Sievert
Odvozená jednotka SI · veličina: ekvivalentní a efektivní dávka
01 · Definice
Sievert je absorbovaná dávka násobená činiteli, které berou v úvahu druh záření a citlivost ozářených orgánů. Rozměr je týž jako u grayi, ale sievert odpovídá ne na otázku «kolik energie», nýbrž na otázku «nakolik je to nebezpečné».
Průměrný obyvatel Země dostane za rok asi dva a půl milisievertu a větší část nepřipadá na techniku, nýbrž na radon prosakující z podloží do sklepů a přízemí. Lékařská diagnostika přidá zhruba tolikéž v zemích s rozvinutým zdravotnictvím. Havárie, jaderná energetika a zkoušky dávají dohromady zlomky procenta — a přece právě ony určují, jak je jednotka vnímána.
Váhové činitele nevyplývají z rovnic: stanoví je Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu zobecněním údajů o přeživších v Hirošimě, o havířích uranových dolů a o laboratorních zvířatech. Komise je přezkoumává jednou za deset až dvacet let a čísla se mění: neutronům se kdysi přisuzovala stupňovitá škála, dnes hladká křivka s maximem kolem jednoho megaelektronvoltu. To znamená, že dávka v sievertech spočtená v roce 1990 a táž dávka podle dnešních pravidel jsou různá čísla při jednom a témže ozáření.
02 · Převod
Zadejte dávku — list ji rozloží na jednotky
Rem se udržel v sovětských a amerických dokumentech do devadesátých let a jeden rem je setina sievertu — týž poměr jako rad ke grayi. Převod z grayů vyžaduje znát druh záření: pro fotony a elektrony se čísla shodují, pro částice alfa se liší dvacetkrát.
Rem je zkratka z «roentgen equivalent man» a objevil se ve čtyřicátých letech, kdy už bylo jasné, že táž ionizace škodí různě. Sievert zaujal jeho místo v roce 1979 a zvětšil jednotku stokrát — a to přineslo tytéž záměny jako u radu a grayi: číslo ze starého protokolu, čtené jako dnešní, podceňuje dávku stokrát. V ruských normách radiační bezpečnosti byl rem oficiálně připouštěn do let 2000, a v dokumentaci starých objektů se s ním potkáváme dodnes.
| Jednotka | Název | Hodnota | Kde se vyskytuje |
|---|---|---|---|
| Sv | sievert, jednotka SI | 0,0024 | havárie, akutní dávky |
| mSv | milisievert | 2,4 | normy, medicína, roční dávky |
| µSv | mikrosievert | 2400 | snímky, přelety, pozadí |
| nSv | nanosievert | 2 400 000 | dávkový příkon, citlivé přístroje |
| Gy | gray při činiteli 1 | 0,0024 | jen fotony a elektrony |
| let | let světového průměrného pozadí | 1 | kolik let pozadí to stojí |
| rem | roentgen equivalent man, 1940. léta | 0,24 | SSSR a USA do 1990. let |
| mrem | milirem | 240 | dozimetrie personálu |
| R | rentgen ve vzduchu, přibližně | 0,27273 | ionizace vzduchu, ne tkáně |
| rad | rad při činiteli 1 | 0,24 | absorbovaná dávka, ne ekvivalentní |
| Sv | sievert | 0,0024 | dnešní jednotka |
Řádek s grayi platí jen pro rentgenové a gama záření, kde se váhový činitel rovná jedné. Hodiny letu jsou spočteny pro cestovní hladinu jedenácti kilometrů ve středních šířkách.
03 · Řády veličin
od banánu po havarijní směnuDva a půl milisievertu: světový průměrný rok
04 · Měřicí přístroje
Čím se měří sieverty
Křemíkový detektor v kapse pláště: počítá impulzy, hromadí dávku a varuje pípnutím při překročení prahu příkonu. Ukazuje ne efektivní dávku, nýbrž operační veličinu — to, co přístroj skutečně dokáže změřit.
Koule z polyethylenu o průměru čtvrt metru s heliovým počítačem uvnitř. Obal je zvolen tak, aby citlivost přístroje sledovala křivku váhového činitele neutronů — přístroj dává rovnou sieverty, a ne počty impulzů.
Termoluminiscenční tabletky pod okénky z hliníku, mědi a plastu. Z rozdílu zčernání pod filtry se obnoví energie a druh záření, a tedy i činitel — bez něhož nelze počty impulzů převést na sieverty.
Křeslo v místnosti se stěnami ze staré oceli a olova, kde detektor zachytává gama záření izotopů, které se dostaly dovnitř těla. Počítá cesium a draslík v člověku přímo a převádí je na dávku očekávanou za následujících padesát let.
05 · Pravidla zápisu
Sievert vždy s upřesněním, čí je to dávka
Značka se píše velkým S a malým v. V běžném životě se dávka uvádí téměř vždy v milisievertech a mikrosievertech: celý sievert znamená těžké poškození a v obvyklých situacích se takové číslo nevyskytuje. Dávkový příkon se píše v mikrosievertech za hodinu a nikdy se nesmí uvádět bez doby expozice.
Efektivní dávka je vymyšlena pro řízení ochrany, ne pro hodnocení újmy u konkrétního člověka: průměruje citlivost orgánů přes myšleného člověka středního věku a obou pohlaví zároveň. Používat ji zpětně na postiženého je rozšířená chyba; k tomu se počítá dávka na konkrétní orgán. A ještě jedno pravidlo: efektivní dávky z různých zdrojů se sčítat smějí, ale porovnávat je s údajem domácího dozimetru téměř nikdy.
06 · Sousední jednotky
Sievert uzavírá radiologický řetěz: becquerel počítá rozpady, gray energii, která dorazila k látce, sievert očekávanou újmu. S každým krokem přibývá informace, která v předchozí jednotce není.
Tkáňové činitele jsou rozděleny nerovnoměrně: červená kostní dřeň, plíce, žaludek a prsní žláza dostávají po dvanácti setinách, kůže a kosti po jedné setině. Z listů Simetria k sievertu přiléhají gray, becquerel, curie a joule s kilogramem listů Simetria k sievertu přiléhají gray, becquerel, curie a joule s kilogramem v základu rozměru.
07 · Historický oddíl
Jak se naučili převádět energii na riziko
Rolf Sievert vedl fyzikální oddělení Radiumhemmetu a stal se jedním ze zakladatelů mezinárodní komise pro ochranu před zářením. Postavil také první přístroje pro sledování dávek pacientů a trval na tom, že mez má být číslo, a ne názor lékaře.
Práce s reaktory a neutrony ukázaly, že táž ionizace škodí různě. Objevil se rem — dávka rovnocenná účinkem jednomu rentgenu — a s ním pojem relativní biologické účinnosti.
Generální konference pro váhy a míry zavedla sievert čtyři roky po grayi a uznala tím, že dvě veličiny s týmž rozměrem potřebují různá jména. Jinak nebylo v dokumentech poznat, o kterou z nich jde.
Komise nahradila stupňovitou škálu pro neutrony hladkou křivkou, změnila váhu prsní žlázy a pohlavních žláz a zavedla zvláštní činitel pro protony. Všechny dávky spočtené podle pravidel z roku 1990 bylo nutné prohlásit za neporovnatelné s novými.
Jediná jednotka SI, kterou nelze změřit
Efektivní dávku neměří žádný přístroj a v zásadě ani měřit nemůže: je definována jako součet přes orgány živého člověka, vážený činiteli, které komise stanoví z důvodů ochrany. Aby dozimetrie zůstala použitelná, vymyslely se operační veličiny — prostorový ekvivalent dávky a osobní ekvivalent dávky. Nepočítají se pro člověka, nýbrž pro myšlenou kouli z tkáni ekvivalentní látky o průměru třicet centimetrů, a ty už lze reprodukovat etalonem a zapsat do listu přístroje. Přístroje se kalibrují podle těchto veličin a komise zvlášť ověřuje, že dávají rezervu na bezpečnou stranu vůči efektivní dávce. Vzniká stavba o třech patrech: měřitelná veličina, počítaná veličina a činitele, které je spojují dohodou, a ne rovnicí. Právě proto číslo z domácího dozimetru a číslo ze zprávy o roční dávce nejsou totéž číslo, i když jednotka je na obou stejná.
Katalog · měřicí jednotky
List pro každou veličinu
Sedm základních jednotek SI, dvaadvacet odvozených s vlastními názvy a jednotky mimo soustavu, bez nichž se neobejde ani technika, ani každodennost. Každá má svůj list: definice, převod, přístroje, pravidla zápisu. V 36 jazycích.