Sievert

Sievert
Bilgi
Sistem Uluslararası Sistemden türetilen birimler
Birim ... Eşdeğer doz , etkili doz
Sembol Sv
İsim Rolf sievert
Dönüşümler
1 Sv giriş ... eşittir...
  SI birimleri   1  m 2  s −2
     1 J  kg- 1

Sievert (sembol: Sv ) olan “insanlar üzerinde radyasyon etkisinin değerlendirilmesini vermek üzere kullanılan birim” . Daha kesin olarak, eşdeğer bir dozu , etkili bir dozu veya bir radyoaktif doz oranını (Sv / s, Sv / h veya Sv / yıl) ölçmek için kullanılan Uluslararası Sistemden türetilen birimdir , yani insanın biyolojik etkisini kantitatif olarak değerlendirmek için kullanılır. iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma . Sievert bu nedenle laboratuar hayvanları tarafından alınan maruziyeti ölçmek için kullanılamaz ve gri ile değiştirilir .

Radyasyonun etkisi öncelikle her bir kütle birimi tarafından fiziksel olarak alınan iyonlaştırıcı enerjiye bağlıdır. Sievert bu nedenle gri ile aynı fiziksel tanıma sahiptir , yani kilogram başına bir joule . Bununla birlikte, bu enerjinin spesifik etkisi, biri farklı radyasyonların biyolojik etkililiğini, diğeri ise belirli bir organa verilen hasarın biyolojik etkisini açıklayan iki katsayı ile yansıtılır. Bu iki ağırlıklandırma faktörü boyutsuz miktarlardır .

Bu birim, radyoaktif dozların ölçümü ve radyasyonun biyolojik etkileri üzerinde çalışan İsveçli bir fizikçi olan Rolf Sievert'in adını almıştır .

Tanım

Gelen Uluslararası Birimler Sistemine  :

[Gy] = [SV] = J / kg = m 2 / s 2

Bu nedenle, sievert, biyolojik etkisinden bağımsız olarak emilen dozu (kütle birimi başına emilen enerji) ölçen dozimetride kullanılan başka bir birim olan gri ile homojendir .

Emilen dozu , D , doğrudan hesaplanır gri  : bu olarak, birim kütle başına emilen enerjidir. Absorbe edilen doz ile ilgili olarak, etkili bir doz , E , dikkate iki ek alan boyutsuz faktörleri (radyasyon ağırlıklandırma faktörü a , R ve doku ağırlık faktörü a T olarak organ olarak radyasyon görece etkisinin yansıtır), referans radyasyona kıyasla.

Bu iki ağırlıklandırma faktörü, Uluslararası Radyolojik Koruma Komisyonu'nun 2007 önerilerinde belirtilmiştir . Bu nedenle, etkin bir doz E ve eşdeğer H doz emilen farklı D bunlar faktörlere değerine bağlıdır, çünkü W R ve W , T . Herhangi bir karışıklığı önlemek için birim, absorbe edilen D dozuna "gri" veya "kilogram başına" joule "ve eşdeğer doz H veya etkili E için" sievert "birimi kullanılır .

Radyasyonun doğasının ağırlıklandırılması

Bir yandan, biyolojik etkiler yalnızca iyonlaştırıcı radyasyon tarafından alınan enerjiye değil, aynı zamanda bu radyasyonun doğasına da bağlıdır. Bu fark, eşdeğer dozu hesaplamayı mümkün kılan radyasyon ağırlık faktöründe hesaba katılır  : eşit enerjide, protonların gama ışınlarına göre ortalama iki kat daha fazla kansere neden olduğunu gözlemlediğimizde, bu deneysel sonucu şu şekilde çeviririz: protonlarla ilişkili ağırlıklandırma faktörü ikidir. Böylece her radyasyon için, (büyük ölçüde) eşdeğer sonuçlara yol açan gama radyasyonu dozuna karşılık gelen eşdeğer dozu tanımlamak mümkündür .

Eşdeğer doz , H , emilen dozu ürünüdür D ve iyonizan radyasyon : Boyutsuz faktörü ile ağırlık R (eşdeğer enerji farklı ışınlara etkisi spesifik yansıtma ağırlık faktörü).

Radyasyon ağırlıklandırma faktörü w R , radyasyonun göreceli biyolojik verimliliğini yansıtır. İşte bazı değerler:

Biyolojik doku duyarlılığının ağırlıklandırılması

Öte yandan, eşdeğer doz, bir organizma bir bütün olarak nispeten homojen bir doza maruz kaldığında biyolojik etkilerin hesaplanmasını mümkün kılar, ancak bir maruziyet yalnızca kısmi olduğunda, ciddiyeti yine de biyolojik dokunun doğası ile tartılmalıdır. . maruz kalmış olanlar: bir maruziyet lokal olduğunda, etkisi (esasen kanserojen veya mutajenik bir potansiyel), etkilenen organın hücrelerinin yavaş (deri, kemik) veya tam tersine çoğalmasına bağlı olarak aynı şiddete sahip değildir. , çok hızlı ürer ( kemik iliği ) veya yavruları ( gonadları ) etkileme olasılığı yüksektir .

Organlar ve dokular için bazı w T değerleri şunlardır :

Örneğin ışınlanmış türleri temsil etmek (örneğin böcekler radyasyona memelilerden çok daha dirençlidir ) veya radyasyon oranına göre alınan dozu düzeltmek gibi diğer faktörleri hesaba katmak için ek bir N faktörü ekleyebiliriz . yatırılan enerji açısından iki eşdeğer doz, farklı sürelerde alınırsa eşdeğer değildir) veya hacim konsantrasyonu (konsantre bir doz, yaygın bir dozdan farklı olacaktır ).

Ve çeşitli organizmalar için bazı N değerleri (insanlara göre):

Radyasyon dozlarının etkisi

Stokastik etkiler durumunda (bu nedenle ölçülerle ölçülür) ve deterministik etkiler durumunda (ölçülerin gri olarak ifade edilmesi gerektiğinde ) işleyen mekanizmaların aşağıdakilerle hiçbir ilgisi yoktur:

ICRP tarafından hesaplanan ağırlıklandırma faktörleri w R ve w T , yeni bilimsel veya epidemiyolojik veriler ortaya çıktıkça gelişir. Bu nedenle, söz konusu uzmanların risk taşıdığı fikrine bağlı olarak önemli ölçüde (yukarı veya aşağı doğru) değişebilir. Bu nedenle, 2007 önerilerinde, ICRP, yavrulara bulaşma riskinin 1990'daki önerilerinde büyük ölçüde fazla tahmin edildiğini ve gonadlar için doku ağırlık katsayısını 0.20'den sadece 0.08'e düşürdüğünü tahmin etti.

Sievert, deneklerin sağlığı üzerinde düşük radyasyonla indüklenen stokastik riski ölçmek için kullanılır: kanserden bir gün daha ölme riski, bir gün ciddi bir mutasyonun bir soyundan gelme riski. Sievert, örneğin normal koşullar altında işçilerin ve halkın radyasyondan korunması için düşük maruziyetleri ifade etmek için kullanılabilir .

Ancak, büyük bir radyasyonun etkisini (tipik olarak Gy düzeyinde) ölçmek için sievert kullanmak yanlıştır, çünkü bu tür dozlar için etki stokastik değil deterministiktir. Örneğin, 8 Gy'lik bir dozun  ölümcül olduğu söyleniyor çünkü belirli ölümleri içeriyor. Bu yüksek dozlar için grilerle ifade etmeliyiz , sievert kullanımı neredeyse her zaman yasaktır.

Alınan doz ve klinik işaretler

Aşırı ışınlama mide bulantısı, ishal, yorgunluk hissi ve halsizlik gibi prodromların varlığı ile ortaya çıkar . Ayrıca iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmadan kaynaklanan lenfosit azalmasının etkili dozla doğru orantılı olduğu gözlendi . Bir denekte olası bir ışınlama durumunda, lenfosit popülasyonundaki herhangi bir varyasyonu değerlendirmek için üç saat arayla iki kan testi yapılır.

Işınlamanın da stokastik bir etkisi vardır  : alınan doza bağlı olarak kanser riskinde artışa neden olur. Bu etki istatistiksel olarak tespit edilebilir. Sievert, bu etkiyi hesaba katan ölçüdür.

Çok kısa bir süre içinde alınan yoğun radyasyonlarda klinik belirtiler gözlenir.
Yorum: Akut radyasyonlarla ilgili makaleye göre, radyasyonun deterministik (veya stokastik olmayan) etkilerini tartışırken sievert kullanmak yanlıştır. Gri ve elek, bu nedenle karşılaştırılabilen iki "homojen" birimdir, ancak genel olarak, kilogram başına bir joule dozunun ötesinde , ölçüm gri olarak ifade edilir .

Doz kategorisine göre etki (logaritmik ölçek)
Doz Etki
20  Gy 40 Gy'den büyük bir doz için   : konvülsiyon, koma ve ani ölümle birlikte bir sinir sendromu görülür.

Ancak bu kazalar son derece nadir olduğu için klinik tanımlamalar epidemiyoloji ile tam olarak oluşturulamamaktadır .

10  Gy 8 Gy'den büyük bir doz için   : Akut ishal, ölüme yol açan sindirim kanaması ile birlikte bir gastrointestinal sendrom vardır. 10 Gy'den büyük dozlar için ölüm hemen hemen kesindir  . Bir rehber olarak, 12  Gy , nakilden hemen önce kemik iliğini tahrip ederek lösemiyi tedavi etmek için verilebilecek dozdur. Bu aynı zamanda bazıları tarafından alınan en yüksek doz olan tasfiyecilerin arasında Çernobil .
5  Gy Küresel akut radyasyon, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalan deneklerin% 50'sini öldüren doz olarak tanımlanır. Bu değer, 3 ila 4,5 Sv'lik bir aralığı kabul eder  . Yaklaşık otuz güne yayılan hematolojik bir sendrom eşlik eder. Tedavi verilmez.
2  Gy 2 ila 4 Gy'lik bir doz için   : klinik uygulamada bir hematopoetik sendrom gözlenir. Lenfosit ve beyaz kan hücrelerinin popülasyonları önemli ölçüde azalır. Lenfopeni, lökopeni hakkında konuşuyoruz ve ışınlama anemiye (kırmızı kan hücrelerinin eksikliği) yol açabilir.
1  Gy İnsan , " radyasyon hastalığı  " olarak adlandırılan, 1000 mGy'ye (yani 1  Gy )  eşdeğer tek bir dozdan radyasyona bağlı olarak klinik belirtiler gösterir  . Birey daha sonra sistematik olarak hastaneye kaldırılır.

Bu tip radyasyondan ölümcül kanser geliştirme riski (çok kısa bir üniform maruziyette)% 5'tir. Bu rakam ICRP 103'te ( ICRP 103 sayfa 206 ) belirtilmiştir: kanser kaynaklı ölüm oranı, belirtilen çalışmalara bağlı olarak 10.000'de 414'ten 10.000'de 503'e kadardır. Bu rakam, girişte "mevcut en son rakamlara göre (Ekim 2003) Japon atom bombasından kurtulanların takibinde, 9,335 kanser ölümünün yaklaşık% 5'i radyasyona ve 31,881 kanser dışı ölümün% 0,8'i radyasyona bağlıdır, bu da aşağıda belirtilen diğer yayınlarla tutarlıdır ”.

0,5  Gy Çernobil temizlikçilerinin gözlemi, özellikle radyasyona bağlı klinik belirtiler olmaksızın anormal derecede yüksek morbidite ortaya çıkardı , radyo-indüklü bir immün yetmezlik sendromunu düşündürmektedir.
0.2  Gy " Düşük" doz terimi, halihazırda mevcut tekniklerin duyarlılık sınırlarından dolayı biyolojik bir etkinin tespit edilemediği herhangi bir dozu tanımlar. Kromozomal anormalliklerin sıklığındaki artışın tespiti için 2 cGy'lik ve kanser riski için 20  cGy'lik duyarlılık eşikleri,  birkaç ekip tarafından kapsamlı bir vaka analizi pahasına benimsendi. ".
0.1  Gy Hiroşima ve Nagazaki'den kurbanlar üzerinde yapılan çalışma, 100 mSv = 0.1  Sv'nin altındaki organlara dozlarda istatistiksel olarak önemli bir kanser riski ortaya koymadı  .

Bir sievert dozu, ışınlamayı mağdur için tehlikeli olarak nitelendirmek için iyi bir mertebedir ve daha sonra özel tıbbi gözlemi haklı çıkarır:

Daha düşük dozlar ve uzun süreler boyunca alınan kümülatif dozlar için, belirleyici bir etki gözlemlenmez ve stokastik etkilerin kesin olarak ölçülmesi imkansızdır. Ayrılmalarını sağlayan verilerin yokluğunda, bu iki karşıt tezin çatıştığı bir alandır:

10 mSv (bir rem ) ile 1 Sv arasındaki aralıkta  , kazara radyasyonların önlenmesi, neden olabilecekleri istatistiksel fazla kanser nedeniyle halk sağlığı açısından endişe verici bir konudur, ancak bu ışınlamaların daha fazla tanımlanabilir olmaması bireysel düzeyde sonuç.

Uluslararası Radyasyondan Korunma Komisyonu birden fazla miliSievert yıllık dozunu aldıktan karşı tavsiyede ancak yılda en az yüz millisieverts pozlama temsil etmediğini tahminleri, istatistiksel, artan kanser riski.

Radyasyona maruz kalma

Bir parçacık yalnızca ihmal edilebilir enerji iletir. Aşağıdaki tablo, yumuşak dokularda 1 mSv'lik bir doz için, partikül tipine ve enerjisine bağlı olarak havadaki partikül akışlarını (santimetre kare başına partikül sayısı olarak ifade edilir) gösterir  .

Enerji (MeV) Elektron ( beta ) Foton ( gama ) Nötron
10 −8 ila 10 −3 9,6 × 10 7
10 −2 2,6 × 10 5 1,3 × 10 8 6.5 × 10 7
10 −1 1.5 × 10 6 2,5 × 10 9 2.0 × 10 8
1 3.1 × 10 6 2.0 × 10 8 2,8 × 10 6
10 3.0 × 10 6 4,0 × 10 7 2,5 × 10 6

Maruz kalma, radyoaktif malzeme ile temas olmaksızın, belli bir mesafeden radyasyonla sınırlı olduğu sürece, sağlık için gerçek bir risk oluşturmak için çok yüksek bir aktivite ( bekerel olarak ifade edilir , Bq olarak ifade edilir ) gerekir.

Örneğin, 4.000 Bq bir kontaminasyonu için bir dış maruz kalma / m 2 olduğu (hesaplanması için olduğu varsayılan) ile bir radyoaktivite (Çernobil felaket aşağıdaki Fransa gözlenen serpinti büyüklük sırası) p MeV karşılık gelir 1'e 0.4 arasında bir elektron akışı  cm -2  s -1 0.4 / 3.1 x 10 bir ışıma böylece elektron -6 = 0.13 x 10 -6  mSv s -1 . Bu genlikteki radyasyona yıllık maruz kalma (yani 32 × 10 6 saniye boyunca), 0.4 / (3.1 × 32) = 4 mSv , yani doğal ortalama dozun iki katı veya yine yıllık sınırın büyüklüğünün mertebesinde bir ışınlamaya yol açar.  sivil nüfus için yetkilendirilmiş (karşılaştırma için, akciğer röntgeni için absorbe edilen doz 0,3 mSv düzeyindedir  ).

Ayrıca, bir radyo elementi tarafından verilen doz, metabolize edilirse ve bir veya daha fazla organda sabit kalırsa (iç ışınlama) çok daha yüksek olabilir. Bu nedenle Fransız popülasyonları için Çernobil'den kaynaklanan serpinti ile ilişkili ana risk, potansiyel olarak tiroid kanseridir (tiroidin süt içerken alınan radyoaktif iyot tarafından iç ışınlanması).

Büyüklük emirleri ve düzenlemeler

Kolaylık sağlamak için, milisievert (mSv) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Eşdeğer ve yakın birimler

Radyoaktiviteyi ölçen birçok fiziksel birim vardır.

1  Sv (sievert) (= 100  rem) = 1.000  mSv = 1.000.000  μSv
1  mSv (milisievert) (= 100 mrem) = 0.001  Sv = 1.000  μSv
1  μSv (microsievert) (= 0.1 mrem) = 0.000 001  Sv = 0.001  mSv

1  rem = 0.01  Sv = 10  mSv = 10.000  μSv
1 mrem = 0.000 01  Sv = 0.01  mSv = 10  μSv

Notlar ve referanslar

  1. "Sözlük" , CEA .
  2. "Özel adlara sahip birimler" , Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu (29 Ocak 2008'de erişildi).
  3. “Uluslararası Radyolojik Koruma Komisyonu'nun 2007 Tavsiyeleri” , ICRP 103, 2009 [PDF] .
  4. (en) DJ Strom, "  Radyasyona Maruz Kalmadan Gelen Sağlık Etkileri  " ( ArşivWikiwixArchive.isGoogle • Ne yapmalı? ) , ABD Enerji Bakanlığı için Battelle tarafından işletilen Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı, 2003. sayfa 5
  5. Delahaye'ye göre, "Nükleer silah kullanımının ortaya koyduğu tıbbi yönler", 1969.
  6. itibaren Tahmini ve radon kaynaklanan bronkopulmoner kanseri riski yönetiminde kızları, Radyokorunum 1997 Vol. 32, no 3, sayfalar 331 - 355. "  http://www.radioprotection.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=%2Farticles%2Fradiopro%2Fpdf%2F1997%2F03%2Fra0303.pdf  " ( ArşivWikiwixArchive.isGoogle • Ne yapmalı? )
  7. (in) DJ Strom, "  Akut Radyasyona Maruz Kalmadan Kaynaklanan Sağlık Etkileri  " ( ArşivWikiwixArchive.isGoogle • Ne yapmalı? ) , Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı, Battelle tarafından ABD Enerji Bakanlığı için işletilmektedir, 2003.
  8. “  O. RIGAUD, Radyo adaptasyonu: düşük doz iyonlaştırıcı radyasyona yanıtın hücresel ve moleküler yönleri  ” ( ArşivWikiwixArchive.isGoogle • Ne yapmalı? ) , Radioprotection 1998 Cilt. 33, no 4 [PDF] , radioprotection.org'daki sayfalar 389'dan 404'e
  9. Örneğin , düşük seviyeli radyasyona maruz kalmaya tüm vücut tepkileri veya Doz-etki ilişkileri ve düşük doz iyonlaştırıcı radyasyonun kanserojen etkilerinin tahmini veya Düşük Seviye Radyasyondan Kaynaklanan Kanser Riski: Son Kanıtların Gözden Geçirilmesi bölümüne bakın .
  10. "  Radyoaktivite: Eşiksiz doğrusal ilişki  " , www.laradioactivite.com'da ( 21 Mart 2016'da erişildi )
  11. 200 mSv'lik bir maruziyet,  % 1'lik (binde 2 x 0,5) ölümcül kanser riskinin göreli riskine yol açar.
  12. Japonya: nükleer olay 30 çalışanı radyasyona maruz bırakıyor , Le Monde , 27 Mayıs 2013.
  13. Nükleer Bilimler ve Teknikler Kütüphanesi - Atom Mühendisliği, fasc. C VII, PUF, 1963.
  14. Bu rakamlara göre
  15. Nair, KRR, MK Nair, P. Gangadharan vd. Karunagappally Taluk, Kerala, Hindistan'da doğal arka plan radyasyon seviyelerinin ölçülmesi. s. 79-82 in: Yüksek Düzeylerde Doğal Radyasyon ve Radon Alanları: Radyasyon Dozu ve Sağlık Etkileri (J. Peter, G. Schneider, A. Bayer ve diğerleri, Eds.). Cilt II: Poster Sunumları. BfS Schriften 24/2002. Bundesamt für Strahlenschutz, Salzgitter, 2002. Gangadharan, P., MK Nair, P. Jayalekshmi vd. Hindistan, Kerala'da yüksek doğal arkaplan radyasyon alanında kanser morbiditesi ve mortalitesi. s. 510-512 in: Yüksek Düzeylerde Doğal Radyasyon ve Radon Alanları: Radyasyon Dozu ve Sağlık Etkileri (J. Peter, G. Schneider, A. Bayer ve diğerleri, Eds.). Cilt II: Poster Sunumları. BfS Schriften 24/2002. Bundesamt für Strahlenschutz, Salzgitter, 2002. [1] [2]
  16. UNSCEAR raporu ( ISBN  978-92-1-142274-0 ) .
  17. ASN web sitesi
  18. http://www.laradioactivite.com/site/pages/dosesdexamensauxrayonsx.htm
  19. Sievert-Sistem  : hava yolculuğu sırasında alınan radyasyon dozları hesaplanması için bir araç (geliştirdiği IRSN ve DGAC ).
  20. Radyoaktivite ve Tütün , Fransız Fizik Derneği sitesinde
  21. Videonews.com raporu
  22. ACRO, Chronicle of Nuclear Events in Japan.
  23. https://news.umich.edu/nano-sized-voltmeter-measures-electric-fields-deep-within-cells/
  24. https://ondes-info.ineris.fr/node/719

Ayrıca görün

Kaynakça