Сиверт

мерна јединица

Сиверт
展望の宿 天神 2016 (26182596995).jpg
Приказ позадинског зрачења у хотелу у Нарахи у Јапану, показује степен дозе у микросивертима на сат, пет година након катастрофе у Фукушими.
Информације о јединици
СистемИзведене јединице СИ система
ЈединицаЕфекат јонизујућег зрачења на здравље (Еквивалентна доза)
СимболSv 
Именован поРолф Максимилијан Сиверт
Јединична претварања
1 Sv у ...... је једнак са ...
   Основне јединице СИ система   m2s−2
   Енергија апсорбована масом   Jkg−1
   CGS јединице (изван СИ)   100 rem

Сиверт (енг. sievert; симбол: Sv[note 1]) је СИ изведена јединица еквивалентне дозе радијације, и као таква је зависна од биолошких ефеката радијације, насупрот физичким аспектима, које карактеше апсорбована доза, која се мери у грејима. Сиверт је важан у дозиметрији и заштити од зрачења, а име је добио по Ролфу Максимилијану Сиверту, шведском медицинском физичару познатом по раду на мерењу дозе зрачења и истраживању биолошких ефеката зрачења.[1]

Северт се користи за количине дозе зрачења као што су еквивалентна доза и ефективна доза, које представљају ризик од спољног зрачења из извора ван тела, и предана доза која представља ризик од унутрашњег зрачења услед удисања или уноса радиоактивних супстанци. Сиверт је намењен представљању стохастичког здравственог ризика, који се за процену дозе зрачења дефинише као вероватноћа рака изазваног зрачењем и генетског оштећења. Један сиверт носи са собом 5,5% шансе да се евентуално развије фатални рак на основу линеарног модела без прага.[2][3]

Да би се омогућило разматрање стохастичког здравственог ризика, извршени су прорачуни за претварање апсорбоване физичке количине у еквивалентну дозу и ефективну дозу, чији детаљи зависе од врсте зрачења и биолошког контекста. За примену у заштити од зрачења и дозиметријској процени, Међународна комисија за радиолошку заштиту (ICRP) и Међународна комисија за радијационе јединице и мерења (ICRU) објавиле су препоруке и податке који се користе за њихово израчунавање. Они су под сталним разматрањем, а препоручене промене се објављују у формалним „Извештајима“ тих тела.

Конвенционално, сиверт се не користи за велике дозе зрачења које производе детерминистичке ефекте, што је тежина акутног оштећења ткива које ће се сигурно догодити, као што је синдром акутног зрачења; ови ефекти се упоређују са физичком количином апсорбоване дозе мерене јединицом греј (Gy).[4]

Један сиверт је једнак 100 рем. Рем је старија мерна јединица која није део СИ.

ДефиницијаУреди

CIPM дефиниција сивертаУреди

СИ дефиниција коју даје Међународни комитет за тегове и мере (CIPM) наводи:

„Количински еквивалент дозе H је производ апсорбоване дозе D јонизујућег зрачења и бездимензионалног фактора Q (фактор квалитета) дефинисаног као функција линеарног преноса енергије од стране ICRU

H = Q × D[5]

Вредност Q није даље дефинисана од стране CIPM, али захтева употребу релевантних препорука CIPM да би се обезбедила ова вредност.

CIPM такође наводи да „да би се избегла опасност од забуне између апсорбоване дозе D и дозног еквивалента H, требало би користити засебна имена за одговарајуће јединице, односно назив греј користити уместо џула по килограму за јединицу апсорбоване дозе D и назив сиверт уместо џула по килограму за јединицу дозе еквивалентне H".[5]

Укратко:

Греј – quantity D - апсорбована доза

1 Gy = 1 џул/килограм – физикчка количина. 1 Gy је депозит џула енергије зрачења по килограму материје или ткива.

Сиверт – quantity H - дозни еквивалент

1 Sv = 1 џул/килограм – биолошки ефекат. Сиверт представља еквивалентни биолошки ефекат депоновања џула енергије зрачења у килограму људског ткива. Еквиваленција апсорбоване дозе означава се са Q.

ICRP дефиниција сивертаУреди

ICRP дефиниција сиверта је:[6]

"Сиверт је посебно име за СИ јединицу еквивалентне дозе, ефективне дозе и оперативне дозне. Јединица је џул по килограму."

Сиверт се користи за бројне дозне количине које су описане у овом чланку и део су међународног система радиолошке заштите који су осмислили и дефинисали ICRP и ICRU.

Еквивалентна дозаУреди

Еквивалентна доза за ткиво се рачуна тако што се апсорбована доза множи са фактором квалитета Q, који зависи од типа радијације, и са другим фактором N, који зависи од свих осталих битних фактора. N зависи од тога који део тела је изложен радијацији, од времена и запремине над којом се доза проширила, чак и од врсте бића. Фактор квалитета и N фактор стварају фактор тежења радијације, rW.

Како би се избегли ризици забуне између апсорбоване и еквивалентне дозе, морају да се користе одговарајуће јединице, наиме греј уместо џула по килограму за апсорбовану дозу и сиверт уместо џула по килограму за еквивалентну дозу.

1 Sv је једнак са 100 рема. Ако су Q и N једнаки 1, онда 1 Sv ≈ 107.185 R.

Милисиверт (mSv) се често користи да измери евективну дозу у дијагностичким медицинским процедурама (нпр. Икс-зраци, нуклеарна радијација, томографија). Стопа ефективне дозе природне радијације варира значајно од места до места, али је нормално око 3,5 mSv/година.

За еквивалентну дозу целог тела, 1 Sv изазива промене у крви, 2-5 Sv изазива мучнину, губитак косе, унутрашње крварење и у доста случајева изазива смрт. Више од 6 Sv за мање од два месеца доводи до смрти у више од 80% случајева, а преко 4 Sv највероватније изазва смрт.

Колективна доза којој је становништво изложено се мери у „мен-сивертима“ (man.Sv).

Q вредностиУреди

Ево неких вредности фактора квалитета Q:

  • Фотони, све енергије : Q = 1
  • Електрони и муони, све енергије : Q = 1
  • Неутрони
    • енергија < 10 keV : Q = 5
    • 10 keV < енергија < 100 keV : Q = 10
    • 100 keV < енергија < 2 MeV : Q = 20
    • 2 MeV < енергија < 20 MeV : Q = 10
    • енергија > 20 MeV : Q = 5
  • Протони, енергија > 2 MeV : Q = 5
  • Алфа честице и остале честице атомског језгра : Q = 20

N вредностиУреди

Ево неких N вредности за органе и ткива:

И за остале организме, у вези са људима:

Количине јонизујућег зрачењаУреди

 
Графички приказ односа између радиоактивности и детектованог јонизујућег зрачења

Следећа табела приказује количине зрачења у СИ и не-СИ јединицама:

Количине јонизујућег зрачења
Количина Јединица Симбол Деривација Година СИ еквивалент
Активност (A) бекерел Bq s−1 1974 СИ јединица
кири Ci 3,7 × 1010 s−1 1953 3,7×1010 Bq
радерфорд Rd 106 s−1 1946 1.000.000 Bq
Излагање (X) кулон по килограму C/kg C⋅kg−1 ваздуха 1974 СИ јединица
ронтген R esu / 0,001293 g ваздуха 1928 2.58 × 10−4 C/kg
Абсорбована доза (D) греј Gy J⋅kg−1 1974 СИ јединица
ерг по граму erg/g erg⋅g−1 1950 1.0 × 10−4 Gy
rad rad 100 erg⋅g−1 1953 0,010 Gy
Еквивалентна доза (H) сиверт Sv J⋅kg−1 × WR 1977 СИ јединица
рендгенски еквивалент људи rem 100 erg⋅g−1 x WR 1971 0,010 Sv
Ефективна доза (E) сиверт Sv J⋅kg−1 × WR x WT 1977 СИ јединица
рендгенски еквивалент људи rem 100 erg⋅g−1 x WR x WT 1971 0,010 Sv

Иако Комисија за нуклеарну регулацију Сједињених Држава дозвољава употребу јединица кири, рад и рем заједно са СИ јединицама,[7] европске директиве о јединицама мере захтевале су да се њихова употреба у „јавне здравствене ... сврхе” укине до 31. децембра 1985.[8]

Рем еквиваленцијаУреди

Старија јединица за еквивалент дозе је рем,[9] која се још увек користи у Сједињеним Државама. Један сиверт је једнак 100 рем:

100,0000 rem = 100.000,0 mrem = 1 Sv = 1,000000 Sv = 1000,000 mSv = 1.000.000 µSv
1,0000 rem = 1000,0 mrem = 1 rem = 0,010000 Sv = 10,000 mSv = 10000 µSv
0,1000 rem = 100,0 mrem = 1 mSv = 0,001000 Sv = 1,000 mSv = 1000 µSv
0,0010 rem = 1,0 mrem = 1 mrem = 0,000010 Sv = 0,010 mSv = 10 µSv
0,0001 rem = 0,1 mrem = 1 µSv = 0,000001 Sv = 0,001 mSv = 1 µSv

НапоменеУреди

  1. ^ Not be confused with the sverdrup or the svedberg, two non-SI units that sometimes use the same symbol.

РеференцеУреди

  1. ^ Sekiya M, Yamasaki M (2016). „Rolf Maximilian Sievert (1896–1966): father of radiation protection”. Radiol Phys Technol. 9: 1—5. 
  2. ^ ICRP (2007). „The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection”. Annals of the ICRP. ICRP publication 103. 37 (2–4). ISBN 978-0-7020-3048-2. Приступљено 17. 5. 2012. 
  3. ^ The ICRP says, "In the low dose range, below about 100 mSv, it is scientifically plausible to assume that the incidence of cancer or heritable effects will rise in direct proportion to an increase in the equivalent dose in the relevant organs and tissues." ICRP publication 103 paragraph 64
  4. ^ ICRP report 103 para 104 and 105
  5. ^ а б CIPM, 2002: Recommendation 2, BIPM, 2000 
  6. ^ ICRP publication 103 - Glossary.
  7. ^ 10 CFR 20.1004. US Nuclear Regulatory Commission. 2009. 
  8. ^ The Council of the European Communities (1979-12-21). „Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC”. Приступљено 19. 5. 2012. 
  9. ^ Office of Air and Radiation; Office of Radiation and Indoor Air (мај 2007). „Radiation: Risks and Realities” (PDF). U.S. Environmental Protection Agency. стр. 2. Приступљено 19. 3. 2011. 

ЛитератураУреди

Спољашње везеУреди