Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Зиверт (обозначение: Зв [примечание 1] ) является производной единицей от ионизирующего излучения дозы в Международной системе единиц (СИ) и является мерой воздействия на здоровье низких уровней ионизирующей радиации на организме человека. Зиверт играет важную роль в дозиметрии и радиационной защите и назван в честь Рольфа Максимилиана Зиверта , шведского медицинского физика, известного своими работами по измерению доз радиации и исследованиями биологических эффектов радиации.

Зиверт используется для величин доз облучения, таких как эквивалентная доза и эффективная доза , которые представляют риск внешнего излучения от источников за пределами тела, и ожидаемая доза, которая представляет риск внутреннего облучения из-за вдыхаемых или проглатываемых радиоактивных веществ. Зиверт предназначен для представления стохастического риска для здоровья, который для оценки дозы облучения определяется как вероятность радиационно-индуцированного рака и генетических повреждений. Один зиверт несет с собой 5,5% вероятность в конечном итоге развития рака со смертельным исходом на основе линейной беспороговой модели . [1] [2]

Для учета стохастического риска для здоровья выполняются расчеты для преобразования физической величины поглощенной дозы в эквивалентную дозу и эффективную дозу, детали которых зависят от типа излучения и биологического контекста. Для применений в радиационной защите и оценке дозиметрии Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) и Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) опубликовали рекомендации и данные, которые используются для их расчета. Они постоянно пересматриваются, и об изменениях сообщается в официальных «отчетах» этих органов.

Обычно зиверт не используется для высоких мощностей дозы радиации, которые вызывают детерминированные эффекты, которые представляют собой серьезность острого повреждения тканей, которое обязательно произойдет, например, острый лучевой синдром ; эти эффекты сравниваются с физической величиной поглощенной дозы, измеряемой единицей серого (Гр). [3]

Один зиверт равен 100 бэр . Rem - это старая единица измерения, не относящаяся к системе СИ.

Определение [ править ]

Определение зиверта CIPM [ править ]

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

«Величина эквивалентной дозы Н является произведением поглощенной дозы D ионизирующего излучения и коэффициент безразмерная Q (фактор качества) , определенный в зависимости от линейной передачи энергии по МКРЕ »

H = Q × D [4]

Значение Q далее не определяется CIPM, но требует использования соответствующих рекомендаций ICRU для получения этого значения.

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 джоулей 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 выделение джоуля радиационной энергии на килограмм вещества или ткани.

Зиверт - количество H - эквивалент дозы

1 Зв = 1 джоуль / килограмм - биологический эффект. Зиверт представляет собой эквивалентный биологический эффект отложения джоуля энергии излучения в килограмме человеческой ткани. Эквивалентность поглощенной дозе обозначается Q.

Определение зиверта в МКРЗ [ править ]

МКРЗ определяет зиверт: [5]

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

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

Величины доз внешнего облучения [ править ]

Величины доз внешнего излучения, используемые для радиологической защиты

Когда зиверт используется для представления стохастического воздействия внешнего ионизирующего излучения на ткани человека, полученные дозы излучения на практике измеряются радиометрическими приборами и дозиметрами и называются рабочими величинами. Чтобы связать эти фактически полученные дозы с вероятным воздействием на здоровье, были разработаны защитные величины для прогнозирования вероятных воздействий на здоровье с использованием результатов крупных эпидемиологических исследований. Следовательно, это потребовало создания ряда различных величин доз в рамках согласованной системы, разработанной ICRU в сотрудничестве с ICRP.

Величины дозы внешнего облучения и их отношения показаны на прилагаемой диаграмме. ICRU в первую очередь отвечает за рабочие величины доз на основе применения метрологии ионизирующего излучения, а ICRP в первую очередь отвечает за защитные величины, основанные на моделировании поглощения дозы и биологической чувствительности человеческого тела.

Соглашения об именах [ править ]

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

Хотя определение CIPM гласит, что линейная функция передачи энергии (Q) ICRU используется для расчета биологического эффекта, ICRP в 1990 году [6] разработал «защитные» величины эффективной и эквивалентной дозы, которые рассчитываются на основе более сложных вычислительных методов. модели и отличаются тем, что в названии отсутствует фраза « эквивалент дозы» . Только те рабочие величины дозы, которые все еще используют Q для расчета, сохраняют фразу эквивалентной дозы.. Однако существуют совместные предложения ICRU / ICRP по упрощению этой системы путем изменения определений эксплуатационных доз 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, они сделают наименование рабочих величин более логичным, введя «доза на хрусталик глаза» и «доза на местную кожу» как эквивалентные дозы . [7]

В США существуют разные названия дозовых величин, которые не входят в номенклатуру МКРЗ. [8]

Физические величины [ править ]

Это непосредственно измеряемые физические величины, в которых не учитывались биологические эффекты. Плотность излучения - это количество радиационных частиц, падающих на единицу площади в единицу времени, керма - это ионизирующее воздействие гамма-лучей и рентгеновских лучей на воздух, которое используется для калибровки прибора, а поглощенная доза - это количество энергии излучения, выделяемой на единицу массы. в рассматриваемом вопросе или ткани.

Рабочие количества [ править ]

Рабочие величины измеряются на практике и являются средством прямого измерения поглощения дозы в результате облучения 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 инструкциях 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 определяется 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 соотнесения рабочих величин с измеренным уровнем излучения 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 - это теоретическая сфера «тканевого эквивалента» диаметром 30 см, состоящая из материала с плотностью 1 г · см -3 и массовым составом 76,2% кислорода, 11,1% углерода, 10,1% водорода и 2,6%. азот. Этот материал определен как наиболее близкий к тканям человека по своим абсорбционным свойствам. Согласно ICRP, ICRU "сферический фантом"в большинстве случаев адекватно приближается к человеческому телу с точки зрения рассеяния и ослабления рассматриваемых полей проникающего излучения.[12] Таким образом, излучение с определенной плотностью энергии будет иметь примерно такое же количество энергии внутри сферы, как и в эквивалентной массе человеческой ткани. [13]

Чтобы обеспечить обратное рассеяние и поглощение человеческого тела, "фантом плиты" используется для представления человеческого торса для практической калибровки дозиметров всего тела. Фантом плиты размером 300 мм × 300 мм × 150 мм представляет собой человеческий торс. [13]

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

Величины защиты [ править ]

Величины защиты представляют собой расчетные модели и используются в качестве «предельных количеств» для определения пределов воздействия, чтобы гарантировать, говоря словами МКРЗ, «то, что вероятность возникновения стохастических последствий для здоровья сохраняется ниже неприемлемых уровней и что реакции тканей предотвращаются». [14] [15] [13] Эти величины невозможно измерить на практике, но их значения получены с использованием моделей дозы внешнего облучения внутренних органов человеческого тела с использованием антропоморфных фантомов . Это трехмерные вычислительные модели тела, которые учитывают ряд сложных эффектов, таких как самоэкранирование тела и внутреннее рассеяние излучения. Расчет начинается с дозы, поглощенной органом, а затем применяются весовые коэффициенты излучения и ткани. [16]

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

Приборный и дозиметрический ответ [ править ]

Это фактические показания, полученные от гамма- монитора амбиентной дозы или персонального дозиметра . Такие инструменты калибруются с использованием методов радиационной метрологии, которые позволяют отслеживать их соответствие национальному радиационному стандарту и, таким образом, соотносить их с эксплуатационной величиной. Показания приборов и дозиметров используются для предотвращения получения чрезмерной дозы и обеспечения записей о приеме дозы в соответствии с законодательством о радиационной безопасности; например, в Великобритании , в ионизирующих излучениях Правил 1999 года .

Расчет величин защитной дозы [ править ]

График, показывающий соотношение величин "защитной дозы" в единицах СИ

Зиверт используется во внешней радиационной защите для эквивалентной дозы (внешний источник, воздействие на все тело, в однородном поле) и эффективной дозы (которая зависит от облучаемых частей тела).

Эти величины дозы представляют собой средневзвешенные значения поглощенной дозы, разработанные для представления стохастических воздействий излучения на здоровье, а использование зиверта подразумевает, что соответствующие весовые коэффициенты были применены к измерению или расчету поглощенной дозы (выраженным серым цветом). [1]

Расчет ICRP предоставляет два весовых коэффициента, позволяющих рассчитать защитные величины.

 1. Коэффициент излучения W R , специфичный для типа излучения R - используется при расчете эквивалентной дозы H T, которая может быть для всего тела или для отдельных органов.
 2. Весовой коэффициент ткани W T , который является специфическим для облучаемой ткани типа T. Это используется с W R для расчета доз на органы, способствующих достижению эффективной дозы E для неоднородного облучения.

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, тканевой фактор W Tиспользуется для расчета дозы на каждый орган или ткань. Затем их суммируют, чтобы получить эффективную дозу. В случае равномерного облучения человеческого тела они суммируются до 1, но в случае частичного или неравномерного облучения они будут суммироваться с меньшим значением в зависимости от затронутых органов; отражая более низкий общий эффект для здоровья. Процесс расчета показан на прилагаемой диаграмме. При таком подходе рассчитывается вклад биологического риска для всего тела с учетом полного или частичного облучения, а также типа или типов излучения. Значения этих весовых коэффициентов консервативно выбраны больше, чем основная масса экспериментальных значений, наблюдаемых для наиболее чувствительных типов клеток, на основе средних значений, полученных для человеческой популяции.

Весовой коэффициент типа излучения W R [ править ]

Поскольку разные типы излучения имеют разные биологические эффекты для одной и той же выделенной энергии, корректирующий весовой коэффициент излучения W R , который зависит от типа излучения и от ткани-мишени, применяется для преобразования поглощенной дозы, измеренной в единицах серого, для определения эквивалентная доза. Результат - 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 комбинации типов излучения и энергий, суммируется доза энергии всех типов излучения. [1]

куда

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

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

Весовой коэффициент излучения для нейтронов был пересмотрен с течением времени и остается спорным.

Это может показаться парадоксом. Это означает, что энергия поля падающего излучения в джоулях увеличилась в 20 раз, тем самым нарушив 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 фактическая энергия, передаваемая падающим поглощенным излучением.

Весовой коэффициент типа ткани W T [ править ]

Второй весовой коэффициент - это тканевой фактор W T , но он используется только в случае неравномерного облучения тела. Если тело подверглось равномерным облучение, эффективная доза составляет все тело эквивалентной дозы, и только излучение весового коэффициента W R используется. Но в случае частичного или неравномерного облучения тела при расчетах необходимо учитывать полученные дозы на отдельные органы, поскольку чувствительность каждого органа к облучению зависит от типа их ткани. Суммарная доза, полученная только от соответствующих органов, дает эффективную дозу для всего тела. Весовой коэффициент ткани используется для расчета вкладов дозы на отдельные органы.

Значения ICRP для W T приведены в приведенной здесь таблице.

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

Таким образом, сумма взвешенных на ткани доз для каждого облучаемого органа или ткани тела складывается в эффективную дозу для организма. Использование эффективной дозы позволяет сравнивать общую полученную дозу независимо от степени облучения тела.

Рабочие количества [ править ]

Рабочие 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 рабочей дозы внешнего облучения, чтобы связать измерения рабочего дозиметра и прибора с расчетными величинами защиты. 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 [ править ]

Он используется для контроля проникающей радиации в зоне и обычно выражается величиной H * (10). Это означает, что излучение эквивалентно излучению, обнаруженному на 10 мм внутри фантома сферы ICRU в направлении происхождения поля. [20] Примером проникающего излучения являются гамма-лучи .

Направленный эквивалент дозы [ править ]

Он используется для контроля излучения с низкой проникающей способностью и обычно выражается как величина H ' (0,07). Это означает, что излучение эквивалентно излучению, обнаруженному на глубине 0,07 мм в фантоме сферы ICRU. [21] Примерами излучения с низкой проникающей способностью являются альфа-частицы, бета-частицы и фотоны низкой энергии. Эта величина дозы используется для определения дозы, эквивалентной, например, коже, хрусталику глаза. [22] В практике радиологической защиты значение омега обычно не указывается, так как доза обычно максимальна в интересующей точке.

Эквивалент индивидуальной дозы [ править ]

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

Предложения по изменению определения величин защитных доз [ править ]

Чтобы упростить средства расчета рабочих величин и помочь в понимании величин защиты от радиационной защиты, Комитет 2 МКРЗ и Комитет 26 по отчетам МКРЗ начали в 2010 г. исследование различных способов достижения этого 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, обусловленной фотонами высокой энергии, в результате расширения типов частиц и диапазонов энергий, которые должны учитываться в отчете ICRP 116. Это изменение устранит потребность в сфере ICRU и ввести новую величину под названием E max

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

D = Φ × коэффициент преобразования для поглощенной дозы.

Движущей силой этого является необходимость измерения детерминированного 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 51 ICRU и часть отчета 57. [7]

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

Величины внутренней дозы [ править ]

Зиверт используется для количественной оценки дозы внутреннего облучения человека при расчете ожидаемой дозы . Это доза от радионуклидов, которые были проглочены или вдыхались в человеческое тело и, таким образом, «обязались» облучить тело в течение определенного периода времени. Применяются концепции расчета защитных величин, описанные для внешнего излучения, но поскольку источник излучения находится в тканях тела, при расчете поглощенной дозы на орган используются различные коэффициенты и механизмы облучения.

МКРЗ определяет ожидаемую эффективную дозу E ( t ) как сумму произведений ожидаемых эквивалентных доз для органа или ткани и соответствующих весовых коэффициентов ткани W T , где t - время интегрирования в годах после приема. Период действия обязательств составляет 50 лет для взрослых и 70 лет для детей. [5]

В МКРЗ далее говорится: «Для внутреннего облучения ожидаемые эффективные дозы обычно определяются на основе оценки поступления радионуклидов на основе измерений биопробы или других количеств (например, активности, остающейся в организме или в ежедневных выделениях). Доза облучения определяется на основе прием с использованием рекомендованных дозовых коэффициентов ». [25]

Предполагается, что ожидаемая доза от внутреннего источника несет такой же эффективный риск, как и такое же количество эквивалентной дозы, равномерно применяемой ко всему телу из внешнего источника, или такое же количество эффективной дозы, применяемой к части тела.

Воздействие на здоровье [ править ]

Ионизирующее излучение оказывает детерминированное и стохастическое воздействие на здоровье человека. Детерминированные (острый тканевой эффект) события происходят с уверенностью, в результате чего возникают проблемы со здоровьем у каждого человека, получившего такую ​​же высокую дозу. Стохастические (индукция рака и генетические) события по своей природе случайны , при этом большинство людей в группе не проявляют каких-либо причинно-следственных негативных последствий для здоровья после воздействия, в то время как неопределенное случайное меньшинство проявляют , часто с результирующими незаметными негативными последствиями для здоровья, наблюдаемыми только после большого 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 (Гр).

Стохастические эффекты [ править ]

Стохастические эффекты - это те, которые возникают случайно, например, радиационно-индуцированный рак . Органы регулирования ядерной энергетики, правительства и НКДАР ООН согласны с тем , что заболеваемость раком из-за ионизирующего излучения может быть смоделирована как линейно возрастающая с эффективной дозой со скоростью 5,5% на зиверт. [1] Это известно как линейная беспороговая модель (модель LNT). Некоторые комментаторы, такие как Французская академия наук (2005, Доза-эффект отношения и ... Тубиана, М. и Ауренго, A. Académie des Sciences & Académie Nationale de Médecine. (2005) www.researchgate.net/publication/277289357 ) и Оксфордского университета (Wade Allison, 2015, Nuclear is for Life, pp79–80, ISBN 978-0-9562756-4-6 ) утверждают, что эта модель LNT теперь устарела и должна быть заменена порогом, ниже которого естественные клеточные процессы организма восстанавливают повреждение и / или заменяют поврежденные клетки. Все согласны с тем, что риск для младенцев и плодов намного выше, чем для взрослых, для людей среднего возраста выше, чем для пожилых людей, и для женщин, чем для мужчин, хотя количественного согласия по этому поводу нет. [26] [27]

Детерминированные эффекты [ править ]

Это график, показывающий влияние фракционирования дозы на способность гамма-лучей вызывать гибель клеток. Синяя линия предназначена для клеток, которым не дали возможности восстановиться; излучение было доставлено за один сеанс, красная линия - для клеток, которым дали постоять некоторое время и восстановиться. С перерывом в доставке, придающим 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 не измеряются с использованием зиверта, но используйте единицу серого (Гр). Модель детерминированного риска потребует других весовых коэффициентов (еще не установленных), чем те, которые используются при расчете эквивалентной и эффективной дозы.

Пределы доз МКРЗ [ править ]

МКРЗ рекомендует ряд пределов поглощения дозы в таблице 8 отчета 103. Эти пределы являются «ситуативными» для запланированных, аварийных и существующих ситуаций. В этих ситуациях ограничения даны для следующих групп; [28]

  • Планируемое воздействие - пределы, указанные для профессиональных, медицинских и общественных
  • Аварийное облучение - пределы, указанные для профессионального облучения и облучения населения
  • Существующее воздействие - Все лица подверглись воздействию

Для профессионального облучения предел составляет 50 мЗв за один год и максимум 100 мЗв за последовательный пятилетний период, а для населения - в среднем 1 мЗв (0,001 Зв) эффективной дозы в год, не включая медицинские и профессиональное облучение. [1]

Для сравнения: естественные уровни радиации внутри Капитолия Соединенных Штатов таковы, что человеческое тело получит дополнительную мощность дозы 0,85 мЗв / год, что близко к нормативному пределу, из-за содержания урана в гранитной конструкции. [29] Согласно консервативной модели ICRP, тот, кто провел 20 лет в здании Капитолия, имел бы дополнительный шанс заболеть раком - один из тысячи, сверх любого другого существующего риска (рассчитывается как: 20 · 0,85 мЗв / год. · 0,001 Зв / мЗв · 5,5% / Зв ≈ 0,1%). Однако этот «существующий риск» намного выше; средний 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 изаболеваемость раком ). Эти оценки, однако, не учитывают естественные механизмы восстановления каждой живой клетки, возникшие в течение нескольких миллиардов лет воздействия химических и радиационных угроз окружающей среды, которые были выше в прошлом и преувеличены эволюцией кислородного обмена .

Примеры доз [ править ]

Дозовая диаграмма Министерства энергетики США 2010 г. в зивертах для различных ситуаций и применений. [30]
Различные дозы радиации в зивертах, от незначительных до смертельных, выраженные в сравнительных областях.
Сравнение доз радиации - включает количество, зарегистрированное во время полета с Земли на Марс RAD на MSL (2011–2013). [31] [32] [33] [34]

Значительные дозы облучения в повседневной жизни встречаются нечасто. Следующие ниже примеры могут помочь проиллюстрировать относительные величины; это только примеры, а не исчерпывающий список возможных доз облучения. «Острая доза» - это доза, которая возникает в течение короткого и конечного периода времени, в то время как «хроническая доза» - это доза, которая сохраняется в течение длительного периода времени, поэтому ее лучше описывать мощностью дозы.

Примеры доз [ править ]

Примеры мощности дозы [ править ]

Все преобразования между часами и годами предполагали постоянное присутствие в устойчивом поле, игнорируя известные колебания, периодическое воздействие и радиоактивный распад . Преобразованные значения показаны в скобках.

Примечания к примерам:

  1. ^ a b c d В отмеченных цифрах преобладает ожидаемая доза, которая постепенно превращалась в эффективную дозу в течение длительного периода времени. Поэтому истинная острая доза должна быть ниже, но стандартная дозиметрическая практика учитывает ожидаемые дозы как острую в год поступления радиоизотопов в организм.
  2. ^ Мощность дозы, получаемой летными экипажами, сильно зависит от весовых коэффициентов излучения, выбранных для протонов и нейтронов, которые со временем менялись и остаются спорными.
  3. ^ a b Приведенные цифры не включают ожидаемую дозу радиоизотопов, попавших в организм. Следовательно, общая доза облучения была бы выше, если бы не использовались средства защиты органов дыхания.

История [ править ]

Зиверт имеет свое происхождение в RÖNTGEN эквивалентного человека (РЗМ) , который был получен из единиц СГС . Международная комиссия по радиационным единицамам и измерениям (МКР) способствует переходу на когерентные единица СИ в 1970 - х годах, [75] и был объявлена в 1976 году , что она планирует разработать подходящую единицу для эквивалентной дозы. [76] МКРЗ опередила ICRU, введя зиверт в 1977 году. [77]

Зиверт был принят Международным комитетом мер и весов (CIPM) в 1980 году, через пять лет после перехода на серый. Затем в 1984 году CIPM выпустил объяснение, в котором рекомендовал, когда следует использовать зиверт, а не серый. 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, переименовав коэффициент качества (Q) в весовой коэффициент излучения (W R), и отказался от другого весового коэффициента «N» в 1990 году. В 2002 году CIPM аналогичным образом исключил весовой коэффициент «N» из своего объяснения, но в остальном сохранил старую терминологию и символы. Это объяснение появляется только в приложении к брошюре SI и не является частью определения зиверта. [78]

Общее использование SI [ править ]

Зиверт назван в честь Рольфа Максимилиана Зиверта . Как и каждый SI единицу имени для человека, его символ начинается с верхним корпусом буквой (Зв), но при записи в полном объеме следует правилам для капитализации нарицательного ; т. е. « зиверт » пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, но в остальном - в нижнем регистре.

Часто используемые префиксы СИ - это миллизиверт (1 мЗв = 0,001 Зв) и микрозиверт (1 мкЗв = 0,000001 Зв), а обычно используемые единицы измерения производной по времени или «мощности дозы» на приборах и предупреждениях для радиологической защиты - мкЗв / ч и мЗв / час 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 превышающих в течение короткого периода времени, без нарушения годовых пределов. Преобразование часов в годы зависит от високосных лет и графиков воздействия, но приблизительные преобразования:

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

Переход от почасовой оплаты к годовой дополнительно осложняется сезонными колебаниями естественной радиации, распадом искусственных источников и периодической близостью людей к источникам. Однажды МКРЗ приняла фиксированную конверсию для профессионального облучения, хотя в недавних документах они не фигурировали: [79]

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

Следовательно, для оккупационных экспозиций того периода времени,

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

Величины ионизирующего излучения [ править ]

График, показывающий взаимосвязь между радиоактивностью и обнаруженным ионизирующим излучением

В следующей таблице показаны величины излучения в единицах СИ и не в системе СИ:

Хотя Комиссия США по ядерному регулированию допускает использование единиц кюри , рад и бэры рядом единиц СИ, [80] в Европейском Союзе европейских единицы измерения директив требуют , чтобы их использование для «общественного здравоохранения ... цели» будет прекращено до 31 декабря 1985 г. [81]

Rem эквивалентность [ править ]

Старше устройство для эквивалентной дозы является бэр , [82] до сих пор часто используется в Соединенных Штатах. Один зиверт равен 100 бэр:

См. Также [ править ]

  • Острый лучевой синдром
  • Беккерель (распадов в секунду)
  • Счетов в минуту
  • Воздействие (радиация)
  • Резерфорд (единица)
  • Свердруп (внесистемная единица объемного транспорта с тем же символом Зв, что и зиверт)

Заметки [ править ]

  1. ^ Не следует путать с Свердруп или Сведберга , два внесистемных единицкоторые иногда используюттот же символ.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г МКРЗ (2007). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.» . Летопись МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). ISBN 978-0-7020-3048-2. Проверено 17 мая 2012 года .
  2. ^ В МКРЗ говорится: «В диапазоне низких доз, ниже примерно 100 мЗв, с научной точки зрения правдоподобно предположить, что заболеваемость раком или наследственные эффекты будут расти прямо пропорционально увеличению эквивалентной дозы в соответствующих органах и тканях. " Публикация 103 МКРЗ, параграф 64
  3. ^ МКРЗ доклад 103 пункт 104 и 105
  4. ^ a b CIPM, 2002: Рекомендация 2 , BIPM, 2000
  5. ^ a b c Публикация 103 МКРЗ - Глоссарий.
  6. ^ МКРЗ Публикация 60 опубликована в 1991 году
  7. ^ a b c «Операционные количества 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 дозиметрии излучения" - М.А. Бойд, Агентство по охране окружающей среды США, 2009. Отчет о хронологических различиях между дозиметрическими системами США и МКРЗ.
  9. ^ Публикация МКРЗ 103, пункт B147
  10. ^ Измерение H * (10) и Hp (10) в смешанных высокоэнергетических электронных и фотонных полях. Э. Гарджони, Л. Бюерманн, Х.-М. Kramer Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), D-38116 Брауншвейг, Германия
  11. ^ «Эксплуатационные величины для внешнего радиационного облучения, фактические недостатки и альтернативные варианты», Г. Дитце, Д. Т. Бартлетт, Н. Э. Хертель, данные на IRPA 2012, Глазго, Шотландия. Май 2012 г.
  12. ^ Публикация МКРЗ 103, пункт B159
  13. ^ a b c Калибровка приборов мониторинга 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] рекомендовал пересмотренную систему ограничения дозы, включая спецификации первичных предельных величин для целей радиационной защиты. Эти защитные величины практически не поддаются измерению.
  14. ^ МКРЗ Публикация 103, пункт 112
  15. ^ Публикация 103 МКРЗ, параграф B50
  16. ^ Публикация МКРЗ 103, пункт B64
  17. ^ Публикация МКРЗ 103, пункт B146
  18. ^ UNSCEAR-2008 Приложение A стр. 40, таблица A1, извлечено 2011-7-20
  19. ^ МКРЗ (1991). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 1990 года: количества, используемые при радиологической защите» . Летопись 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 103 МКРЗ, параграфы B163 - B164
  21. ^ Отчет МКРЗ 103 пунктов B165- B167
  22. ^ Mattsson, Sören; Содерберг, Маркус (2013), «Величины доз и единицы 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 103 МКРЗ, параграфы B168 - B170
  24. ^ «Проект МКРЗ« Эксплуатационные величины для внешнего радиационного воздействия » » (PDF) .
  25. ^ Публикация 103 МКРЗ - Параграф 144.
  26. ^ Пек, Дональд Дж .; Самей, Эхсан. «Как понять и сообщить о радиационном риске» . Image Мудро. Архивировано из оригинала 8 декабря 2010 года . Проверено 18 мая 2012 года .
  27. ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (2008). Действие ионизирующего излучения: отчет НКДАР ООН 2006 г. Генеральной Ассамблее с научными приложениями . Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. ISBN 978-92-1-142263-4. Проверено 18 мая 2012 года .
  28. ^ МКРЗ. «Отчет 103»: Таблица 8, раздел 6.5. Cite journal requires |journal= (help)
  29. ^ Программа корректирующих действий для ранее использовавшихся сайтов. «Радиация в окружающей среде» (PDF) . Инженерный корпус армии США. Архивировано из оригинального (PDF) 11 февраля 2012 года . Проверено 18 мая 2012 года .
  30. ^ «Диапазоны доз ионизирующего излучения (диаграммы Rem и Sievert)» (PDF) . Министерство энергетики США . Июнь 2010 . Проверено 28 мая 2018 .
  31. ^ a b Керр, РА (31 мая 2013 г.). «Радиация сделает полет астронавтов на Марс еще более опасным». Наука . 340 (6136): 1031. Bibcode : 2013Sci ... 340.1031K . DOI : 10.1126 / science.340.6136.1031 . ISSN 0036-8075 . PMID 23723213 .  
  32. ^ Zeitlin, C .; и другие. (31 мая 2013 г.). "Измерения излучения энергичных частиц при переходе к Марсу в Марсианской научной лаборатории". Наука . 340 (6136): 1080–1084. Bibcode : 2013Sci ... 340.1080Z . DOI : 10.1126 / science.1235989 . ISSN 0036-8075 . PMID 23723233 .  
  33. Рианна Чанг, Кеннет (30 мая 2013 г.). «Данные о радиационном риске для путешественников на Марс» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 31 мая 2013 года .
  34. ^ Желирующий, Cristy (29 июня 2013). «Поездка на Марс принесет большую дозу радиации; прибор Curiosity подтверждает ожидание серьезных облучений» . Новости науки . 183 (13): 8. DOI : 10.1002 / scin.5591831304 . Проверено 8 июля 2013 года .
  35. ^ Список рассылки RadSafe : исходная публикация и последующая ветка . FGR11 обсуждался.
  36. ^ Американский национальный институт стандартов (2009). Радиационная безопасность для систем досмотра персонала с использованием рентгеновского или гамма-излучения (PDF) . ANSI / HPS N43.17 . Проверено 31 мая 2012 года .
  37. ^ Hart, D .; Уолл, Б.Ф. (2002). Радиационное облучение населения Великобритании в результате медицинских и стоматологических рентгеновских обследований (PDF) . Национальный совет радиологической защиты. п. 9. ISBN  0-85951-468-4. Проверено 18 мая 2012 года .
  38. ^ "Что произошло и что не произошло в аварии TMI-2" . Американское ядерное общество . Архивировано из оригинального 30 октября 2004 года . Проверено 28 декабря 2018 .
  39. ^ Хендрик, Р. Эдвард (октябрь 2010 г.). «Дозы радиации и риски рака по результатам визуализационных исследований груди» . Радиология . 257 (1): 246–253. DOI : 10,1148 / radiol.10100570 . PMID 20736332 . 
  40. ^ "NRC: 10 CFR 20.1301 Пределы дозы для отдельных лиц из населения" . NRC . Проверено 7 февраля 2014 года .
  41. ^ Граевский, Барбара; Waters, Martha A .; Уилан, Элизабет А .; Блум, Томас Ф. (2002). «Оценка доз радиации для эпидемиологических исследований бортпроводников» . Американский журнал промышленной медицины . 41 (1): 27–37. DOI : 10.1002 / ajim.10018 . ISSN 0271-3586 . PMID 11757053 .  
  42. ^ Wall, BF; 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 дозы у пациентов из 375 больниц)
  43. ^ Бреннер, Дэвид Дж .; Холл, Эрик Дж. (2007). «Компьютерная томография - растущий источник радиационного воздействия». Медицинский журнал Новой Англии . 357 (22): 2277–2284. DOI : 10.1056 / NEJMra072149 . PMID 18046031 . 
  44. ^ Ван Унник, JG; Broerse, JJ; Geleijns, J .; Jansen, JT; Zoetelief, J .; Цвиерс, Д. (1997). «Обзор методов компьютерной томографии и поглощенной дозы в различных голландских больницах». Британский журнал радиологии . 70 (832): 367–71. DOI : 10.1259 / bjr.70.832.9166072 . PMID 9166072 .  (3000 обследований в 18 больницах)
  45. ^ a b «NRC: 10 CFR 20.1201 Пределы профессиональной дозы для взрослых» . NRC . Проверено 7 февраля 2014 года .
  46. ^ Хосода, Масахиро; Токонами, Синдзи; Соримачи, Ацуюки; Монзен, Сатору; Осанай, Минору; Ямада, Масатоши; Кашивакура, Икуо; Акиба, Суминори (2011). «Изменение мощности дозы во времени, искусственно увеличенное ядерным кризисом на Фукусиме» . Научные отчеты . 1 : 87. Bibcode : 2011NatSR ... 1E..87H . DOI : 10.1038 / srep00087 . PMC 3216573 . PMID 22355606 .  
  47. ^ "F. Типичные источники радиационного облучения" . Национальный институт здоровья . Архивировано из оригинального 13 июня 2013 года . Проверено 20 июня 2019 .
  48. ^ «Радиационный риск для рентгеновских и компьютерных исследований - диаграмма дозировки» . 26 апреля 2012 года Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 года . Проверено 15 апреля 2019 .
  49. ^ Американское ядерное общество (март 2012 г.). «Приложение Б» (PDF) . Кляйн, Дейл; Коррадини, Майкл (ред.). Фукусима-дайити: Отчет комитета ANS . Проверено 19 мая 2012 года .
  50. ^ «Смертельная доза (LD)» . www.nrc.gov . Проверено 12 февраля 2017 года .
  51. ^ «Смертельная доза» . www.euronuclear.org .
  52. ^ Карта ядерной бомбы (веб-сайт)
  53. ^ a b Маклафлин, Томас П .; Monahan, Shean P .; Pruvost, Norman L .; Фролов, Владимир В .; Рязанов, Борис Г .; Свиридов Виктор Иванович (май 2000 г.). Обзор аварий критичности (PDF) . Лос-Аламос, Нью-Мексико: Национальная лаборатория Лос-Аламоса. С. 74–75. LA-13638 . Проверено 21 апреля 2010 года .
  54. ^ «Рабочий JCO погибает через 83 дня» . Проверено 24 апреля 2016 года .
  55. ^ "Несчастный случай с критичностью Сесила Келли: Происхождение Лос-Аламосской программы анализа тканей человека" (PDF) . Лос-Аламосская наука . 23 : 250–251. 1995 г.
  56. ^ Dolgodvorov Владимир (ноябрь 2002). «К-19, забытая подводная лодка» . trud.ru . Дата обращения 2 июля 2015 .
  57. ^ Мосс, Уильям; Экхардт, Роджер (1995). «Эксперименты по введению плутония в человека» (PDF) . Лос-Аламосская наука . Радиационная защита и радиационные эксперименты над человеком (23): 177–223 . Проверено 13 ноября 2012 года .
  58. ^ "Карты Google" . Карты Google .
  59. ^ Введение в иммобилизацию ядерных отходов, второе издание (2-е изд.). Эльзевир. ISBN 978-0-08-099392-8.
  60. ^ Бейли, Сьюзен (январь 2000 г.). «Радиационное облучение экипажа - обзор» (PDF) . Ядерные новости . Проверено 19 мая 2012 года .
  61. ^ «Самые радиоактивные места на Земле» . 17 декабря 2014 г. - через YouTube.
  62. ^ Хендри, Джолион Х .; Саймон, Стивен Л .; Войчик, Анджей; и другие. (1 июня 2009 г.). «Воздействие на человека высокого естественного радиационного фона: чему оно может научить нас о радиационных рисках?» (PDF) . Журнал радиологической защиты . 29 (2A): A29 – A42. Bibcode : 2009JRP .... 29 ... 29H . DOI : 10.1088 / 0952-4746 / 29 / 2A / S03 . PMC 4030667 . PMID 19454802 . Архивировано из оригинального (PDF) 21 октября 2013 года . Проверено 1 декабря 2012 года .   
  63. Чарльстон, LJ (7 июля 2019 г.). «Коготь Чернобыля: самое опасное в зоне отчуждения» . news.com.au . Проверено 31 января 2021 года .
  64. ^ «Приложение B» . Источники и эффекты ионизирующего излучения . т. 1. Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации , Организация Объединенных Наций. 2000. с. 121 . Проверено 11 ноября 2012 года .
  65. ^ Нормативное руководство 8.38: Контроль доступа к зонам с высоким и очень высоким уровнем излучения на атомных электростанциях (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию США. 2006 г.
  66. ^ «Рассмотрение стратегий, отраслевого опыта, процессов и сроков переработки материалов, облученных плавлением» (PDF) . UKAEA. п. vi. Архивировано из оригинального (PDF) 12 октября 2013 года . Проверено 5 марта 2013 года . мощности дозы 2-20 мЗв / ч, типичные для компонентов, контактирующих с плазмой, после промежуточного хранения до 100 лет
  67. Энергетические рынки: вызовы нового тысячелетия , 18-й Всемирный энергетический конгресс, Буэнос-Айрес, Аргентина, 21–25 октября 2001 г., рис. X стр. 13.
  68. ^ Widner Томас (июнь 2009). Проект итогового отчета по проекту поиска и оценки исторических документов Лос-Аламоса (LAHDRA) (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 12 ноября 2012 года .
  69. Su, S. (август 2006 г.). Срок действия источника ТАД и оценка мощности дозы (PDF) . Bechtel Saic. 000-30R-GGDE-00100-000-00A . Проверено 20 мая 2012 года .
  70. ^ «Высокие показатели радиации на реакторе № 2 Фукусимы усложняют работу роботизированного зонда» . The Japan Times Online . 10 февраля 2017.
  71. ^ МакКарри, Джастин (3 февраля 2017). «Излучение ядерного реактора Фукусима на самом высоком уровне с момента аварии 2011 года» . The Guardian - через theguardian.com.
  72. ^ Хруска, Joel (3 февраля 2017). «Реактор № 2 Фукусимы намного более радиоактивен, чем предполагалось ранее» . extremetech.com . Проверено 31 января 2021 года .
  73. Дворский, Георгий (10 февраля 2018 г.). «Чрезмерная радиация внутри робота-уборщика жареной картошки Фукусима» . Gizmodo.com . Проверено 31 января 2021 года .
  74. ^ 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 года .
  75. ^ Викофф, HO (апрель 1977). Круглый стол по единицам СИ: Деятельность ICRU (PDF) . Международный конгресс Международной ассоциации радиационной защиты. Париж, Франция . Проверено 18 мая 2012 года .
  76. ^ Вайкофф, HO; Allisy, A .; Лиден, К. (май 1976 г.). «Новые специальные названия единиц СИ в области ионизирующих излучений» (PDF) . Британский журнал радиологии . 49 (581): 476–477. DOI : 10.1259 / 0007-1285-49-581-476-б . ISSN 1748-880X . PMID 949584 . Проверено 18 мая 2012 года .   
  77. ^ «Рекомендации МКРЗ» . Летопись МКРЗ . МКРЗ Публикация 26. 1 (3). 1977 . Проверено 17 мая 2012 года .
  78. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала 14 августа 2017 г.
  79. ^ Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите и Международной комиссии по радиологическим установкам (PDF) . Справочник Национального бюро стандартов. 47 . Министерство торговли США. 1950 . Проверено 14 ноября 2012 года .
  80. ^ 10 CFR 20.1004 . Комиссия по ядерному регулированию США. 2009 г.
  81. Совет Европейских сообществ (21 декабря 1979 г.). «Директива Совета 80/181 / EEC от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354 / EEC» . Проверено 19 мая 2012 года .
  82. ^ Управление по воздуху и радиации; Управление радиации и внутреннего воздуха (май 2007 г.). «Радиация: риски и реальность» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. п. 2 . Проверено 19 марта 2011 года .
  • Доклад Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации Генеральной Ассамблее (PDF) , Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации

Внешние ссылки [ править ]

  • Гловер, Пол. «Миллисиверты и радиация» . Шестьдесят символов . Brady Харан для Ноттингемского университета .
  • Eurados - Европейская группа дозиметрии излучения