stringtranslate.com

Зиверт

Зиверт (обозначение: Зв [примечание 1] ) — это единица Международной системы единиц (СИ), предназначенная для обозначения стохастического риска для здоровья от ионизирующего излучения , который определяется как вероятность возникновения радиационно-индуцированного рака и генетического повреждения. Зиверт важен в дозиметрии и радиационной защите . Он назван в честь Рольфа Максимилиана Зиверта , шведского медицинского физика, известного работами по измерению доз радиации и исследованиями биологических эффектов радиации.

Зиверт используется для таких величин дозы радиации, как эквивалентная доза и эффективная доза , которые представляют собой риск внешнего облучения от источников вне тела, и ожидаемая доза , которая представляет собой риск внутреннего облучения из-за вдыхания или проглатывания радиоактивных веществ. По данным Международной комиссии по радиологической защите (ICRP), один зиверт приводит к 5,5% вероятности развития 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 путем применения коэффициентов типа радиации и биологического контекста, опубликованных МКРЗ и Международной комиссией по радиационным единицам и измерениям (ICRU). . Один зиверт равен 100 бэр , что является старой единицей радиации CGS .

Традиционно детерминированные последствия для здоровья, вызванные острым повреждением тканей, которое наверняка произойдет в результате высоких мощностей дозы радиации, сравниваются с физической величиной поглощенной дозы, измеряемой единицей грея (Гр). [3]

Определение

Определение зиверта CIPM

Определение SI, данное Международным комитетом мер и весов (CIPM), гласит:

«Величина эквивалента дозы H есть произведение поглощенной дозы D ионизирующего излучения на безразмерный коэффициент Q (коэффициент качества), определяемый как функция линейной передачи энергии ИКРЕ »

Н = Q × D [4]

Значение Q не определяется CIPM, но для определения этого значения требуется использование соответствующих рекомендаций ICRU.

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

В итоге:

серый : количество D – поглощенная доза
1 Гр = 1 джоуль/килограмм – физическая величина. 1 Гр — это вклад энергии излучения в джоуль на килограмм вещества или ткани.
зиверт : количество H – эквивалентная доза
1 Зв = 1 джоуль/килограмм – биологический эффект. Зиверт представляет собой эквивалент биологического эффекта от выделения джоуля радиационной энергии в килограмме человеческой ткани. Отношение к поглощенной дозе обозначается Q.

МКРЗ определение зиверта

Определение зиверта, данное МКРЗ: [5]

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

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

Величины внешней дозы

Величины доз внешнего облучения, используемые при радиологической защите

Когда зиверт используется для представления стохастического воздействия внешнего ионизирующего излучения на ткани человека, полученные дозы радиации измеряются на практике радиометрическими приборами и дозиметрами и называются оперативными 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 доз в рамках согласованной системы, разработанной ICRU в сотрудничестве с ICRP.

Величины внешних доз и их взаимосвязи показаны на прилагаемой диаграмме. ICRU несет основную ответственность за величины эксплуатационных доз, основанные на применении метрологии ионизирующего излучения, а ICRP несет основную ответственность за величины защиты, основанные на моделировании поглощения дозы и биологической чувствительности человеческого организма.

Соглашения об именах

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

Хотя в определении CIPM говорится, что при расчете биологического эффекта используется линейная функция передачи энергии (Q) ICRU, ICRP в 1990 году [6] разработал величины «защитной» дозы, эффективную и эквивалентную дозу, которые рассчитываются на основе более сложных вычислительных вычислений. модели и отличаются отсутствием в названии фразы «эквивалентная доза» . Только величины рабочей дозы, для расчета которых все еще используется Q, сохраняют фразу « эквивалентная доза» . Однако существуют совместные предложения ICRU/ICRP по упрощению этой системы путем внесения изменений в определения эксплуатационных доз для их гармонизации с определениями защитных величин. Они были изложены на 3-м Международном симпозиуме по радиологической защите в октябре 2015 года, и в случае их реализации наименование рабочих величин станет более логичным за счет введения «дозы на хрусталик глаза» и «дозы на местную кожу» как эквивалентных доз . [7]

В США существуют дозы с разными названиями, которые не входят в номенклатуру МКРЗ. [8]

Физические величины

Это непосредственно измеримые физические величины, в которых не учитываются биологические эффекты. Плотность излучения — это количество частиц радиации, попадающих на единицу площади в единицу времени, керма — это ионизирующее воздействие на воздух гамма-лучей и рентгеновских лучей , которое используется для калибровки приборов, а поглощенная доза — это количество энергии радиации, выделяемой на единицу массы. в рассматриваемом веществе или ткани.

Операционные объемы

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

Калибровка индивидуальных и площадных дозиметров в фотонных полях осуществляется путем измерения столкновения «воздушная керма в свободном воздухе» в условиях вторичного электронного равновесия. Затем соответствующее рабочее количество выводится с применением коэффициента преобразования, который связывает керму воздуха с соответствующим рабочим количеством. Коэффициенты преобразования фотонного излучения публикуются ICRU. [10]

Простые (неантропоморфные) «фантомы» используются для соотнесения рабочих величин с измеренным облучением в открытом 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 сферу «тканевого эквивалента» диаметром 30 см, состоящую из материала плотностью 1 г·см -3 и массовым составом, состоящим из 76,2% кислорода, 11,1% углерода, 10,1% водорода и 2,6%. азот. Этот материал предназначен для наиболее близкого приближения к человеческой ткани по своим абсорбционным свойствам. По мнению МКРЗ, «сферический фантом» МКРЭ в большинстве случаев адекватно аппроксимирует тело человека по рассеянию и ослаблению рассматриваемых полей проникающего излучения. [12] Таким образом, излучение определенного энергетического потока будет иметь примерно такое же энерговыделение внутри сферы, как и в эквивалентной массе человеческой ткани. [13]

Чтобы обеспечить обратное рассеяние и поглощение человеческого тела, «фантом-плита» используется в качестве туловища человека для практической калибровки дозиметров всего тела. Фантом-плита имеет размеры 300 × 300 × 150 мм и представляет собой туловище человека. [13]

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

Величины защиты

Защитные величины представляют собой расчетные модели и используются в качестве «предельных величин» для определения пределов воздействия, чтобы гарантировать, по словам МКРЗ, «что возникновение стохастических последствий для здоровья удерживается ниже неприемлемого уровня и предотвращается тканевые реакции». [14] [15] [13] Эти величины невозможно измерить на практике, но их значения получены с использованием моделей внешней дозы на внутренние органы человеческого тела с использованием антропоморфных фантомов . Это трехмерные вычислительные модели тела, учитывающие ряд сложных эффектов, таких как самозащита тела и внутреннее рассеяние излучения. Расчет начинается с дозы, поглощенной органом, а затем применяются весовые коэффициенты радиации и тканей. [16]

Поскольку защитные величины практически невозможно измерить, необходимо использовать эксплуатационные величины, чтобы соотнести их с практическими реакциями радиационных приборов и дозиметров. [17]

Прибор и дозиметрический отклик

Это фактические показания, полученные, например, с помощью гамма -монитора амбиентной дозы или персонального дозиметра . Такие приборы калибруются с использованием методов радиационной метрологии, которые позволяют отследить их соответствие национальному радиационному стандарту и тем самым соотнести их с рабочей величиной. Показания приборов и дозиметров используются для предотвращения поступления чрезмерной дозы и обеспечения учета поступления дозы в целях соблюдения законодательства по радиационной безопасности; например, в Великобритании , Положения об ионизирующем излучении 1999 года .

Расчет величин защитной дозы

График, показывающий взаимосвязь величин «защитной дозы» в единицах СИ .

Зиверт используется во внешней радиационной защите для эквивалентной дозы (эффект внешнего источника, воздействия на все тело, 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 радиации для здоровья, и использование зивертов подразумевает, что к измерению или расчету поглощенной дозы были применены соответствующие весовые коэффициенты (выраженные в серых тонах). [1]

В расчете ICRP предусмотрены два весовых коэффициента, позволяющие рассчитать параметры защиты.

 1. Коэффициент радиации W R , специфичный для типа излучения R. Он используется при расчете эквивалентной дозы HT , которая может быть для всего тела или для отдельных органов .
 2. Весовой коэффициент ткани W T , специфичный для облучаемой ткани типа T. Это используется вместе с W R для расчета доз, вносящих вклад в орган, чтобы получить эффективную дозу E для неравномерного облучения.

При равномерном облучении всего тела используется только весовой коэффициент излучения W R , а эффективная доза равна эквивалентной дозе всего тела. Но если облучение организма частичное или неравномерное, для расчета дозы на каждый орган или ткань используется тканевой коэффициент 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 суммируются до более низкого значения в зависимости от затронутых органов; что отражает более низкий общий эффект для здоровья. Процесс расчета показан на прилагаемой схеме. Этот подход рассчитывает вклад биологического риска для всего организма с учетом полного или частичного облучения, а также типа или типов излучения.

Значения этих весовых коэффициентов консервативно выбираются так, чтобы они превышали основную часть экспериментальных значений, наблюдаемых для наиболее чувствительных типов клеток, на основе средних значений, полученных для человеческой популяции.

Весовой коэффициент типа излучения W R

Поскольку разные типы излучения имеют разные биологические эффекты при одной и той же выделенной энергии, для преобразования поглощенной дозы, измеренной в единицах серого, применяется корректирующий весовой коэффициент излучения W R , который зависит от типа излучения и ткани-мишени. эквивалентная доза. Результату присваивается единица измерения - зиверт.

Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения поглощенной энергии, усредненной по массе интересующего органа или ткани, на весовой коэффициент излучения, соответствующий типу и энергии излучения. Чтобы получить эквивалентную дозу для сочетания видов и энергий излучения, берется сумма по всем видам энергетических доз радиации. [1]

H T — эквивалентная доза, поглощенная тканью T ,
D T , R – поглощенная доза в ткани Т при радиации типа R и
W R — весовой коэффициент излучения, определенный нормативными актами.

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

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

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

Весовой коэффициент типа ткани W T

Вторым весовым коэффициентом является тканевой фактор W T , но он используется только в том случае, если имело место неравномерное облучение тела. Если тело подверглось равномерному облучению, эффективная доза равна эквивалентной дозе всего тела, и используется только весовой коэффициент излучения W R. Но при частичном или неравномерном облучении организма в расчете необходимо учитывать полученные дозы отдельных органов, поскольку чувствительность каждого органа к облучению зависит от типа его ткани. Суммарная доза только от соответствующих органов дает эффективную дозу для всего организма. Весовой коэффициент ткани используется для расчета вклада дозы в отдельные органы.

Значения ICRP для W T приведены в таблице, показанной здесь.

В статье об эффективной дозе приводится метод расчета. Поглощенная доза сначала корректируется с учетом типа излучения, чтобы получить эквивалентную дозу, а затем корректируется с учетом ткани, получающей облучение. Некоторые ткани, такие как костный мозг, особенно чувствительны к радиации, поэтому им присваивается непропорционально большой весовой коэффициент по сравнению с долей массы тела, которую они представляют. Другие ткани, такие как поверхность твердой кости, особенно нечувствительны к радиации, и им присвоен непропорционально низкий весовой коэффициент.

Таким образом, сумма тканевзвешенных доз для каждого облученного органа или ткани тела в сумме составляет эффективную дозу для организма. Использование эффективной дозы позволяет сравнивать общую полученную дозу независимо от степени облучения тела.

Операционные объемы

Операционные величины используются в практических приложениях для мониторинга и исследования ситуаций внешнего облучения. Они предназначены для практических оперативных измерений и оценки доз в организме. [5] Были разработаны три величины внешней рабочей дозы, чтобы связать измерения рабочего дозиметра и приборов с рассчитанными защитными величинами. Также были разработаны два фантома: фантомы «плита» и «сфера» ICRU, которые связывают эти величины с величинами падающего излучения с использованием расчета Q (L).

Эквивалент амбиентной дозы

Она используется для мониторинга территории проникающей радиации и обычно выражается как величина H *(10). Это означает, что излучение эквивалентно излучению, обнаруженному на расстоянии 10 мм внутри сферического фантома ICRU в направлении возникновения поля. [20] Примером проникающего излучения являются гамма-лучи .

Эквивалент направленной дозы

Она используется для мониторинга малопроникающей радиации и обычно выражается как величина H' (0,07). Это означает, что излучение эквивалентно излучению, обнаруженному на глубине 0,07 мм в сферическом фантоме ICRU. [21] Примерами излучения с низкой проникающей способностью являются альфа-частицы, бета-частицы и фотоны низкой энергии. Эта величина дозы используется для определения эквивалентной дозы для кожи, хрусталика глаза. [22] В практике радиационной защиты значение омега обычно не указывается, поскольку доза обычно максимальна в интересующей точке.

Эквивалент индивидуальной дозы

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

Предложения по изменению определения величин защитной дозы

Чтобы упростить способы расчета рабочих величин и помочь в понимании величин защиты от дозы, Комитет 2 МКРЗ и Комитет по отчетам 26 ICRU начали в 2010 году изучение различных способов достижения этого с помощью коэффициентов дозы, 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, обусловленной фотонами высокой энергии, в результате расширения типов частиц и энергетических диапазонов, которые будут учитываться в отчете МКРЗ 116. Это изменение устранило бы потребность в сфере ICRU и ввести новую величину под названием E max .

2. Для индивидуального мониторинга с целью измерения детерминированного воздействия на хрусталик глаза и кожу это будет:

D = Φ × коэффициент преобразования поглощенной дозы.

Движущей силой этого является необходимость измерения детерминистического эффекта, который, как предполагается, является более подходящим, чем стохастический эффект. Это позволит рассчитать эквивалентные дозы H линзы и H кожи .

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

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

Величины внутренних доз

Зиверт используется для измерения доз внутреннего облучения человека при расчете ожидаемой дозы . Это доза радионуклидов, которые попали в организм человека с пищей или вдыхались и тем самым «обязались» облучать организм в течение определенного периода времени. Применимы концепции расчета защитных величин, описанные для внешнего облучения, но, поскольку источник излучения находится внутри тканей тела, при расчете поглощенной дозы в органе используются другие коэффициенты и механизмы облучения.

МКРЗ определяет ожидаемую эффективную дозу E( t ) как сумму произведений ожидаемых эквивалентных доз в органах или тканях и соответствующих весовых коэффициентов тканей WT , где t — время интегрирования в годах после поступления. Срок действия обязательств принят 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 на основе биоанализа или других величин (например, активности, сохраняемой в организме или в ежедневных выделениях). Доза радиации определяется на основе прием с использованием рекомендуемых дозовых коэффициентов». [25]

Предполагается, что ожидаемая доза от внутреннего источника несет в себе такой же эффективный риск, как и такое же количество эквивалентной дозы, равномерно поданной на все тело из внешнего источника, или такое же количество эффективной дозы, нанесенной на часть тела.

Влияние на здоровье

Ионизирующее излучение оказывает детерминированное и стохастическое воздействие на здоровье человека. Детерминированные события (острый тканевый эффект) происходят с уверенностью, при этом возникающие в результате состояния здоровья возникают у каждого человека, получившего одну и ту же высокую дозу. Стохастические события (индуцированные раком и генетические) по своей сути случайны : у большинства людей в группе не наблюдается каких-либо причинно-следственных негативных последствий для здоровья после воздействия, в то время как у неопределенного случайного меньшинства они проявляются, часто с возникающими в результате тонкими негативными последствиями для здоровья, которые можно наблюдать только после значительного подробные эпидемиологические исследования.

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

Стохастические эффекты

Стохастические эффекты — это те, которые происходят случайно, например, рак, вызванный радиацией . Ядерные регуляторы, правительства и НКДАР ООН пришли к единому мнению, что заболеваемость раком, вызванная ионизирующим излучением, можно смоделировать как линейно возрастающую с эффективной дозой со скоростью 5,5% на зиверт. [1] Это известно как линейная беспороговая модель (модель LNT). Некоторые утверждают, что эта модель LNT уже устарела и ее следует заменить порогом, ниже которого естественные клеточные процессы организма восстанавливают повреждения и/или заменяют поврежденные клетки. [26] [27] Существует общее мнение, что риск гораздо выше для младенцев и плодов, чем для взрослых, выше для людей среднего возраста, чем для пожилых людей, и выше для женщин, чем для мужчин, хотя количественного консенсуса по этому поводу нет. [28] [29]

Детерминированные эффекты

Это график, показывающий влияние фракционирования дозы на способность гамма-лучей вызывать гибель клеток. Синяя линия обозначает клетки, которым не дали возможности восстановиться; облучение было проведено за один сеанс. Красная линия предназначена для клеток, которым дали постоять какое-то время и восстановиться после паузы в доставке, придающей радиорезистентность .

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

Пределы дозы МКРЗ

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

Для профессионального облучения предел составляет 50 мЗв в течение одного года с максимальным значением 100 мЗв в течение последующего пятилетнего периода, а для населения — в среднем 1 мЗв (0,001 Зв) эффективной дозы в год, не включая медицинскую дозу. и профессиональное облучение. [1]

Для сравнения, естественные уровни радиации внутри Капитолия США таковы, что человеческое тело получит дополнительную мощность дозы 0,85 мЗв/год, что близко к нормативному пределу, из-за содержания урана в гранитной структуре . [31] Согласно консервативной модели МКРЗ, тот, кто провел 20 лет в здании Капитолия, имел бы один дополнительный шанс из тысячи заболеть раком, сверх любого другого существующего риска (рассчитывается как: 20 а·0,85 мЗв/год). ·0,001 Зв/мЗв·5,5%/Зв ≈ 0,1%). Однако этот «существующий риск» гораздо выше; у среднего американца будет 10%-ная вероятность заболеть раком в течение того же 20-летнего периода, даже без какого-либо воздействия искусственного излучения (см. «Естественная эпидемиология рака и уровень заболеваемости раком »). Эти оценки, однако, не учитывают естественные механизмы восстановления каждой живой клетки, которые развивались в течение нескольких миллиардов лет под воздействием химических и радиационных угроз окружающей среды, которые были выше в прошлом и преувеличены эволюцией кислородного метаболизма .

Примеры доз

Таблица доз в зивертах Министерства энергетики США, 2010 г., для различных ситуаций и применений. [32]
Различные дозы радиации в зивертах, от незначительных до смертельных, выраженные в сравнительных площадях.
Сравнение доз радиации - включает количество, обнаруженное во время полета с Земли на Марс РАД на MSL ( 2011–2013 гг.). [33] [34] [35] [36]

Значительные дозы радиации в повседневной жизни встречаются нечасто. Следующие примеры могут помочь проиллюстрировать относительные величины; это всего лишь примеры, а не исчерпывающий список возможных доз радиации. «Острая доза» — это доза, которая возникает в течение короткого и конечного периода времени, тогда как «хроническая доза» — это доза, которая сохраняется 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 постоянном поле, игнорируя известные колебания, периодическое воздействие и радиоактивный распад . Преобразованные значения показаны в скобках. «/a» — «в год», что означает «в год». «/h» означает «в час».

Примечания к примерам:

  1. ^ abcd В отмеченных цифрах преобладает ожидаемая доза , которая постепенно превратилась в эффективную дозу в течение длительного периода времени. Поэтому истинная острая доза должна быть ниже, но стандартная дозиметрическая практика предполагает учитывать ожидаемые дозы как острую в том году, когда радиоизотопы попали в организм.
  2. ^ Мощность дозы, получаемой летными экипажами, сильно зависит от весовых коэффициентов излучения, выбранных для протонов и нейтронов, которые со временем изменились и остаются спорными.
  3. ^ ab Приведенные цифры исключают любую ожидаемую дозу радиоизотопов, попавших в организм. Следовательно, общая доза радиации была бы выше, если бы не использовалась защита органов дыхания.

История

Зиверт берет свое начало от рентгеновского эквивалента человека (бэр), который был получен из единиц СГС . Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) способствовала переходу на когерентные единицы измерения СИ в 1970-х годах [78] и объявила в 1976 году, что планирует разработать подходящую единицу измерения эквивалентной дозы. [79] МКРЗ опередила ICRU, введя зиверт в 1977 году. [80]

Зиверт был принят Международным комитетом мер и весов (CIPM) в 1980 году, через пять лет после принятия серого цвета. Затем в 1984 году CIPM опубликовал объяснение, рекомендуя, когда следует использовать зиверт, а не серый цвет. Это объяснение 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 радиации (W R ) и исключил еще один весовой коэффициент «N» в 1990 году. В 2002 году CIPM 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]

Обычное использование SI

Зиверт назван в честь Рольфа Максимилиана Зиверта . Как и любая единица СИ , названная в честь человека, ее символ начинается с заглавной буквы (Sv), но при написании полностью он соответствует правилам написания заглавных букв нарицательного существительного ; т. е. зиверт пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, но в остальном пишется строчными буквами.

Часто используемые префиксы СИ — миллизиверт (1 мЗв = 0,001 Зв) и микрозиверт (1 мкЗв = 0,000 001 Зв), а общепринятые единицы измерения производной по времени или «мощности дозы» на приборах и предупреждениях о радиологической защите — мкЗв/ч и мЗв. /час. Нормативные пределы и хронические дозы часто приводятся в единицах мЗв/год или Зв/год, при этом подразумевается, что они представляют собой среднее значение за весь год. Во многих профессиональных сценариях часовая мощность дозы может колебаться до уровня в тысячи раз выше в течение короткого периода времени, не нарушая при этом годовых пределов. Преобразование часов в годы зависит от високосных лет и графиков воздействия, но приблизительные преобразования следующие:

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

Переход от почасовых ставок к годовым еще больше осложняется сезонными колебаниями естественной радиации, распадом искусственных источников и периодической близостью между людьми и источниками. МКРЗ однажды приняла фиксированную конверсию для профессионального облучения, хотя в недавних документах она не фигурировала: [82]

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

Таким образом, для профессиональных облучений того периода времени

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

Величины ионизирующего излучения

Графика, показывающая взаимосвязь между радиоактивностью и обнаруженным ионизирующим излучением.

В следующей таблице показаны количества радиации в единицах СИ и других единицах СИ:

Хотя Комиссия по ядерному регулированию США разрешает использование единиц 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 постепенно прекращено. к 31 декабря 1985 г. [84]

Рем-эквивалентность

Старой единицей эквивалента дозы является бэр [85] , которая до сих пор часто используется в США. Один зиверт равен 100 бэр:

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Обратите внимание, что есть две единицы, не входящие в систему СИ, которые используют одну и ту же аббревиатуру Sv: свердруп и сведберг .

Рекомендации

  1. ^ abcdefg ICRP (2007). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). ISBN 978-0-7020-3048-2. Проверено 17 мая 2012 г.
  2. ^ Основываясь на линейной беспороговой модели, МКРЗ говорит: «В диапазоне низких доз, ниже примерно 100 мЗв, с научной точки зрения обоснованно предположить, что заболеваемость раком или наследственные эффекты будут расти прямо пропорционально увеличению эквивалентная доза в соответствующих органах и тканях». Публикация МКРЗ 103, параграф 64.
  3. ^ Отчет МКРЗ 103, пункты 104 и 105.
  4. ^ ab CIPM, 2002: Рекомендация 2, BIPM, 2000 г.
  5. ^ abc Публикация ICRP 103 - Глоссарий.
  6. ^ Публикация 60 МКРЗ, опубликованная в 1991 г.
  7. ^ abc «Оперативные объемы и новый подход ICRU» - Акира Эндо. 3-й Международный симпозиум по системе радиологической защиты, Сеул, Корея – 20–22 октября 2015 г. [1]
  8. ^ «Запутанный мир радиационной дозиметрии» - 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. Бюрман и Х.-М. Kramer Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), D-38116 Брауншвейг, Германия
  11. ^ «Оперативные величины внешнего радиационного воздействия, фактические недостатки и альтернативные варианты», Г. Дитце, Д.Т. Бартлетт, Н.Е. Хертель, выступление на конференции IRPA 2012, Глазго, Шотландия. май 2012 г.
  12. ^ Публикация МКРЗ 103, параграф B159.
  13. ^ abc Калибровка приборов контроля радиационной защиты (PDF) , Серия 16 отчетов о безопасности, МАГАТЭ, 2000, ISBN 978-92-0-100100-9В 1991 году Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) [7] рекомендовала пересмотренную систему ограничения дозы, включая определение первичных ограничивающих величин для целей радиационной защиты. Эти защитные величины по существу 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, стр. 40, таблица A1, получено 20 июля 2011 г.
  19. ^ МКРЗ (1991). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 1990 года: количества, используемые для радиологической защиты». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 60. 21 (1–3): 8. Бибкод : 1991JRP....11..199V. дои : 10.1016/0146-6453(91)90066-П. ISBN 978-0-08-041144-6.
  20. ^ Отчет МКРЗ, 103, параграфы B163–B164.
  21. ^ Отчет МКРЗ, 103, параграфы B165-B167.
  22. ^ Маттссон, Сорен; Седерберг, 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 «Оперативные величины внешнего радиационного воздействия»» (PDF) .
  25. ^ Публикация МКРЗ 103 - Параграф 144.
  26. ^ Тубиана, Морис (2005). «Зависимость доза-эффект и оценка канцерогенного действия низких доз ионизирующего излучения: совместный отчет Академии наук (Париж) и Национальной медицинской академии». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . Эльзевир Б.В. 63 (2): 317–319. дои : 10.1016/j.ijrobp.2005.06.013 . ISSN  0360-3016. ПМИД  16168825.
  27. ^ Эллисон, Уэйд (2015). Ядерная энергия предназначена для жизни: культурная революция . Эйлсбери: Издательство Уэйда Эллисона. ISBN 978-0-9562756-4-6. ОКЛК  945569856.
  28. ^ Пек, Дональд Дж.; Самей, Эхсан. «Как понимать и сообщать о радиационном риске». Изображение с умом. Архивировано из оригинала 8 декабря 2010 года . Проверено 18 мая 2012 г.
  29. ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (2008). Воздействие ионизирующей радиации: доклад НКДАР ООН за 2006 г. Генеральной Ассамблее с научными приложениями. Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. ISBN 978-92-1-142263-4. Проверено 18 мая 2012 г.
  30. ^ МКРЗ. «Отчет 103»: Таблица 8, раздел 6.5. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  31. ^ Программа действий по исправлению положения ранее использовавшихся сайтов. «Радиация в окружающей среде» (PDF) . Инженерный корпус армии США. Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2012 года . Проверено 18 мая 2012 г.
  32. ^ ab «Диапазоны доз ионизирующего излучения (диаграммы Рем и Зиверт)» (PDF) . Министерство энергетики США . Июнь 2010 года . Проверено 28 мая 2018 г.
  33. ^ Аб Керр, РА (31 мая 2013 г.). «Радиация сделает путешествие астронавтов на Марс еще более рискованным». Наука . 340 (6136): 1031. Бибкод : 2013Sci...340.1031K. дои : 10.1126/science.340.6136.1031. ISSN  0036-8075. ПМИД  23723213.
  34. ^ Цейтлин, К.; и другие. (31 мая 2013 г.). «Измерения излучения энергетических частиц на пути к Марсу в Марсианской научной лаборатории». Наука . 340 (6136): 1080–1084. Бибкод : 2013Sci...340.1080Z. дои : 10.1126/science.1235989. ISSN  0036-8075. PMID  23723233. S2CID  604569.
  35. ↑ Чанг, Кеннет (30 мая 2013 г.). «Данные указывают на радиационный риск для путешественников на Марс». Нью-Йорк Таймс . Проверено 31 мая 2013 г.
  36. ↑ Геллинг, Кристи (29 июня 2013 г.). «Полет на Марс принесет большую дозу радиации; прибор Curiosity подтверждает ожидание серьезного облучения». Новости науки . 183 (13): 8. дои :10.1002/scin.5591831304 . Проверено 8 июля 2013 г.
  37. ^ Список рассылки RadSafe: исходное сообщение и последующая ветка. Обсуждается FGR11.
  38. ^ Американский национальный институт стандартов (2009). Радиационная безопасность систем досмотра персонала с использованием рентгеновского или гамма-излучения (PDF) . ANSI/HPS N43.17 . Проверено 31 мая 2012 г.
  39. ^ Харт, Д.; Уолл, БФ (2002). Радиационное облучение населения Великобритании в результате медицинских и стоматологических рентгеновских исследований (PDF) . Национальный совет по радиологической защите. п. 9. ISBN 0-85951-468-4. Проверено 18 мая 2012 г.
  40. ^ «Что произошло и чего не произошло в результате аварии TMI-2» . Американское ядерное общество . Архивировано из оригинала 30 октября 2004 года . Проверено 28 декабря 2018 г.
  41. ^ Хендрик, Р. Эдвард (октябрь 2010 г.). «Дозы радиации и риски рака по данным исследований молочной железы». Радиология . 257 (1): 246–253. дои : 10.1148/radiol.10100570. ПМИД  20736332.
  42. ^ «NRC: 10 CFR 20.1301 Пределы дозы для отдельных представителей населения» . НРК . Проверено 7 февраля 2014 г.
  43. ^ Граевски, Барбара; Уотерс, Марта А.; Уилан, Элизабет А.; Блум, Томас Ф. (2002). «Оценка дозы радиации при эпидемиологических исследованиях бортпроводников». Американский журнал промышленной медицины . 41 (1): 27–37. дои : 10.1002/аджим.10018. ISSN  0271-3586. ПМИД  11757053.
  44. ^ Уолл, БФ; Харт, Д. (1997). «Пересмотренные дозы радиации для типичных рентгеновских исследований». Британский журнал радиологии . 70 (833): 437–439. дои : 10.1259/bjr.70.833.9227222. ПМИД  9227222.(5000 измерений дозы у пациентов из 375 больниц)
  45. ^ Бреннер, Дэвид Дж.; Холл, Эрик Дж. (2007). «Компьютерная томография — растущий источник радиационного воздействия». Медицинский журнал Новой Англии . 357 (22): 2277–2284. дои : 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 исследований из 18 больниц)
  47. ^ ab «NRC: 10 CFR 20.1201 Предельно допустимые профессиональные дозы для взрослых» . НРК . Проверено 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 воздействия». Национальный институт здоровья . Архивировано из оригинала 13 июня 2013 года . Проверено 20 июня 2019 г.
  50. ^ «Радиационный риск при рентгенографии и компьютерной томографии - таблица дозировок» . 26 апреля 2012 года. Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 года . Проверено 15 апреля 2019 г.
  51. ^ Чен, WL; Луан, ЮК; Ши, MC; Чен, СТ; Кунг, ХТ; Сунг, КЛ; Да, YC; Чжоу, Т.С.; Монг, Ш.; Ву, Джей Ти; Вс, КП; Дэн, В.П.; Ву, МФ; Шен, МЛ (25 августа 2006 г.). «Влияние воздействия кобальта-60 на здоровье жителей Тайваня предполагает необходимость нового подхода в радиационной защите». Доза-реакция . 5 (1): 63–75. doi :10.2203/доза-ответ.06-105.Чен. ПМЦ 2477708 . ПМИД  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 (ЛД)» . www.nrc.gov . Проверено 12 февраля 2017 г.
  54. ^ Веллерштейн, Алекс. «НУКЕМАП». Nuclearsecrecy.com . Алекс Веллерштейн . Проверено 15 апреля 2021 г.
  55. ^ Глассстон, Долан (1962), Эффекты ядерного оружия, Агентство атомной поддержки Министерства 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» . Проверено 24 апреля 2016 г.
  58. ^ «Критическая авария Сесила Келли: происхождение программы анализа человеческих тканей в Лос-Аламосе» (PDF) . Лос-Аламосская наука . 23 : 250–251. 1995.
  59. ^ Долгодворов, Владимир (ноябрь 2002 г.). «К-19, забытая субмарина». Труд.ру. _ Проверено 2 июля 2015 г.
  60. ^ Мосс, Уильям; Экхардт, Роджер (1995). «Эксперименты по введению плутония человеку» (PDF) . Лос-Аламосская наука . Радиационная защита и радиационные эксперименты на людях (23): 177–223 . Проверено 13 ноября 2012 г.
  61. ^ «Карты Google». Карты Гугл .
  62. ^ Введение в иммобилизацию ядерных отходов, второе издание (2-е изд.). Эльзевир. 13 ноября 2018 г. ISBN 978-0-08-099392-8.
  63. ^ Бэйли, Сьюзен (январь 2000 г.). «Радиационное облучение летного экипажа. Обзор» (PDF) . Ядерные новости . Проверено 19 мая 2012 г.
  64. ^ «Самые радиоактивные места на Земле». 17 декабря 2014 г. Архивировано из оригинала 17 ноября 2021 г. – на YouTube.
  65. ^ Хендри, Джолион Х.; Саймон, Стивен Л.; Войчик, Анджей; и другие. (1 июня 2009 г.). «Воздействие на человека высокого естественного радиационного фона: что это может нам рассказать о радиационных рисках?» (PDF) . Журнал радиологической защиты . 29 (2А): А29–А42. Бибкод : 2009JRP....29...29H. дои : 10.1088/0952-4746/29/2A/S03. ПМК 4030667 . PMID  19454802. Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2013 года . Проверено 1 декабря 2012 г. 
  66. ↑ Чарльстон, LJ (7 июля 2019 г.). «Коготь Чернобыля: самое опасное в зоне отчуждения». news.com.au. _ Проверено 31 января 2021 г.
  67. ^ «Приложение Б». Источники и действие ионизирующего излучения . Том. 1. Научный комитет ООН по действию атомной радиации , Организация Объединенных Наций. 2000. с. 121 . Проверено 11 ноября 2012 г.
  68. ^ Нормативное руководство 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, промышленного опыта, процессов и временных масштабов переработки материалов, облученных термоядерным синтезом» (PDF) . УКАЭА. п. VI. Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2013 года . Проверено 5 марта 2013 г. мощность дозы 2–20 мЗв/ч, типичная для компонентов, обращенных к плазме, после промежуточного хранения 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 итогового отчета проекта по поиску и оценке исторических документов Лос-Аламоса (LAHDRA) (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 12 ноября 2012 г.
  72. ^ Су, С. (август 2006 г.). Термин источника TAD и оценка мощности дозы (PDF) . Бехтель Саик. п. 19. 000-30Р-ГГДЭ-00100-000-00А . Проверено 17 сентября 2021 г.
  73. ^ «Высокие показатели радиации на реакторе № 2 Фукусимы усложняют работу роботизированного зонда» . «Джапан таймс онлайн ». 10 февраля 2017 г.
  74. ↑ МакКарри, Джастин (3 февраля 2017 г.). «Радиация ядерного реактора Фукусимы достигла самого высокого уровня с момента аварии в 2011 году». The Guardian – через theguardian.com.
  75. ^ Грушка, Джоэл (3 февраля 2017 г.). «Реактор №2 Фукусимы гораздо более радиоактивный, чем считалось ранее». ExtremeTech.com . Проверено 31 января 2021 г.
  76. ↑ Дворский, Георгий (10 февраля 2018 г.). «Чрезмерная радиация внутри робота-уборщика картофеля фри на Фукусиме». Gizmodo.com . Проверено 31 января 2021 г.
  77. ^ Файфилд, Анна; Ода, Юки (8 февраля 2017 г.). «Японская атомная станция только что зафиксировала астрономический уровень радиации. Стоит ли нам волноваться?». Вашингтон Пост . Токио . Проверено 31 января 2021 г.
  78. ^ Вайкофф, ХО (апрель 1977 г.). Круглый стол по единицам СИ: Деятельность ICRU (PDF) . Международный конгресс Международной ассоциации радиационной защиты. Париж, Франция . Проверено 18 мая 2012 г.
  79. ^ Вайкофф, ХО; Эллиси, А.; Лиден, К. (май 1976 г.). «Новые специальные наименования единиц СИ в области ионизирующих излучений» (PDF) . Британский журнал радиологии . 49 (581): 476–477. дои : 10.1259/0007-1285-49-581-476-б. ISSN  1748-880X. ПМИД  949584 . Проверено 18 мая 2012 г.
  80. ^ «Рекомендации МКРЗ». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 26. 1 (3). 1977 год . Проверено 17 мая 2012 г.
  81. ^ Le Système International d'Unités [ Международная система единиц ] (PDF) (на французском и английском языках) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, 2019, ISBN 978-92-822-2272-0
  82. ^ Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите и Международной комиссии по радиологическим установкам (PDF) . Справочник Национального бюро стандартов. Том. 47. Министерство торговли США. 1950 год . Проверено 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/ЕЕС от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354/ЕЕС» . Проверено 19 мая 2012 г.
  85. ^ Управление воздуха и радиации; Управление радиации и воздуха в помещениях (май 2007 г.). «Радиация: риски и реальность» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. п. 2 . Проверено 19 марта 2011 г.

Внешние ссылки