我們知道,輻射帶有能量,輻射強(qiáng)度越大越容易造成損害,輻射輻射強(qiáng)度在不同的領(lǐng)域有著不同的定義方式。
在大氣科學(xué)和大氣物理學(xué)中,輻射強(qiáng)度是指點(diǎn)輻射源或元量輻射在單位時(shí)間內(nèi)在給定方向上單位立體角內(nèi)輻射出的能量;
在電力學(xué)可再生能源學(xué)科中,輻射強(qiáng)度是指照射到面元上的輻射通量與該面元面積之比,單位為W/m2;
在海洋科學(xué)里,輻射強(qiáng)度是指在給定方向的立體角元內(nèi),單位立體角離開點(diǎn)輻射源的輻射功率。
對(duì)核輻射相關(guān)專業(yè)術(shù)語比較陌生,常用的描述輻射強(qiáng)度和劑量的量和單位如下:
放射性活度:表示放射性元素或同位素每秒衰變的原子數(shù),單位是貝克勒爾,簡(jiǎn)稱貝可(Bq),這是為了紀(jì)念100多年前首次發(fā)現(xiàn)天然放射性物質(zhì)的法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾。1Bq的定義是每秒鐘有一個(gè)原子核發(fā)生核衰變。
吸收劑量:吸收劑量是最基本的劑量學(xué)的物理量,是指射線與物體發(fā)生相互作用時(shí),單位質(zhì)量的物體所吸收的輻射能量的度量。單位是戈瑞(Gray,Gy),1Gy=1焦耳/千克。可以看出,吸收劑量是一個(gè)描述物質(zhì)吸收輻射能量大小的量。空氣吸收劑量率是指單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量的物體所吸收的輻射能量的度量,單位是Gy/h。
有效劑量:為了描述輻射所致機(jī)體健康危害的大小,定量地評(píng)價(jià)輻射照射有可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)的大小,在輻射防護(hù)評(píng)價(jià)中,人為地引入了有效劑量的概念。有效劑量的單位是希沃特(Sivert,Sv),是以瑞典著名的核物理學(xué)家希沃特的名字命名的。希沃特是個(gè)量值很大的單位,在實(shí)際應(yīng)用中,通常更多地使用毫希沃特(mSv)或微希沃特(μSv),1Sv = 1000mSv; 1mSv = 1000μSv。順便介紹一下:普通公眾每年受到天然本底輻射的有效劑量為2.4mSv (世界平均值)。
γ射線劑量當(dāng)量的專用單位,核輻射的強(qiáng)度。
輻射是無色無味、無聲無臭、看不見摸不著的。不過輻射卻可用儀器來探測(cè)和量度。
大約在100年前,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)能放出三種射線:阿爾法α射線、貝塔β射線和伽馬γ射線,統(tǒng)稱電磁輻射。
有效劑量的單位為為希沃特(希,希弗, Sv)、毫希沃特(毫希,毫希弗, mSv)、微希沃特(微希,微希弗, μSv)。
1Sv=1000 mSv、1mSv=1000μSv
通過對(duì)電磁輻射概念的了解,我們知道電磁輻射其實(shí)是一種能量,它對(duì)環(huán)境的影響大小主要取決于能量的強(qiáng)弱,用來表量其強(qiáng)度大小的單位主要有:
(1)功率密度
指單位時(shí)間、單位面積內(nèi)所接收或發(fā)射的高頻電磁能量。功率密度的單位是瓦/米2(W/m2)。例如,“40瓦/米2”可以簡(jiǎn)單理解為1平方米面積上接受到40瓦的電磁能量。在高頻電磁輻射環(huán)境評(píng)估時(shí)功率密度常用MW/cm2表示。
(2)功率
輻射功率越大,輻射出來的電、磁場(chǎng)強(qiáng)度越高,反之則小。功率的單位是瓦(W)。
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度
是用來表示空間各處電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量。距離帶電體近的地方電場(chǎng)強(qiáng),遠(yuǎn)的地方電場(chǎng)弱。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是伏/米(V/m),在輸電線和高壓電器設(shè)備附近的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度通常用kV/m表示。
(4)磁場(chǎng)強(qiáng)度
是用來表示空間各處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向的物理量,它的單位是安/米(A/m)。
(5)磁感應(yīng)強(qiáng)度
表示單位面積的磁通量,用于描述磁場(chǎng)的能量的強(qiáng)度,單位是特斯拉或高斯(T或Gs)。
1、輻照度
是一種物理參數(shù),是在某一指定表面上單位面積上所接受的輻射能量。單位:瓦特/平方米。若為投射到一平表面上的輻射通量密度,則稱為輻照度,用符號(hào)E表示,指到達(dá)一表平面上,單位時(shí)間,單位面積上的輻射能。輻照度又稱為輻射通量密度(flux density),是輻亮度對(duì)立體角的積分。對(duì)輻照度進(jìn)行面積積分可得到輻射功率即輻射通·量(power)。
2、輻射通量
即輻射功率,指單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積的輻射能量。
3、輻射出射度
即輻出度,若是從一表平面向外發(fā)出的輻射通量密度,則稱為輻射出射度,或簡(jiǎn)稱輻出度,用符號(hào)M表示,指單位時(shí)間,從單位面積上發(fā)出的輻射能。E、M的單位同為瓦特/平方米。
4、輻射亮度
假定有一輻射源呈面狀,向外輻射的強(qiáng)度隨輻射方向不同,則L定義為輻射源在某一方向,單位投影表面,單位立體角內(nèi)的輻射通量。即輻射源面上一點(diǎn)在給定方向上包含該點(diǎn)的面元dA的輻射強(qiáng)度dI除以該面元在垂直于給定方向的平面上的正投影面積,單位為W/Sr/m2。
波長(zhǎng)越短,輻射的光量子的能量越高.
光量子能量E=hv=hc/λ h為普朗克常數(shù),v為頻率,c為光速,λ為波長(zhǎng).所以光量子能量與波長(zhǎng)成反比.
上述是波長(zhǎng)與輻射光量子能量的關(guān)系.
但是輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)沒有絕對(duì)關(guān)系.輻射強(qiáng)度應(yīng)該和單個(gè)光量子的能量及單位時(shí)間單位面積上輻射的光量子的數(shù)量有關(guān).輻射強(qiáng)度定義為每單位波長(zhǎng)的輻射在單位面積單位立體角度單位時(shí)間內(nèi)輻射的能量總量.