原子科學家和輻射劑量單位的命名(1):倫琴(Röntgen)

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倫琴人格與生平反應了哪些科學工作與倫理價值的關係? ... 劑量×修正係數,衡量不同類型游離輻射的生物學效應, 雷姆(rem), 西弗(Sv), 1 Sv = 100 rem ... Friday15thJuly2022 15-Jul-2022 人工智慧 化學 物理 數學 生命科學 生命科學文章 植物圖鑑 地球科學 環境能源 科學繪圖 高瞻專區 第一期高瞻計畫 第二期高瞻計畫 第三期高瞻計畫 綠色奇蹟-中等學校探究課程發展計畫 關於我們 網站主選單 原子科學家和輻射劑量單位的命名(1):倫琴(Röntgen) 美國StonyBrookUniversity王瑜君物理學博士/美國StonyBrookUniversity王瑜君物理學博士責任編輯 思考問題: 1.重大科技的突破是偶然的意外?個別科學家的運氣? 2.倫琴人格與生平反應了哪些科學工作與倫理價值的關係? 3.倫琴射線在今天有何重要性? 2011年3月日本福島核災之後,國際媒體的相關報導上常常出現一般讀者比較陌生的科技名詞:輻射的量(quantity)和單位(unit)。

這些劑量單位的命名和原子科學曲折戲劇性的突破歷程息息相關。

我們將分篇介紹其中最主要的五種單位和其背後五位被稱為「輻射五傑」的科學家。

原子科學家和輻射劑量單位的命名(1):倫琴() :威廉·康拉德·倫琴(WilhelmConradRöntgen)(1845-1923) id=”attachment_29265″align=”aligncenter”width=”252″caption=”圖1:威廉•康拉德•倫琴(WilhelmConradRöntgen)(1845-1923)“ 圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen 1895年11月8日,當時已經是德國維爾茨堡(Würzburg)大學校長的倫琴,在進行陰極射線(就是電子)的實驗時,觀察到放在射線管附近塗有氰亞鉑酸鋇(bariumplatinocyanide,BaPt(CN)4)的屏上發出的微光,這表示有股神秘的射線居然會穿過包在真空管外不透明的紙張,最後他確信這是一種尚未為人所知的新射線。

有人提議將他發現的新射線定名為「倫琴射線」,倫琴卻堅持用「X射線」這一名稱,產生X射線的機器叫做X射線機。

倫琴因這個發現獲得1901年首屆諾貝爾物理學獎。

倫琴把獲得的諾貝爾獎金轉贈給維爾茨堡大學,以促進科學研究的發展。

而且他總是無私地把自己的研究成果及時告知同業和朋友。

他也拒絕為自己的發現申請專利權,如此X射線才得以在短時間內被廣泛地應用到醫學上。

他也是生前吩咐在他去世後把他的手稿全部焚燒無遺的物理學家。

  為了紀念倫琴的成就,X射線在許多國家被稱為倫琴射線。

另外第111號化學元素錀(Roentgenium(Rg))也以倫琴命名。

在倫琴的祖國,德國有許多以倫琴命名為學校,街道和廣場。

倫琴的名字英文一般寫為Roentgen(德文名字Röntgen的另一種拼法),很多英語文獻和資料使用這一拼寫。

id=”attachment_29266″align=”aligncenter”width=”222″caption=”圖2:1895年倫琴以X射線拍攝一系列相片來展示他的新發現。

其中包括他夫人的手的相片,照片骨肉分明,連結婚戒指也清晰可見。

“ 圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen 倫琴射線直到今天最重要的應用領域仍然是醫學診斷。

藉著現代數位技術的輔助,倫琴射線已經可以提供人體內部三維圖像。

除了在醫學上,倫琴射線還應用在微觀世界的觀察和對太空的研究。

重大應用領域包括檢驗材料內部損傷,例如檢測出金屬材料和焊接部位的內部缺陷。

輻射單位:倫琴(R) 侖琴(R)是曝露量(或稱照射量)(exposure)的單位。

曝露量的定量為光子(x或γ射線)與空氣作用,使空氣產生游離的物理現象,亦即光子游離空氣的能力。

其定義是在0攝氏度,760毫米汞柱氣壓的1立方厘米空氣中造成1靜電單位(3.3364×10−10庫侖)正負離子的輻射強度=1倫琴單位。

如果換算為空氣質量,那麼侖琴的值為使質量為1千克的空氣產生2.58×10-4庫侖的電量。

所以 1R=2.58×10-4C/kg或1C/kg≅3876R 倫琴單位不是國際單位,但在醫學等方面還是很常用。

目前侖琴已逐漸廢棄不用,而為庫侖/千克(C/kg)所取代。

原子科學家和輻射劑量單位的命名(2):貝克(Curie)   貝克勒爾(AntoineHenriBecquerel,1852-1908)  思考問題:   1.重大科技的突破是偶然的意外?個別科學家的運氣?   2.貝克勒爾的家世和身處的社會環境對他研究的影響?         貝克勒爾(AntoineHenriBecquerel,1852-1908)出生於法國的科學世家。

他的祖父AntoineCésar在電化學方面有卓越的貢獻。

父親Alexandre-Edmond則在螢光和磷光領域有出色的建樹。

他的兒子Jean也是知名的物理學家。

祖孫四代都擔任過著名的法國國家自然史博物館(Muséumnationald’histoirenaturelle)物理部門的主任。

貝克勒爾不但繼承先人對於科學的興趣,而且從他父親那裏繼承了許多父親研究過的礦石和化合物。

貝克勒已有一些螢光的材料可供他探究神秘的射線。

他選擇了含鈾和鉀的硫酸醯鉀(potassiumuranylsulfate),將這種材料曝露於陽光之中,然後用黑紙把曝光的材料和感光底片包在一起。

經過一段時間沖洗底片,可顯出鈾晶體的影像。

他初步下結論說:發磷光的材料所發出的輻射可穿過不透光的紙張。

他以為鈾會吸收太陽的能量,然後發出X射線。

1896年2月26和27日,巴黎上空多雲,貝克勒爾原本打算把包好的鈾和感光底片拿去曬太陽,只好送回抽屜。

到了3月1日他沖洗底片,本來以為只能看到模糊的影像,想不到卻看到非常清晰影像,使他大為驚訝。

原來鈾不需要外來的能源如陽光也能自發地發出輻射。

貝克勒爾因此發現了物質可以發出自發性輻射,也稱為自發放射性(spontaneousradioactivity)。

貝克勒爾研究出鈾所發出的輻射在特性方面有一部分和X射線雷同,但也有不同於X射線的特性,因它會受磁場的影響而偏轉,故必含有帶電粒子。

他在1903年與法國的居里夫婦三人一起分享諾貝爾物理獎。

輻射單位:貝克(Bq) 貝克(Bq)是活度(activity)的單位。

活度的定義為一定量(例如1克)的放射性核種在某一時間內發生的自發衰變(decay)數目,每秒自發衰變1次為1貝克。

1貝克=1衰變/秒 貝克已取代舊單位居里(Ci),彼此間的關係為 1Ci=3.7×1010Bq 1Bq≅2.703×10-11Ci 原子科學家和輻射劑量單位的命名(3):居禮(Curie) 表格1:游離輻射(Ionizingradiation)的量和單位(表格出處:維基百科「游離輻射」) 物理量  舊單位  新單位 (國際單位制(SI)) 換算關係  放射性活度(radioactivity):單位時間內的衰變原子數 居里(Ci) 貝克(Bq) 1Ci=3.7×1010Bq 照射量(exposure):射線對空氣的游離能力 倫琴(R) 庫侖/千克(C/kg) 1R=2.58×10-4C/kg 吸收劑量(absorbeddose):每單位被照物質吸收任何游離輻射的平均能量 拉德(rad) 戈雷(Gy) 1Gy=100rad 劑量當量(doseequivalent):吸收劑量×修正係數,衡量不同類型游離輻射的生物學效應 雷姆(rem) 西弗(Sv) 1Sv=100rem 參考資料: 1.翁寶山編著2003:臺灣輻射防護史話。

出版:行政院原子能委員會。

(http://www.aec.gov.tw/www/service/other/files/book_04.pdf) 2.翁寶山編著2006:臺灣放射性廢棄物史話。

出版:行政院原子能委員會放射性物料管理局。

(http://www.aec.gov.tw/www/service/other/files/book_07.pdf) 3.維基百科:威廉·康拉德·倫琴(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A8%81%E5%BB%89%C2%B7%E5%BA%B7%E6%8B%89%E5%BE%B7%C2%B7%E4%BC%A6%E7%90%B4) 4.維基百科:游離輻射(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%B5%E7%A6%BB%E8%BE%90%E5%B0%84) 前一篇文章下一篇文章 您或許對這些文章有興趣 暖暖包的原理 莫耳和公斤單位的重新定義 目前世界上最精準的時鐘-光晶格光頻原子鐘在低溫環境下的突破 【2013諾貝爾獎特別報導】化學獎:將實驗帶入網際空間 【2014諾貝爾化學獎】如何將光學顯微鏡變成奈米顯微鏡 化學傳記:法拉第不為人知的一面(六):電磁轉動與電磁感應 利用奈米粒子高效率吸收太陽能 化學傳記:法拉第不為人知的一面(九):法拉第和社會的關係 發表迴響Cancelcommentreply 你的電子郵件位址並不會被公開。

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