問題150 放射線

解説

直感的理解
放射線の測定単位は3つあり、それぞれ異なる物理量を表します。

Bq（ベクレル）：放射能の強さ。毎秒1個の原子核が崩壊するとき1 Bq。

Gy（グレイ）：吸収線量。物質1 kgあたり1 Jのエネルギーが吸収されたとき1 Gy。

Sv（シーベルト）：等価線量・実効線量。放射線の種類による人体への影響度を考慮した量。

具体的な計算：

$$W = Fd\cos\theta$$ $$W = 10 \times 2.0 \times \cos 0° = 20 \text{ J}$$ $$E_k = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \times 2.0 \times 3.0^2 = 9.0 \text{ J}$$
答え： Bq＝放射能の強さ、Gy＝吸収線量、Sv＝人体への影響（等価線量・実効線量）
補足：仕事とエネルギーの関係

仕事-エネルギー定理より、合力がした仕事は運動エネルギーの変化に等しい：

$$W_{\text{合}} = \Delta E_k = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{1}{2}mv_0^2$$
Point

放射能の3単位：Bq(崩壊数)、Gy(吸収エネルギー)、Sv(人体影響)。ニュースで「mSv」を見たらシーベルトの単位。