/kg) - 空气中的电离

公式示例
RC/kgC/kg = R × 2.58 × 10⁻⁴1 R = 0.000258 C/kg
C/kgRR = C/kg ÷ (2.58 × 10⁻⁴)0.000258 C/kg = 1 R
RmRmR = R × 1,0000.4 R = 400 mR
RGy (空气中约略值)Gy ≈ R × 0.00871 R ≈ 0.0087 Gy 在空气中
RSv (粗略估计)Sv ≈ R × 0.011 R ≈ 0.01 Sv (非常粗略!)

快速提示: 伦琴仅适用于空气中的 X射线和伽马射线。现今很少使用——已被戈瑞和希沃特取代。

实用: 探测器处的胸部 X射线:~0.4 mR。这表示 X光机是否正常工作,而不是病人的剂量!

照射量 (R) 仅测量空气中的电离。不适用于组织、α、β 或中子。

辐射的发现

1895Wilhelm Röntgen

X射线

深夜工作时,伦琴注意到房间另一端的荧光屏在发光,尽管他的阴极射线管被覆盖着。第一张 X射线照片:他妻子的手,骨骼和婚戒清晰可见。她惊呼:“我看到了我的死亡!”伦琴赢得了第一届诺贝尔物理学奖(1901年)。

一夜之间彻底改变了医学。到 1896 年,世界各地的医生都使用 X射线来定位子弹和固定断骨。

1896Henri Becquerel

放射性

将铀盐放在抽屉里包裹好的照相底片上。几天后,底片被雾化了——铀自发地发出辐射!与居里夫妇分享了 1903 年的诺贝尔奖。因在背心口袋里携带放射性物质而意外烧伤自己。

证明了原子并非不可分割——它们可以自发地分解。

1898Marie & Pierre Curie

钋和镭

在寒冷的巴黎棚屋中,手工处理了数吨沥青铀矿。发现了钋(以波兰命名)和镭(在黑暗中发出蓝光)。将一小瓶镭放在床头,“因为它在晚上看起来太美了。”玛丽获得了物理学和化学的诺贝尔奖——唯一一位在两个科学领域获奖的人。

镭成为早期癌症治疗的基础。玛丽于 1934 年因辐射引起的再生障碍性贫血去世。她的笔记本至今仍因放射性太强而无法触摸——存放在铅衬的盒子里。

1899Ernest Rutherford

α 和 β 辐射

发现辐射有不同穿透能力的类型:α(被纸张阻挡)、β(穿透更远)、伽马(由 Villard 于 1900 年发现)。获得 1908 年诺贝尔化学奖。

为理解核结构和现代当量剂量(希沃特)概念奠定了基础。

辐射剂量基准

来源 / 活动典型剂量背景 / 安全
吃一根香蕉0.0001 mSv来自 K-40 的香蕉等效剂量 (BED)
在某人旁边睡觉 (8小时)0.00005 mSv体内含有 K-40, C-14
牙科 X射线0.005 mSv1 天的背景辐射
机场人体扫描仪0.0001 mSv少于一根香蕉
纽约-洛杉矶航班 (来回)0.04 mSv高空的宇宙射线
胸部 X射线0.1 mSv10 天的背景辐射
住在丹佛 (每年额外)0.16 mSv高海拔 + 花岗岩
乳房摄影0.4 mSv7 周的背景辐射
头部 CT 扫描2 mSv8 个月的背景辐射
年度背景辐射 (全球平均)2.4 mSv氡气、宇宙、陆地、体内
胸部 CT 扫描7 mSv2.3 年的背景辐射
腹部 CT 扫描10 mSv3.3 年的背景辐射 = 100 次胸部 X射线
PET 扫描14 mSv4.7 年的背景辐射
职业照射限值 (年度)20 mSv辐射工作人员,5 年平均
每天吸 1.5 包烟 (年度)160 mSv烟草中的钋-210,肺部剂量
急性放射病1,000 mSv (1 Sv)恶心、疲劳、血细胞计数下降
LD50 (50% 致死率)4,000-5,000 mSv无治疗下 50% 的致死剂量

真实世界的辐射剂量

自然背景辐射 (不可避免)

年度: 2.4 mSv/年 (全球平均)

建筑物中的氡气

1.3 mSv/年 (54%)

因地点不同差异达 10 倍

来自太空的宇宙射线

0.3 mSv/年 (13%)

随海拔升高而增加

陆地(岩石、土壤)

0.2 mSv/年 (8%)

花岗岩释放更多

体内(食物、水)

0.3 mSv/年 (13%)

钾-40、碳-14

医学影像剂量

过程剂量等效
牙科 X射线0.005 mSv1 天背景辐射
胸部 X射线0.1 mSv10 天背景辐射
乳房摄影0.4 mSv7 周背景辐射
头部 CT2 mSv8 个月背景辐射
胸部 CT7 mSv2.3 年背景辐射
腹部 CT10 mSv3.3 年背景辐射
PET 扫描14 mSv4.7 年背景辐射
心脏压力测试10-15 mSv3-5 年背景辐射

日常比较

  • 吃一根香蕉
    0.0001 mSv“香蕉等效剂量”(BED)!
  • 在某人旁边睡 8 小时
    0.00005 mSv人体含有 K-40, C-14
  • 纽约到洛杉矶航班 (来回)
    0.04 mSv高空的宇宙射线
  • 在丹佛住一年
    +0.16 mSv高海拔 + 花岗岩
  • 每天吸 1.5 包烟一年
    160 mSv烟草中的钋-210!
  • 砖房 vs 木房 (一年)
    +0.07 mSv砖块含有镭/钍

辐射对您身体的影响

DoseEffectDetails
0-100 mSv无立即效应长期癌症风险每 100 mSv 增加 0.5%。此范围内的医疗影像需谨慎评估其必要性。
100-500 mSv轻微血液变化可检测到血细胞减少。无症状。癌症风险增加 2-5%。
500-1,000 mSv可能出现轻微放射病恶心、疲劳。预计完全康复。癌症风险增加 5-10%。
1-2 Sv放射病恶心、呕吐、疲劳。血细胞计数下降。经治疗可能康复。
2-4 Sv严重放射病严重症状、脱发、感染。需要重症监护。无治疗下约 50% 存活率。
4-6 SvLD50 (致死剂量 50%)骨髓衰竭、出血、感染。无治疗下约 10% 存活率,有治疗下约 50%。
>6 Sv通常致命大规模器官损伤。即使有治疗,仍在数天至数周内死亡。

ALARA:合理可行尽量低原则

时间

将照射时间降至最低

在辐射源附近快速工作。时间减半 = 剂量减半。

距离

与源的距离最大化

辐射遵循反比平方定律:距离加倍 = 剂量 ¼。退后!

屏蔽

使用适当的屏障

铅用于 X射线/伽马,塑料用于 β,纸用于 α。混凝土用于中子。

辐射迷思 vs. 现实

所有辐射都危险

结论: 错误

您不断地暴露于自然背景辐射中(约 2.4 mSv/年),并无伤害。医疗影像的低剂量带有微小风险,通常由其诊断益处证明是合理的。

住在核电站附近很危险

结论: 错误

住在核电站附近的平均剂量:<0.01 mSv/年。您从自然背景中获得的辐射多 100 倍。燃煤电厂(因煤中的铀)释放更多辐射!

机场扫描仪会致癌

结论: 错误

机场背向散射扫描仪:每次扫描 <0.0001 mSv。您需要进行 10,000 次扫描才能相当于一次胸部 X射线。飞行本身会产生 40 倍的辐射。

一次 X射线会伤害我的宝宝

结论: 夸大其辞

单次诊断性 X射线:<5 mSv,通常 <1 mSv。胎儿伤害风险始于 100 mSv 以上。尽管如此,如果怀孕,请告知医生——他们会屏蔽腹部或使用替代方案。

您可以直接更改单位名称将 Gy 转换为 Sv

结论: 危险的过度简化

仅对 X射线和伽马射线为真 (Q=1)。对于中子 (Q=5-20) 或 α 粒子 (Q=20),您必须乘以 Q 因子。在不了解辐射类型的情况下,切勿假设 Q=1!

福岛/切尔诺贝利的辐射扩散到全世界

结论: 真实但可忽略不计

虽然全球都检测到同位素,但在禁区外的剂量非常微小。世界大部分地区接收的剂量 <0.001 mSv。自然背景辐射高出 1000 倍。

完整辐射单位目录

吸收剂量

单位符号类别注解 / 用途
戈瑞Gy吸收剂量此类别中最常用的单位
毫戈瑞mGy吸收剂量此类别中最常用的单位
微戈瑞µGy吸收剂量此类别中最常用的单位
纳戈瑞nGy吸收剂量
千戈瑞kGy吸收剂量
雷德 (辐射吸收剂量)rad吸收剂量传统的吸收剂量单位。1 rad = 0.01 Gy = 10 mGy。在美国医学界仍有使用。
毫雷德mrad吸收剂量此类别中最常用的单位
千雷德krad吸收剂量
焦耳/千克J/kg吸收剂量
尔格/克erg/g吸收剂量

等效剂量

单位符号类别注解 / 用途
希沃特Sv等效剂量此类别中最常用的单位
毫希沃特mSv等效剂量此类别中最常用的单位
微希沃特µSv等效剂量此类别中最常用的单位
纳希沃特nSv等效剂量
雷姆 (伦琴当量)rem等效剂量传统的当量剂量单位。1 rem = 0.01 Sv = 10 mSv。在美国仍有使用。
毫雷姆mrem等效剂量此类别中最常用的单位
微雷姆µrem等效剂量

放射性活度

单位符号类别注解 / 用途
贝克勒尔Bq放射性活度此类别中最常用的单位
千贝克勒尔kBq放射性活度此类别中最常用的单位
兆贝克勒尔MBq放射性活度此类别中最常用的单位
吉贝克勒尔GBq放射性活度此类别中最常用的单位
太贝克勒尔TBq放射性活度
拍贝克勒尔PBq放射性活度
居里Ci放射性活度此类别中最常用的单位
毫居里mCi放射性活度此类别中最常用的单位
微居里µCi放射性活度此类别中最常用的单位
纳居里nCi放射性活度
皮居里pCi放射性活度此类别中最常用的单位
卢瑟福Rd放射性活度
衰变/秒dps放射性活度
衰变/分钟dpm放射性活度

照射量

单位符号类别注解 / 用途
库仑/千克C/kg照射量此类别中最常用的单位
毫库仑/千克mC/kg照射量
微库仑/千克µC/kg照射量
伦琴R照射量此类别中最常用的单位
毫伦琴mR照射量此类别中最常用的单位
微伦琴µR照射量
帕克Pk照射量

常见问题

我可以将戈瑞转换为希沃特吗?

只有在您知道辐射类型时才可以。对于 X射线和伽马射线:1 Gy = 1 Sv (Q=1)。对于 α 粒子:1 Gy = 20 Sv (Q=20)。对于中子:1 Gy = 5-20 Sv (能量依赖)。在未经核实的情况下,切勿假设 Q=1。

我可以将贝克勒尔转换为戈瑞或希沃特吗?

不行,不能直接转换。贝克勒尔测量的是放射性衰变率(活度),而戈瑞/希沃特测量的是吸收剂量。转换需要:同位素类型、衰变能量、源的几何形状、屏蔽、照射时间和组织质量。这是一个复杂的物理计算。

为什么有四种不同的测量类型?

因为辐射效应取决于多个因素:(1) 组织中沉积的能量(戈瑞),(2) 不同辐射类型造成的生物损伤(希沃特),(3) 辐射源的放射性强度(贝克勒尔),(4) 历史上的空气电离测量(伦琴)。每种都有不同的用途。

1 mSv 危险吗?

不危险。全球平均年度背景辐射为 2.4 mSv。一次胸部 X射线约为 0.1 mSv。职业照射限值为 20 mSv/年(平均)。急性放射病约在 1,000 mSv (1 Sv) 时开始。医疗影像的单次 mSv 照射带来的癌症风险极小,通常由其诊断效益所证明是合理的。

因为辐射,我应该避免 CT 扫描吗?

CT 扫描涉及较高的剂量(2-20 mSv),但对于创伤、中风、癌症诊断是救命的。遵循 ALARA 原则:确保扫描在医学上是必要的,询问是否有替代方案(超声、MRI),避免重复扫描。其益处通常远大于微小的癌症风险。

rad 和 rem 有什么区别?

Rad 测量吸收剂量(物理能量)。Rem 测量当量剂量(生物效应)。对于 X射线:1 rad = 1 rem。对于 α 粒子:1 rad = 20 rem。Rem 考虑到 α 粒子每单位能量造成的生物损伤比 X射线多 20 倍。

为什么我不能触摸玛丽·居里的笔记本?

她的笔记本、实验室设备和家具都受到镭-226(半衰期 1,600 年)的污染。90 年后,它们仍然具有高度放射性,并存放在铅衬的盒子里。接触需要防护装备和剂量测定。它们将在数千年内保持放射性。

住在核电站附近危险吗?

不危险。住在核电站附近的平均剂量:<0.01 mSv/年(由监测器测量)。自然背景辐射高出 100-200 倍(2.4 mSv/年)。燃煤电厂因煤灰中的铀/钍而释放更多辐射。现代核电厂有多重安全壳屏障。

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