stringtranslate.com

Рентгеновский эквивалент человека

Эквивалент рентгеновского излучения на человека ( бэр ) [ 1] [2] — это единица СГС эквивалентной дозы , эффективной дозы и ожидаемой дозы , которые являются мерами дозы, используемыми для оценки потенциального воздействия низких уровней ионизирующего излучения на организм человека.

Величины, измеряемые в бэр, предназначены для представления стохастического биологического риска ионизирующего излучения, которое в первую очередь является раком, вызванным радиацией . Эти величины выводятся из поглощенной дозы , которая в системе СГС имеет единицу рад . Не существует универсально применимой константы преобразования из рад в бэр; преобразование зависит от относительной биологической эффективности (ОБЭ).

Бэр определяется с 1976 года как равный 0,01  зиверта , что является наиболее часто используемой единицей СИ за пределами США. Более ранние определения, датируемые 1945 годом, были получены из единицы рентген , которая была названа в честь Вильгельма Рентгена , немецкого ученого, открывшего рентгеновские лучи . Название единицы вводит в заблуждение, поскольку 1 рентген на самом деле откладывает около 0,96 бэр в мягкой биологической ткани, когда все весовые коэффициенты равны единице. Более старые единицы бэр, следующие другим определениям, на 17% меньше современного бэра.

Дозы более 100 бэр, полученные в течение короткого периода времени, вероятно, вызовут острый лучевой синдром (ОЛС), возможно, приводящий к смерти в течение нескольких недель, если их не лечить. Обратите внимание, что величины, измеряемые в бэрах, не были предназначены для корреляции с симптомами ОЛС. Поглощенная доза , измеряемая в рад, является лучшим индикатором ОЛС. [3] : 592–593 

Бэр — это большая доза радиации, поэтому миллибэр ( мбэр ), который составляет одну тысячную часть бэра, часто используется для обозначения часто встречающихся доз, таких как количество радиации, получаемое от медицинских рентгеновских лучей и фоновых источников.

Использование

Бэр и миллибэр являются единицами СГС, наиболее широко используемыми среди населения, промышленности и правительства США. [4] Однако единица СИ зиверт (Зв) является обычной единицей за пределами Соединенных Штатов и все чаще встречается в США в академической, научной и инженерной среде, и в настоящее время фактически заменила бэр. [5]

Традиционные единицы измерения мощности дозы — мбэр/ч. Нормативные пределы и хронические дозы часто указываются в единицах мбэр/год или бэр/год, где подразумевается, что они представляют собой общее количество радиации, разрешенное (или полученное) за весь год. Во многих профессиональных сценариях почасовая мощность дозы может колебаться до уровней в тысячи раз выше в течение короткого периода времени, не нарушая годовых пределов общего облучения. Ежегодные преобразования в юлианский год следующие:

1 мбэр/ч = 8766 мбэр/год
0,1141 мбэр/ч = 1000 мбэр/год

Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) однажды приняла фиксированное преобразование для профессионального облучения, хотя оно не фигурировало в последних документах: [6]

8 ч = 1 день
40 ч = 1 неделя
50 недель = 1 год

Таким образом, для профессиональных воздействий того периода времени,

1 мбэр/ч = 2000 мбэр/год
0,5 мбэр/ч = 1000 мбэр/год

Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) настоятельно рекомендует американцам не выражать дозы в бэрах, предлагая использовать единицу СИ. [7] NIST рекомендует определять бэр по отношению к СИ в каждом документе, где используется эта единица. [8]

Влияние на здоровье

Ионизирующее излучение имеет детерминированные и стохастические эффекты на здоровье человека. Детерминированные эффекты, которые могут привести к острому лучевому синдрому, возникают только в случае высоких доз (> ~10 рад или > 0,1 Гр) и высоких мощностей доз (> ~10 рад/ч или > 0,1 Гр/ч). Модель детерминированного риска потребует других весовых коэффициентов (еще не установленных), чем те, которые используются при расчете эквивалентной и эффективной дозы. Чтобы избежать путаницы, детерминированные эффекты обычно сравниваются с поглощенной дозой в единицах рад, а не бэр. [9]

Стохастические эффекты — это те, которые происходят случайно, например, рак, вызванный радиацией . Консенсус ядерной промышленности, ядерных регуляторов и правительств заключается в том, что заболеваемость раком, вызванным ионизирующим излучением, можно смоделировать как линейно увеличивающуюся с эффективной дозой со скоростью 0,055% на бэр (5,5%/Зв). [10] Отдельные исследования, альтернативные модели и более ранние версии отраслевого консенсуса дали другие оценки риска, разбросанные вокруг этой консенсусной модели. Существует общее согласие, что риск намного выше для младенцев и плодов, чем для взрослых, выше для людей среднего возраста, чем для пожилых, и выше для женщин, чем для мужчин, хотя количественного консенсуса по этому поводу нет. [11] [12] Гораздо меньше данных и гораздо больше противоречий относительно возможности сердечных и тератогенных эффектов, а также моделирования внутренней дозы . [13]

МКРЗ рекомендует ограничить искусственное облучение населения в среднем 100 мбэр (1 мЗв) эффективной дозы в год, не включая медицинское и профессиональное облучение. [10] Для сравнения, уровень радиации внутри Капитолия США составляет 85 мбэр/год (0,85 мЗв/год), что близко к нормативному пределу из-за содержания урана в гранитной конструкции. [14] NRC устанавливает годовую общую эффективную дозу облучения всего тела, или общее облучение тела (TBR), разрешенную для работников радиационной сферы , в размере 5000 мбэр (5 бэр). [15] [16]

История

Понятие бэр впервые появилось в литературе в 1945 году [17] и получило свое первое определение в 1947 году. [18] Определение было уточнено в 1950 году как «та доза любого ионизирующего излучения, которая производит соответствующий биологический эффект, равный эффекту, производимому одним рентгеном высоковольтного рентгеновского излучения». [19] Используя данные, доступные в то время, бэр оценивался по-разному: 83, 93 или 95 эрг /грамм. [20] Наряду с введением рад в 1953 году МКРЗ решила продолжить использование бэр. Национальный комитет США по радиационной защите и измерениям отметил в 1954 году, что это фактически подразумевало увеличение величины бэр до соответствия рад (100 эрг/грамм). [21] МКРЗ ввела, а затем официально приняла бэр в 1962 году в качестве единицы эквивалентной дозы для измерения того, как различные типы излучения распределяют энергию в тканях, и начала рекомендовать значения относительной биологической эффективности (ОБЭ) для различных типов излучения. [22] На практике единица бэр использовалась для обозначения того, что коэффициент ОБЭ был применен к числу, которое изначально выражалось в радах или рентгенах.

Международный комитет мер и весов (CIPM) принял зиверт в 1980 году, но никогда не принимал использование бэра. NIST признает, что эта единица находится за пределами SI, но временно принимает ее использование в США вместе с SI. [8] Бэр по-прежнему широко используется в качестве отраслевого стандарта в США. [23] Комиссия по ядерному регулированию США по-прежнему разрешает использовать единицы кюри , рад и бэр наряду с единицами SI. [24]

Величины, связанные с радиацией

В следующей таблице приведены величины излучения в единицах СИ и вне системы СИ:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "RADInfo Glossary of Radiation Terms". EPA.gov . Агентство по охране окружающей среды США. 31 августа 2015 г. Получено 18 декабря 2016 г.
  2. ↑ Моррис, Джим; Хопкинс, Джейми Смит (11 декабря 2015 г.), «Первая линия обороны», Slate , получено 18 декабря 2016 г.
  3. ↑ Воздействие ядерного оружия , пересмотренное издание, Министерство обороны США, 1962 г.
  4. ^ Управление по воздуху и радиации; Управление по радиации и воздуху в помещениях (май 2007 г.). «Радиация: риски и реальность». Агентство по охране окружающей среды США. стр. 2. Получено 23 мая 2012 г. В Соединенных Штатах мы измеряем дозы радиации в единицах, называемых бэр. В метрической системе доза измеряется в единицах, называемых зивертами. Один зиверт равен 100 бэр.
  5. ^ Pradhan, AS (2007). «Эволюция дозиметрических величин Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ): влияние предстоящих рекомендаций». Журнал медицинской физики . 32 (3): 89–91. doi : 10.4103/0971-6203.35719 . ISSN  0971-6203. PMC 3000504. PMID 21157526  . 
  6. ^ Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите и Международной комиссии по радиологическим единицам (PDF) . Справочник Национального бюро стандартов. Том 47. Министерство торговли США. 1950. Получено 14 ноября 2012 г.
  7. ^ Томпсон, Эмблер; Тейлор, Барри Н. (2008). Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ) (ред. 2008 г.). Гейтерсберг, Мэриленд: Национальный институт стандартов и технологий . стр. 10. SP811. Архивировано из оригинала 16 мая 2008 г. Получено 28 ноября 2012 г.
  8. ^ ab Hebner, Robert E. (28 июля 1998 г.). "Метрическая система измерений: интерпретация Международной системы единиц для Соединенных Штатов" (PDF) . Федеральный регистр . 63 (144): 40339 . Получено 9 мая 2012 г. .
  9. ^ "§ 20.1004 Единицы дозы облучения". NRC Web . Получено 29 января 2024 г.
  10. ^ ab Icrp (2007). Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 года. Публикация МКРЗ 103. Том 37. ISBN 978-0-7020-3048-2. Получено 17 мая 2012 г. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  11. ^ Пек, Дональд Дж.; Самей, Эхсан. «Как понимать и сообщать о радиационном риске». Image Wisely . Получено 18 мая 2012 г.
  12. ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (2008). Эффекты ионизирующего излучения: доклад НКДАР ООН Генеральной Ассамблее за 2006 год с научными приложениями. Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. ISBN 978-92-1-142263-4. Получено 18 мая 2012 г.
  13. ^ Европейский комитет по радиационному риску (2010). Басби, Крис и др. (ред.). Рекомендации ECRR 2010 года: последствия для здоровья от воздействия низких доз ионизирующего излучения (PDF) (ред. регулирующих органов). Аберистуит: Green Audit. ISBN 978-1-897761-16-8. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2012 г. . Получено 18 мая 2012 г. .
  14. ^ Программа действий по восстановлению ранее используемых объектов. «Радиация в окружающей среде». Инженерный корпус армии США . Получено 10 сентября 2017 г.
  15. ^ "Информация для работников радиационной сферы". NRC Web . Получено 29 января 2024 г.
  16. ^ "Общее облучение тела » Радиационная онкология » Медицинский колледж » Университет Флориды" . Получено 29 января 2024 г. .
  17. ^ Cantrill, ST; HM Parker (5 января 1945 г.). «Доза толерантности». Аргоннская национальная лаборатория: Комиссия по атомной энергии США. Архивировано из оригинала 30 ноября 2012 г. Получено 14 мая 2012 г.
  18. ↑ Нуклеоника . 1 (2). 1947. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  19. ^ Паркер, Х. М. (1950). «Предполагаемые единицы дозы для смешанных излучений». Радиология . 54 (2): 257–262. doi :10.1148/54.2.257. PMID  15403708.
  20. ^ Андерсон, Элда Э. (март 1952 г.). «Единицы радиации и радиоактивности». Public Health Reports . 67 (3): 293–297. doi :10.2307/4588064. JSTOR  4588064. PMC 2030726. PMID  14900367 . 
  21. ^ Допустимые дозы от внешних источников радиации (PDF) . Справочник Национального бюро стандартов. Том 59. Министерство торговли США. 24 сентября 1954 г. стр. 31. Получено 14 ноября 2012 г.
  22. ^ Pradhan, AS (2007). «Эволюция дозиметрических величин Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ): влияние предстоящих рекомендаций». Журнал медицинской физики . 32 (3): 89–91. doi : 10.4103/0971-6203.35719 . ISSN  0971-6203. PMC 3000504. PMID 21157526  . 
  23. ↑ Справочник по радиационным эффектам , 2-е издание, 2002 г., Эндрю Холмс-Сидл и Лен Адамс
  24. ^ 10 CFR 20.1003. Комиссия по ядерному регулированию США. 2009.