stringtranslate.com

Зиверт

Зиверт (символ: Зв [примечание 1] ) — единица в Международной системе единиц (СИ), предназначенная для представления стохастического риска для здоровья от ионизирующего излучения , который определяется как вероятность возникновения рака, вызванного радиацией, и генетических повреждений. Зиверт важен в дозиметрии и радиационной защите . Он назван в честь Рольфа Максимилиана Зиверта , шведского медицинского физика, известного своими работами по измерению доз радиации и исследованиями биологических эффектов радиации.

Зиверт используется для дозовых величин радиации, таких как эквивалентная доза и эффективная доза , которые представляют риск внешнего облучения от источников вне тела, и ожидаемая доза , которая представляет риск внутреннего облучения из-за вдыхаемых или проглатываемых радиоактивных веществ. Согласно Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), один зиверт приводит к 5,5% вероятности развития в конечном итоге смертельного рака на основе спорной линейной беспороговой модели воздействия ионизирующего излучения. [1] [2]

Для расчета значения стохастического риска для здоровья в зивертах физическая величина поглощенной дозы преобразуется в эквивалентную дозу и эффективную дозу с применением коэффициентов для типа излучения и биологического контекста, опубликованных МКРЗ и Международной комиссией по радиационным единицам и измерениям (МКРИ). Один зиверт равен 100 бэр , что является более старой единицей измерения радиации в системе СГС .

Традиционно детерминированные эффекты для здоровья, вызванные острым повреждением тканей, которое наверняка произойдет, вызванным высокими мощностями дозы радиации, сравниваются с физической величиной поглощенной дозы, измеряемой единицей грей (Гр). [3]

Определение

Определение зиверта CIPM

Определение СИ, данное Международным комитетом мер и весов (МКМВ), гласит:

"Количественный эквивалент дозы H представляет собой произведение поглощенной дозы D ионизирующего излучения на безразмерный фактор Q (коэффициент качества), определяемый как функция линейной передачи энергии по МКРЕ "

Н = Q × D [4]

Значение Q не определено CIPM более подробно, но для его получения необходимо использовать соответствующие рекомендации ICRU.

CIPM также утверждает, что «во избежание любого риска путаницы между поглощенной дозой D и эквивалентной дозой H следует использовать специальные названия для соответствующих единиц, то есть название грей следует использовать вместо джоулей на килограмм для единицы поглощенной дозы D и название зиверт вместо джоулей на килограмм для единицы эквивалентной дозы H ». [4]

В итоге:

серый : величина D — поглощенная доза
1 Гр = 1 джоуль/килограмм — физическая величина. 1 Гр — это депонирование джоуля энергии излучения на килограмм вещества или ткани.
зиверт : количество H — эквивалентная доза
1 Зв = 1 джоуль/килограмм — биологический эффект. Зиверт представляет эквивалентный биологический эффект отложения джоуля энергии излучения в килограмме человеческой ткани. Отношение к поглощенной дозе обозначается Q.

МКРЗ определение зиверта

Определение зиверта, данное МКРЗ, следующее: [5]

«Зиверт — это специальное название единицы СИ для измерения эквивалентной дозы, эффективной дозы и рабочей дозы. Единица измерения — джоуль на килограмм».

Зиверт используется для ряда величин доз, которые описаны в этой статье и являются частью международной системы радиологической защиты, разработанной и определенной МКРЗ и МКРЕ.

Величина внешней дозы

Величины доз внешнего облучения, используемые в радиологической защите

Когда зиверт используется для представления стохастических эффектов внешнего ионизирующего излучения на ткани человека, полученные дозы радиации измеряются на практике радиометрическими приборами и дозиметрами и называются эксплуатационными величинами. Чтобы связать эти фактически полученные дозы с вероятными последствиями для здоровья, были разработаны защитные величины для прогнозирования вероятных последствий для здоровья с использованием результатов крупных эпидемиологических исследований. Следовательно, это потребовало создания ряда различных дозовых величин в рамках согласованной системы, разработанной ICRU совместно с ICRP.

Величины внешних доз и их соотношения показаны на прилагаемой диаграмме. ICRU в первую очередь отвечает за операционные величины доз, основанные на применении метрологии ионизирующего излучения, а ICRP в первую очередь отвечает за защитные величины, основанные на моделировании поглощения дозы и биологической чувствительности человеческого организма.

Соглашения об именовании

Величины дозы ICRU/ICRP имеют конкретные цели и значения, но некоторые используют общие слова в другом порядке. Может возникнуть путаница между, например, эквивалентной дозой и эквивалентом дозы .

Хотя определение CIPM гласит, что линейная функция передачи энергии (Q) ICRU используется при расчете биологического эффекта, ICRP в 1990 году [6] разработала «защитные» величины дозы, эффективную и эквивалентную дозу, которые рассчитываются с помощью более сложных вычислительных моделей и отличаются отсутствием фразы эквивалент дозы в своем названии. Только операционные величины дозы, которые все еще используют Q для расчета, сохраняют фразу эквивалент дозы . Однако существуют совместные предложения ICRU/ICRP по упрощению этой системы путем внесения изменений в определения операционной дозы для согласования с определениями защитных величин. Они были изложены на 3-м Международном симпозиуме по радиологической защите в октябре 2015 года, и если они будут реализованы, то наименование операционных величин станет более логичным за счет введения «дозы на хрусталик глаза» и «дозы на локальную кожу» в качестве эквивалентных доз . [7]

В США существуют дозовые величины с другими названиями, которые не входят в номенклатуру МКРЗ. [8]

Физические величины

Это непосредственно измеряемые физические величины, в которых не учтены биологические эффекты. Плотность потока излучения — это число частиц излучения, падающих на единицу площади за единицу времени, керма — это ионизирующее воздействие гамма-лучей и рентгеновских лучей на воздух , используемое для калибровки приборов, а поглощенная доза — это количество энергии излучения, отложенной на единицу массы в рассматриваемом веществе или ткани.

Эксплуатационные объемы

Операционные величины измеряются на практике и являются средствами прямого измерения поглощения дозы вследствие воздействия или прогнозирования поглощения дозы в измеряемой среде. Таким образом, они используются для практического контроля дозы, предоставляя оценку или верхний предел для значения защитных величин, связанных с воздействием. Они также используются в практических правилах и руководствах. [9]

Калибровка индивидуальных и площадных дозиметров в фотонных полях выполняется путем измерения столкновения "воздушная керма свободная в воздухе" в условиях вторичного электронного равновесия. Затем соответствующая рабочая величина выводится с применением коэффициента преобразования, который связывает воздушную керму с соответствующей рабочей величиной. Коэффициенты преобразования для фотонного излучения публикуются ICRU. [10]

Простые (неантропоморфные) «фантомы» используются для связи рабочих величин с измеренным излучением в свободном воздухе. Фантом сферы ICRU основан на определении 4-элементного тканеэквивалентного материала ICRU, который на самом деле не существует и не может быть изготовлен. [11] Сфера ICRU представляет собой теоретическую «тканеэквивалентную» сферу диаметром 30 см, состоящую из материала с плотностью 1 г·см −3 и массовым составом 76,2% кислорода, 11,1% углерода, 10,1% водорода и 2,6% азота. Этот материал указан как наиболее близко приближающий человеческую ткань по своим поглощающим свойствам. Согласно ICRP, «сферический фантом» ICRU в большинстве случаев адекватно приближает человеческое тело в отношении рассеивания и ослабления рассматриваемых полей проникающего излучения. [12] Таким образом, излучение определенного потока энергии будет иметь примерно такое же энерговыделение внутри сферы, как и в эквивалентной массе человеческой ткани. [13]

Чтобы учесть обратное рассеяние и поглощение человеческого тела, «фантом плиты» используется для представления человеческого торса для практической калибровки дозиметров всего тела. Фантом плиты имеет размеры 300 мм × 300 мм × 150 мм глубины для представления человеческого торса. [13]

Совместные предложения МКРЕ/МКРЗ, изложенные на 3-м Международном симпозиуме по радиологической защите в октябре 2015 года, по изменению определения рабочих величин не изменят нынешнее использование калибровочных фантомов или эталонных полей излучения. [7]

Защитные величины

Величины защиты являются расчетными моделями и используются в качестве «предельных величин» для указания пределов воздействия, чтобы гарантировать, по словам МКРЗ, «что возникновение стохастических последствий для здоровья удерживается ниже неприемлемых уровней и что реакции тканей избегаются». [14] [15] [13] Эти величины не могут быть измерены на практике, но их значения выводятся с использованием моделей внешней дозы для внутренних органов человека с использованием антропоморфных фантомов . Это трехмерные вычислительные модели тела, которые учитывают ряд сложных эффектов, таких как самоэкранирование тела и внутреннее рассеяние радиации. Расчет начинается с поглощенной органом дозы, а затем применяются весовые коэффициенты радиации и тканей. [16]

Поскольку защитные величины практически невозможно измерить, необходимо использовать рабочие величины, чтобы связать их с практическими показаниями приборов радиационного контроля и дозиметров. [17]

Реакция приборов и дозиметрии

Это фактические показания, полученные, например, от гамма- монитора амбиентной дозы или персонального дозиметра . Такие приборы калибруются с использованием методов радиационной метрологии, которые прослеживают их до национального радиационного стандарта и, таким образом, связывают их с рабочей величиной. Показания приборов и дозиметров используются для предотвращения поглощения чрезмерной дозы и для предоставления записей о поглощении дозы в целях соблюдения законодательства по радиационной безопасности; например, в Великобритании , Положения об ионизирующих излучениях 1999 года .

Расчет величины защитной дозы

График, показывающий соотношение величин «защитной дозы» в единицах СИ

Зиверт используется в защите от внешнего облучения для измерения эквивалентной дозы (эффект внешнего источника облучения всего тела в однородном поле) и эффективной дозы (которая зависит от облучаемых частей тела).

Эти величины дозы представляют собой средневзвешенные значения поглощенной дозы, предназначенные для представления стохастических последствий воздействия радиации на здоровье, а использование зиверта подразумевает, что к измерению или расчету поглощенной дозы (выраженной в греях) были применены соответствующие весовые коэффициенты . [1]

Расчет МКРЗ предусматривает два весовых коэффициента, позволяющих рассчитать величины защиты.

 1. Коэффициент излучения W R , характерный для типа излучения R , используется при расчете эквивалентной дозы H T , которая может быть рассчитана для всего тела или для отдельных органов.
 2. Весовой коэффициент ткани W T , который специфичен для облучаемой ткани типа T. Он используется вместе с W R для расчета доз облучения органов, способствующих получению эффективной дозы E при неравномерном облучении.

Когда все тело облучается равномерно, используется только весовой коэффициент излучения W R , а эффективная доза равна эквивалентной дозе для всего тела. Но если облучение тела частичное или неравномерное, то для расчета дозы для каждого органа или ткани используется тканевой фактор W T. Затем они суммируются для получения эффективной дозы. В случае равномерного облучения человеческого тела они суммируются до 1, но в случае частичного или неравномерного облучения они будут суммироваться до более низкого значения в зависимости от затронутых органов; отражая более низкий общий эффект для здоровья. Процесс расчета показан на прилагаемой диаграмме. Этот подход вычисляет вклад биологического риска для всего тела, принимая во внимание полное или частичное облучение, а также тип или типы излучения.

Значения этих весовых коэффициентов консервативно выбраны так, чтобы они были больше, чем основная часть экспериментальных значений, наблюдаемых для наиболее чувствительных типов клеток, на основе средних значений, полученных для человеческой популяции.

Весовой коэффициент типа излученияВтР

Поскольку различные типы излучения оказывают разное биологическое воздействие на одну и ту же выделенную энергию, корректирующий весовой коэффициент излучения W R , который зависит от типа излучения и целевой ткани, применяется для преобразования поглощенной дозы, измеренной в единице грей, для определения эквивалентной дозы. Результату присваивается единица зиверт.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения поглощенной энергии, усредненной по массе по интересующему органу или ткани, на весовой коэффициент излучения, соответствующий типу и энергии излучения. Чтобы получить эквивалентную дозу для смеси типов излучения и энергий, берется сумма по всем типам дозы энергии излучения. [1]

где

H T — эквивалентная доза, поглощенная тканью T ,
D T , R - поглощенная доза в ткани T от типа излучения R и
W R — весовой коэффициент излучения, определяемый нормативными актами.

Так, например, поглощенная доза 1 Гр от альфа-частиц приведет к эквивалентной дозе 20 Зв.

Весовой коэффициент излучения для нейтронов со временем пересматривался и остается спорным.

Это может показаться парадоксом. Это подразумевает, что энергия поля падающего излучения в джоулях увеличилась в 20 раз, тем самым нарушая законы сохранения энергии . Однако это не так. Зиверт используется только для того, чтобы передать тот факт, что грей поглощенных альфа-частиц вызовет в двадцать раз больший биологический эффект, чем грей поглощенных рентгеновских лучей. Именно этот биологический компонент выражается при использовании зивертов, а не фактическая энергия, доставленная падающим поглощенным излучением.

Весовой коэффициент типа тканиВтТ

Вторым весовым коэффициентом является тканевой фактор W T , но он используется только в случае неравномерного облучения тела. Если тело подверглось равномерному облучению, эффективная доза равна эквивалентной дозе всего тела, и используется только весовой коэффициент излучения W R . Но если облучение тела частичное или неравномерное, расчет должен учитывать полученные дозы отдельных органов, поскольку чувствительность каждого органа к облучению зависит от типа их ткани. Эта суммированная доза только от этих органов дает эффективную дозу для всего тела. Весовой коэффициент ткани используется для расчета вкладов этих отдельных органов в дозу.

Значения МКРЗ для W T приведены в таблице, представленной здесь.

Статья об эффективной дозе дает метод расчета. Поглощенная доза сначала корректируется для типа излучения, чтобы получить эквивалентную дозу, а затем корректируется для ткани, получающей излучение. Некоторые ткани, такие как костный мозг, особенно чувствительны к излучению, поэтому им присваивается весовой коэффициент, который непропорционально велик по отношению к той доле массы тела, которую они представляют. Другие ткани, такие как твердая поверхность кости, особенно нечувствительны к излучению и им присваивается непропорционально низкий весовой коэффициент.

Подводя итог, можно сказать, что сумма доз, взвешенных по тканям, для каждого облученного органа или ткани тела составляет эффективную дозу для тела. Использование эффективной дозы позволяет сравнивать общую полученную дозу независимо от степени облучения тела.

Эксплуатационные объемы

Операционные величины используются в практических приложениях для мониторинга и исследования ситуаций внешнего облучения. Они определены для практических операционных измерений и оценки доз в организме. [5] Были разработаны три внешние операционные величины дозы для связи операционных дозиметрических и инструментальных измерений с расчетными защитными величинами. Также были разработаны два фантома, фантомы ICRU "slab" и "sphere", которые связывают эти величины с величинами падающего излучения с использованием расчета Q(L).

Эквивалент дозы облучения окружающей среды

Это используется для мониторинга области проникающей радиации и обычно выражается как величина H *(10). Это означает, что излучение эквивалентно тому, что обнаружено на расстоянии 10 мм внутри фантома сферы ICRU в направлении происхождения поля. [20] Примером проникающей радиации являются гамма-лучи .

Эквивалент направленной дозы

Это используется для мониторинга слабопроникающей радиации и обычно выражается как величина H' (0,07). Это означает, что излучение эквивалентно тому, что обнаружено на глубине 0,07 мм в сферическом фантоме ICRU. [21] Примерами слабопроникающей радиации являются альфа-частицы, бета-частицы и низкоэнергетические фотоны. Эта величина дозы используется для определения эквивалентной дозы, например, для кожи, хрусталика глаза. [22] В практике радиологической защиты значение омеги обычно не указывается, поскольку доза обычно максимальна в интересующей точке.

Эквивалент индивидуальной дозы

Это используется для индивидуального дозиметрического контроля, например, с помощью персонального дозиметра, надеваемого на тело. Рекомендуемая глубина для оценки составляет 10 мм, что дает величину H p (10). [23]

Предложения по изменению определения величин защитной дозы

Для упрощения методов расчета рабочих величин и содействия пониманию величин защиты от радиационной дозы Комитет 2 МКРЗ и Комитет 26 по отчетам МКРЕ в 2010 году начали изучение различных методов достижения этой цели с помощью дозовых коэффициентов, связанных с эффективной дозой или поглощенной дозой.

Конкретно;

1. Для зонального мониторинга эффективной дозы всего тела это будет:

H = Φ × коэффициент преобразования

Причиной этого является то, что H ∗ (10) не является разумной оценкой эффективной дозы из-за фотонов высокой энергии из-за расширения типов частиц и диапазонов энергий, которые должны рассматриваться в отчете МКРЗ 116. Это изменение устранит необходимость в сфере МКРЗ и введет новую величину, называемую E max .

2. Для индивидуального мониторинга, чтобы измерить детерминированные эффекты на хрусталик глаза и кожу, это будет:

D = Φ × коэффициент преобразования поглощенной дозы.

Движущей силой этого является необходимость измерения детерминированного эффекта, который, как предполагается, более уместен, чем стохастический эффект. Это позволило бы рассчитать эквивалентные величины дозы H lens и H skin .

Это устранит необходимость в ICRU Sphere и функции QL. Любые изменения заменят отчет ICRU 51 и часть отчета 57. [7]

Окончательный проект отчета был выпущен в июле 2017 года ICRU/ICRP для консультаций. [24]

Величина внутренней дозы

Зиверт используется для внутренних дозовых величин человека при расчете подтвержденной дозы . Это доза от радионуклидов, которые были проглочены или вдохнуты в организм человека и, таким образом, «обязаны» облучать организм в течение определенного периода времени. Применяются концепции расчета защитных величин, описанные для внешнего облучения, но поскольку источник облучения находится внутри тканей тела, расчет поглощенной дозы органа использует другие коэффициенты и механизмы облучения.

МКРЗ определяет гарантированную эффективную дозу, E( t ) как сумму произведений гарантированных эквивалентных доз органов или тканей и соответствующих весовых коэффициентов тканей W T , где t — время интеграции в годах после приема. Период гарантирования принимается равным 50 годам для взрослых и 70 годам для детей. [5]

МКРЗ далее заявляет: «Для внутреннего облучения ожидаемые эффективные дозы обычно определяются на основе оценки поступления радионуклидов из измерений биопроб или других величин (например, активности, сохраняющейся в организме или в ежедневных выделениях). Доза облучения определяется на основе поступления с использованием рекомендуемых дозовых коэффициентов». [25]

Ожидаемая доза от внутреннего источника должна нести такой же эффективный риск, как и эквивалентная доза того же размера, равномерно примененная ко всему телу от внешнего источника, или эффективная доза того же размера, примененная к части тела.

Влияние на здоровье

Ионизирующее излучение имеет детерминированные и стохастические эффекты на здоровье человека. Детерминированные (острый тканевой эффект) события происходят с определенностью, и возникающие в результате этого состояния здоровья возникают у каждого человека, получившего одну и ту же высокую дозу. Стохастические (индукция рака и генетические) события по своей сути случайны , при этом большинство людей в группе никогда не проявляют никаких причинно-следственных негативных последствий для здоровья после воздействия, в то время как недетерминированное случайное меньшинство проявляет, часто с результирующими тонкими негативными последствиями для здоровья, которые можно наблюдать только после крупных подробных эпидемиологических исследований.

Использование зиверта подразумевает, что рассматриваются только стохастические эффекты, и во избежание путаницы детерминированные эффекты традиционно сравниваются со значениями поглощенной дозы, выраженными в единице СИ грей (Гр).

Стохастические эффекты

Стохастические эффекты — это те, которые происходят случайно, например, рак, вызванный радиацией . Консенсус ядерных регуляторов, правительств и НКДАР заключается в том, что заболеваемость раком из-за ионизирующего излучения можно смоделировать как линейно увеличивающуюся с эффективной дозой со скоростью 5,5% на зиверт. [1] Это известно как линейная беспороговая модель (модель LNT). Некоторые утверждают, что эта модель LNT теперь устарела и должна быть заменена порогом, ниже которого естественные клеточные процессы организма восстанавливают повреждения и/или заменяют поврежденные клетки. [26] [27] 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. [28] [29]

Детерминированные эффекты

Это график, иллюстрирующий влияние фракционирования дозы на способность гамма-лучей вызывать гибель клеток. Синяя линия — для клеток, которым не дали возможности восстановиться; облучение было доставлено за один сеанс. Красная линия — для клеток, которым дали постоять некоторое время и восстановиться с паузой в подаче, придающей радиорезистентность .

Детерминированные (острое повреждение тканей) эффекты, которые могут привести к острому лучевому синдрому, возникают только в случае острых высоких доз (≳ 0,1 Гр) и высоких мощностей доз (≳ 0,1 Гр/ч) и обычно измеряются не с использованием единицы зиверт, а с использованием единицы грей (Гр). Модель детерминированного риска потребует иных весовых коэффициентов (еще не установленных), чем те, которые используются при расчете эквивалентной и эффективной дозы.

Пределы доз МКРЗ

МКРЗ рекомендует ряд пределов для поглощения дозы в таблице 8 отчета 103. Эти пределы являются «ситуационными», для планируемых, аварийных и существующих ситуаций. В рамках этих ситуаций пределы даны для следующих групп: [30]

Для профессионального облучения предел составляет 50 мЗв в течение одного года с максимальной дозой 100 мЗв в течение последовательных пяти лет, а для населения в среднем 1 мЗв (0,001 Зв) эффективной дозы в год, не включая медицинское и профессиональное облучение. [1]

Для сравнения, естественные уровни радиации внутри Капитолия Соединенных Штатов таковы, что человеческое тело получит дополнительную дозу 0,85 мЗв/год, что близко к нормативному пределу, из-за содержания урана в гранитной конструкции. [31] Согласно консервативной модели МКРЗ, тот, кто провел 20 лет внутри здания Капитолия, имел бы дополнительный один шанс из тысячи заболеть раком, сверх любого другого существующего риска (рассчитывается как: 20 лет · 0,85 мЗв/год · 0,001 Зв/мЗв · 5,5%/Зв ≈ 0,1%). Однако этот «существующий риск» намного выше; среднестатистический американец имел бы 10% шанс заболеть раком в течение того же 20-летнего периода, даже без какого-либо воздействия искусственной радиации (см. естественную эпидемиологию рака и показатели заболеваемости раком ).

Примеры доз

Таблица доз Министерства энергетики США 2010 года в зивертах для различных ситуаций и применений [32]
Различные дозы радиации в зивертах, от незначительных до смертельных, выраженные в виде сравнительных площадей
Сравнение доз радиации – включает количество, обнаруженное во время полета от Земли до Марса с помощью RAD на MSL (2011–2013). [33] [34] [35] [36]

Значительные дозы радиации нечасто встречаются в повседневной жизни. Следующие примеры могут помочь проиллюстрировать относительные величины; они предназначены только для примеров, а не для полного списка возможных доз радиации. «Острая доза» — это доза, которая происходит в течение короткого и конечного периода времени, в то время как «хроническая доза» — это доза, которая продолжается в течение длительного периода времени, поэтому ее лучше описать мощностью дозы.

Примеры доз

Примеры мощности дозы

Все преобразования между часами и годами предполагают постоянное присутствие в устойчивом поле, игнорируя известные колебания, прерывистое воздействие и радиоактивный распад . Преобразованные значения показаны в скобках. "/a" означает "per annum", что означает за год. "/h" означает "per hour".

Примечания к примерам:

  1. ^ abcd Приведенные цифры в основном определяются ожидаемой дозой , которая постепенно перешла в эффективную дозу в течение длительного периода времени. Поэтому истинная острая доза должна быть ниже, но стандартная практика дозиметрии заключается в учете ожидаемых доз как острых в год поступления радиоизотопов в организм.
  2. ^ Мощность дозы, получаемой экипажами воздушных судов, во многом зависит от весовых коэффициентов излучения, выбранных для протонов и нейтронов, которые со временем менялись и остаются спорными.
  3. ^ ab Указанные цифры не включают любую ожидаемую дозу от радиоизотопов, попавших в организм. Поэтому общая доза облучения будет выше, если не использовать респираторную защиту.

История

Зиверт берет свое начало от эквивалента рентгена человека (бэр), который был получен из единиц СГС . Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (МКЕИ) в 1970-х годах продвигала переход к когерентным единицам СИ [78] и объявила в 1976 году, что она планирует сформулировать подходящую единицу для эквивалентной дозы [79] . МКРЗ опередила МКЕИ, введя зиверт в 1977 году [80].

Зиверт был принят Международным комитетом мер и весов (МКМВ) в 1980 году, через пять лет после принятия грея. Затем МКМВ выпустил разъяснение в 1984 году, рекомендовав, когда следует использовать зиверт вместо грея. Это разъяснение было обновлено в 2002 году, чтобы приблизить его к определению эквивалентной дозы МКРЗ, которое изменилось в 1990 году. В частности, МКРЗ ввела эквивалентную дозу, переименовала коэффициент качества (Q) в весовой коэффициент излучения (W R ) и исключила еще один весовой коэффициент «N» в 1990 году. В 2002 году МКМВ аналогичным образом исключил весовой коэффициент «N» из своего объяснения, но в остальном сохранил другую старую терминологию и символы. Это объяснение появляется только в приложении к брошюре СИ и не является частью определения зиверта. [81]

Распространенное использование системы СИ

Зиверт назван в честь Рольфа Максимилиана Зиверта . Как и каждая единица СИ , названная в честь человека, ее символ начинается с заглавной буквы (Зв), но при написании полностью он следует правилам написания заглавных букв нарицательных существительных ; то есть зиверт пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, но в остальном пишется строчной буквой.

Часто используемые префиксы СИ — миллизиверт (1 мЗв = 0,001 Зв) и микрозиверт (1 мкЗв = 0,000 001 Зв), а общепринятые единицы для показаний производной по времени или «мощности дозы» на приборах и предупреждениях для радиологической защиты — мкЗв/ч и мЗв/ч. Нормативные пределы и хронические дозы часто указываются в единицах мЗв/год или Зв/год, где они понимаются как среднее значение 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. Преобразование из часов в годы различается из-за високосных лет и графиков облучения, но приблизительные преобразования таковы:

1 мЗв/ч = 8,766 Зв/год
114,1 мкЗв/ч = 1 Зв/год

Перевод из почасовых ставок в годовые ставки еще больше осложняется сезонными колебаниями естественной радиации, распадом искусственных источников и прерывистой близостью людей к источникам. МКРЗ когда-то приняла фиксированный перевод для профессионального облучения, хотя в последних документах он не фигурировал: [82]

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

Таким образом, для профессиональных воздействий того периода времени,

1 мЗв/ч = 2 Зв/год
500 мкЗв/ч = 1 Зв/год

Величины ионизирующего излучения

График, показывающий взаимосвязь между радиоактивностью и обнаруженным ионизирующим излучением.

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

Хотя Комиссия по ядерному регулированию США разрешает использовать единицы кюри , рад и бэр наряду с единицами СИ, [83] директивы Европейского союза о европейских единицах измерения требуют, чтобы их использование в «целях общественного здравоохранения...» было прекращено к 31 декабря 1985 года. [84]

Эквивалентность Rem

Более старая единица измерения эквивалента дозы — бэр , [85] до сих пор часто используемая в Соединенных Штатах. Один зиверт равен 100 бэр:

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Обратите внимание, что существуют две единицы, не входящие в систему СИ, которые используют одну и ту же аббревиатуру Sv: sverdrup и svedberg .

Ссылки

  1. ^ abcdefg МКРЗ (2007). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 года». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). ISBN 978-0-7020-3048-2. Получено 17 мая 2012 г.
  2. ^ Основываясь на линейной беспороговой модели, МКРЗ утверждает: «В диапазоне низких доз, ниже примерно 100 мЗв, научно обоснованно предположить, что заболеваемость раком или наследственными эффектами будет расти прямо пропорционально увеличению эквивалентной дозы в соответствующих органах и тканях». Публикация МКРЗ 103, параграф 64.
  3. ^ Отчет МКРЗ 103, параграфы 104 и 105.
  4. ^ ab CIPM, 2002: Рекомендация 2, BIPM, 2000
  5. ^ abc Публикация МКРЗ 103 - Глоссарий.
  6. ^ Публикация МКРЗ 60, опубликованная в 1991 г.
  7. ^ abc "Operational Quantities and new approach by ICRU" – Акира Эндо. 3-й Международный симпозиум по системе радиологической защиты, Сеул, Корея – 20–22 октября 2015 г. [1]
  8. ^ «Запутанный мир дозиметрии радиации» - М.А. Бойд, Агентство по охране окружающей среды США, 2009 г. Отчет о хронологических различиях между системами дозиметрии США и МКРЗ.
  9. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф B147
  10. ^ Измерение H * (10) и Hp (10) в смешанных полях электронов и фотонов высоких энергий. Э. Гарджиони, Л. Бюрманн и Х.-М. Kramer Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), D-38116 Брауншвейг, Германия
  11. ^ «Операционные величины внешнего радиационного облучения, фактические недостатки и альтернативные варианты», G. Dietze, DT Bartlett, NE Hertel, представлено на IRPA 2012, Глазго, Шотландия. Май 2012 г.
  12. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф B159
  13. ^ abc Калибровка приборов контроля радиационной защиты (PDF) , Серия отчетов по безопасности 16, МАГАТЭ, 2000, ISBN 978-92-0-100100-9, В 1991 году Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) [7] рекомендовала пересмотренную систему ограничения доз, включая спецификацию первичных предельных величин для целей радиационной защиты. Эти защитные величины по сути неизмеримы
  14. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф 112
  15. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф B50
  16. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф B64
  17. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф B146
  18. ^ UNSCEAR-2008 Приложение A, страница 40, таблица A1, получено 20 июля 2011 г.
  19. ^ МКРЗ (1991). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 1990 г.: Величины, используемые в радиологической защите». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 60. 21 (1–3): 8. Bibcode :1991JRP....11..199V. doi :10.1016/0146-6453(91)90066-P. ISBN 978-0-08-041144-6.
  20. ^ Отчет МКРЗ 103 параграфы B163 - B164
  21. ^ Отчет МКРЗ 103 параграфы B165- B167
  22. ^ Маттссон, Сорен; Содерберг, Маркус (2013), «Величины и единицы дозы для радиационной защиты» (PDF) , Радиационная защита в ядерной медицине , Springer Verlag, doi : 10.1007/978-3-642-31167-3, ISBN 978-3-642-31166-6
  23. ^ Отчет МКРЗ 103 параграфы B168 - B170
  24. ^ "Проект МКРЗ "Операционные величины внешнего облучения"" (PDF) .
  25. ^ Публикация МКРЗ 103 - Параграф 144.
  26. ^ Тубиана, Морис (2005). «Зависимость доза-эффект и оценка канцерогенных эффектов низких доз ионизирующего излучения: совместный отчет Академии наук (Париж) и Национальной медицинской академии». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 63 (2). Elsevier BV: 317–319. doi : 10.1016/j.ijrobp.2005.06.013 . ISSN  0360-3016. PMID  16168825.
  27. ^ Эллисон, Уэйд (2015). Ядерная энергия для жизни: культурная революция . Эйлсбери: Wade Allison Publishing. ISBN 978-0-9562756-4-6. OCLC  945569856.
  28. ^ Пек, Дональд Дж.; Самей, Эхсан. «Как понимать и сообщать о радиационном риске». Image Wisely. Архивировано из оригинала 8 декабря 2010 г. Получено 18 мая 2012 г.
  29. ^ 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.
  30. ^ МКРЗ. «Отчет 103»: Таблица 8, раздел 6.5. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  31. ^ Программа действий по восстановлению бывших в употреблении объектов. «Радиация в окружающей среде» (PDF) . Инженерный корпус армии США. Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2012 года . Получено 18 мая 2012 года .
  32. ^ ab "Диапазоны доз ионизирующего излучения (таблицы Бэр и Зиверт)" (PDF) . Министерство энергетики США . Июнь 2010 . Получено 28 мая 2018 .
  33. ^ ab Kerr, RA (31 мая 2013 г.). «Радиация сделает путешествие астронавтов на Марс еще более рискованным». Science . 340 (6136): 1031. Bibcode :2013Sci...340.1031K. doi :10.1126/science.340.6136.1031. ISSN  0036-8075. PMID  23723213.
  34. ^ Zeitlin, C.; et al. (31 мая 2013 г.). «Измерения излучения энергичных частиц при транзите на Марс в Марсианской научной лаборатории». Science . 340 (6136): 1080–1084. Bibcode :2013Sci...340.1080Z. doi :10.1126/science.1235989. ISSN  0036-8075. PMID  23723233. S2CID  604569.
  35. ^ Чанг, Кеннет (30 мая 2013 г.). «Данные указывают на риск радиации для путешественников на Марс». The New York Times . Получено 31 мая 2013 г.
  36. ^ Джеллинг, Кристи (29 июня 2013 г.). «Марсианская экспедиция принесет большую дозу радиации; прибор Curiosity подтверждает ожидание значительных облучений». Science News . 183 (13): 8. doi :10.1002/scin.5591831304 . Получено 8 июля 2013 г.
  37. ^ Список рассылки RadSafe: исходная публикация и последующая ветка. Обсуждается FGR11.
  38. ^ Американский национальный институт стандартов (2009). Радиационная безопасность для систем досмотра персонала с использованием рентгеновского или гамма-излучения (PDF) . ANSI/HPS N43.17 . Получено 31 мая 2012 г.
  39. ^ Харт, Д.; Уолл, Б.Ф. (2002). Радиационное облучение населения Великобритании при медицинских и стоматологических рентгеновских обследованиях (PDF) . Национальный совет по радиологической защите. стр. 9. ISBN 0-85951-468-4. Получено 18 мая 2012 г.
  40. ^ "Что произошло и что не произошло в аварии на TMI-2". Американское ядерное общество . Архивировано из оригинала 30 октября 2004 года . Получено 28 декабря 2018 года .
  41. ^ Хендрик, Р. Эдвард (октябрь 2010 г.). «Дозы облучения и риски рака при исследованиях визуализации молочной железы». Радиология . 257 (1): 246–253. doi :10.1148/radiol.10100570. PMID  20736332.
  42. ^ "NRC: 10 CFR 20.1301 Пределы доз для отдельных лиц из населения". NRC . Получено 7 февраля 2014 г. .
  43. ^ Граевски, Барбара; Уотерс, Марта А.; Уилан, Элизабет А.; Блум, Томас Ф. (2002). «Оценка дозы облучения для эпидемиологических исследований бортпроводников». Американский журнал промышленной медицины . 41 (1): 27–37. doi :10.1002/ajim.10018. ISSN  0271-3586. PMID  11757053.
  44. ^ Уолл, Б. Ф.; Харт, Д. (1997). «Пересмотренные дозы облучения для типичных рентгеновских исследований». Британский журнал радиологии . 70 (833): 437–439. doi :10.1259/bjr.70.833.9227222. PMID  9227222.(5000 измерений доз облучения пациентов из 375 больниц)
  45. ^ Бреннер, Дэвид Дж.; Холл, Эрик Дж. (2007). «Компьютерная томография — растущий источник радиационного облучения». New England Journal of Medicine . 357 (22): 2277–2284. doi :10.1056/NEJMra072149. PMID  18046031. S2CID  2760372.
  46. ^ Ван Унник, JG; Броерс, Джей Джей; Гелейнс, Дж.; Янсен, Дж. Т.; Зотелиф, Дж.; Цвирс, Д. (1997). «Обзор методов КТ и поглощенной дозы в различных голландских больницах». Британский журнал радиологии . 70 (832): 367–71. дои : 10.1259/bjr.70.832.9166072. ПМИД  9166072.(3000 обследований из 18 больниц)
  47. ^ ab "NRC: 10 CFR 20.1201 Пределы профессиональной дозы для взрослых". NRC . Получено 7 февраля 2014 г. .
  48. ^ Хосода, Масахиро; Токонами, Синдзи; Соримачи, Ацуюки; Монзен, Сатору; Осанай, Минору; Ямада, Масатоши; Касивакура, Икуо; Акиба, Суминори (2011). «Изменение мощности дозы во времени, искусственно увеличенное ядерным кризисом на Фукусиме». Научные отчеты . 1 : 87. Бибкод :2011NatSR...1E..87H. дои : 10.1038/srep00087. ПМК 3216573 . ПМИД  22355606. 
  49. ^ "F. Типичные источники радиационного облучения". Национальный институт здравоохранения . Архивировано из оригинала 13 июня 2013 года . Получено 20 июня 2019 года .
  50. ^ "Риск облучения при рентгенологических и КТ-исследованиях - таблица дозировок". 26 апреля 2012 г. Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 г. Получено 15 апреля 2019 г.
  51. ^ Chen, WL; Luan, YC; Shieh, MC; Chen, ST; Kung, HT; Soong, KL; Yeh, YC; Chou, TS; Mong, SH; Wu, JT; Sun, CP; Deng, WP; Wu, MF; Shen, ML (25 августа 2006 г.). «Влияние воздействия кобальта-60 на здоровье жителей Тайваня предлагает новый подход, необходимый в радиационной защите». Dose-Response . 5 (1): 63–75. doi :10.2203/dose-response.06-105.Chen. PMC 2477708 . PMID  18648557. 
  52. ^ Американское ядерное общество (март 2012 г.). «Приложение Б» (PDF) . В Кляйне, Дейл; Коррадини, Майкл (ред.). Фукусима-дайити: доклад комитета ANS . Проверено 19 мая 2012 г.
  53. ^ "Смертельная доза (LD)". www.nrc.gov . Получено 12 февраля 2017 г. .
  54. ^ Веллерстайн, Алекс. "NUKEMAP". nuclearsecrecy.com . Алекс Веллерстайн . Получено 15 апреля 2021 г. .
  55. ^ Гласстоун, Долан (1962), Эффекты ядерного оружия, Агентство по поддержке атомной обороны, Министерство обороны, Глава VIII, Начальное ядерное излучение
  56. ^ аб Маклафлин, Томас П.; Монахан, Шин П.; Прувост, Норман Л.; Фролов Владимир Владимирович; Рязанов Борис Георгиевич; Свиридов, Виктор И. (май 2000 г.). Обзор аварий с критичностью (PDF) . Лос-Аламос, Нью-Мексико: Национальная лаборатория Лос-Аламоса. стр. 74–75. ЛА-13638 . Проверено 21 апреля 2010 г.
  57. ^ "Работник JCO скончался через 83 дня" . Получено 24 апреля 2016 г.
  58. ^ «Критическая катастрофа Сесила Келли: происхождение программы анализа тканей человека в Лос-Аламосе» (PDF) . Los Alamos Science . 23 : 250–251. 1995.
  59. ↑ Долгодворов, Владимир (ноябрь 2002 г.). "К-19, забытая подлодка" (на русском языке). trud.ru . Получено 2 июля 2015 г.
  60. ^ Мосс, Уильям; Экхардт, Роджер (1995). «Эксперименты по инъекциям плутония в организм человека» (PDF) . Los Alamos Science . Radiation Protection and the Human Radiation Experiments (23): 177–223 . Получено 13 ноября 2012 г. .
  61. ^ "Google Карты". Google Карты .
  62. ^ Введение в иммобилизацию ядерных отходов, второе издание (2-е изд.). Elsevier. 13 ноября 2018 г. ISBN 978-0-08-099392-8.
  63. ^ Бейли, Сьюзен (январь 2000 г.). "Воздействие радиации на членов экипажа — обзор" (PDF) . Nuclear News . Получено 19 мая 2012 г. .
  64. ^ «Самые радиоактивные места на Земле». 17 декабря 2014 г. Архивировано из оригинала 17 ноября 2021 г. – через YouTube.
  65. ^ Hendry, Jolyon H.; Simon, Steven L.; Wojcik, Andrzej; et al. (1 июня 2009 г.). «Воздействие на человека высокой естественной фоновой радиации: чему это может нас научить о рисках радиации?» (PDF) . Journal of Radiological Protection . 29 (2A): A29–A42. Bibcode :2009JRP....29...29H. doi :10.1088/0952-4746/29/2A/S03. PMC 4030667 . PMID  19454802. Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2013 г. . Получено 1 декабря 2012 г. . 
  66. ^ Чарльстон, LJ (7 июля 2019 г.). «Коготь Чернобыля: самая опасная вещь в зоне отчуждения». news.com.au . Получено 31 января 2021 г. .
  67. ^ "Приложение B". Источники и эффекты ионизирующего излучения . Том 1. Научный комитет ООН по действию атомной радиации , Организация Объединенных Наций. 2000. С. 121. Получено 11 ноября 2012 г.
  68. ^ Руководство по регулированию 8.38: Контроль доступа к зонам с высоким и очень высоким уровнем радиации на атомных электростанциях (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию США. 2006.
  69. ^ "Рассмотрение стратегий, отраслевого опыта, процессов и временных рамок для переработки облученного при термоядерном синтезе материала" (PDF) . UKAEA. стр. vi. Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2013 г. . Получено 5 марта 2013 г. . мощности дозы 2-20 мЗв/ч, типичные для компонентов, контактирующих с плазмой, после промежуточного хранения в течение до 100 лет
  70. ↑ Энергетические рынки: вызовы нового тысячелетия , 18-й Всемирный энергетический конгресс, Буэнос-Айрес, Аргентина, 21–25 октября 2001 г., Рисунок X, стр. 13.
  71. ^ Виднер, Томас (июнь 2009 г.). Проект заключительного отчета проекта по поиску и оценке исторических документов Лос-Аламоса (LAHDRA) (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Получено 12 ноября 2012 г.
  72. ^ Su, S. (август 2006 г.). TAD Source Term and Dose Rate Evaluation (PDF) . Bechtel Saic. стр. 19. 000-30R-GGDE-00100-000-00A . Получено 17 сентября 2021 г. .
  73. ^ "Высокие показатели радиации на реакторе № 2 Фукусимы усложняют работу роботизированного зонда". The Japan Times Online . 10 февраля 2017 г.
  74. ^ МакКарри, Джастин (3 февраля 2017 г.). «Уровень радиации на ядерном реакторе Фукусима самый высокий с момента расплавления в 2011 году». The Guardian – через theguardian.com.
  75. ^ Хруска, Джоэл (3 февраля 2017 г.). «Реактор № 2 Фукусимы гораздо более радиоактивен, чем предполагалось ранее». extremetech.com . Получено 31 января 2021 г. .
  76. ^ Дворски, Джордж (10 февраля 2018 г.). «Избыточная радиация внутри робота, очищающего Фукусиму от картофеля фри». Gizmodo.com . Получено 31 января 2021 г. .
  77. ^ Фифилд, Анна; Ода, Юки (8 февраля 2017 г.). «Японская атомная станция только что зафиксировала астрономический уровень радиации. Стоит ли нам беспокоиться?». The Washington Post . Токио . Получено 31 января 2021 г.
  78. ^ Wyckoff, HO (апрель 1977 г.). Круглый стол по единицам СИ: деятельность МКРЕ (PDF) . Международный конгресс Международной ассоциации по радиационной защите. Париж, Франция . Получено 18 мая 2012 г.
  79. ^ Wyckoff, HO; Allisy, A.; Lidén, K. (май 1976 г.). «Новые специальные названия единиц SI в области ионизирующих излучений» (PDF) . British Journal of Radiology . 49 (581): 476–477. doi :10.1259/0007-1285-49-581-476-b. ISSN  1748-880X. PMID  949584 . Получено 18 мая 2012 г. .
  80. ^ "Рекомендации МКРЗ". Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 26. 1 (3). 1977. Получено 17 мая 2012 .
  81. ^ Международная система единиц (PDF) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, декабрь 2022 г., ISBN 978-92-822-2272-0
  82. ^ 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.
  83. ^ 10 CFR 20.1004. Комиссия по ядерному регулированию США. 2009.
  84. ^ Совет Европейских Сообществ (21 декабря 1979 г.). «Директива Совета 80/181/ЕЭС от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354/ЕЭС» . Получено 19 мая 2012 г.
  85. ^ Управление по воздуху и радиации; Управление по радиации и воздуху в помещениях (май 2007 г.). «Радиация: риски и реальность» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. стр. 2. Получено 19 марта 2011 г.

Внешние ссылки