Σίβερτ
Παράγωγη μονάδα SI · μέγεθος: ισοδύναμη και ενεργός δόση
01 · Ορισμός
Το σίβερτ είναι η απορροφούμενη δόση πολλαπλασιασμένη με συντελεστές που λαμβάνουν υπόψη το είδος της ακτινοβολίας και την ευαισθησία των ακτινοβολημένων οργάνων. Η διάσταση είναι η ίδια με του γκρέι, αλλά το σίβερτ απαντά όχι στο «πόση ενέργεια» αλλά στο «πόσο επικίνδυνο είναι».
Ο μέσος κάτοικος της Γης δέχεται τον χρόνο περίπου δυόμισι χιλιοστοσίβερτ, και το μεγαλύτερο μέρος δεν προέρχεται από την τεχνολογία αλλά από το ραδόνιο που διαπερνά από το έδαφος σε υπόγεια και ισόγεια. Η ιατρική διαγνωστική προσθέτει περίπου άλλα τόσα σε χώρες με ανεπτυγμένη υγειονομική περίθαλψη. Ατυχήματα, πυρηνική ενέργεια και δοκιμές δίνουν μαζί κλάσματα του τοις εκατό — κι όμως αυτά καθορίζουν πώς γίνεται αντιληπτή η μονάδα.
Οι συντελεστές στάθμισης δεν προκύπτουν από εξισώσεις: τους ορίζει η Διεθνής Επιτροπή Ακτινοπροστασίας, γενικεύοντας δεδομένα για τους επιζώντες της Χιροσίμα, για τους μεταλλωρύχους των ορυχείων ουρανίου και για πειραματόζωα. Η επιτροπή τους αναθεωρεί κάθε δέκα με είκοσι χρόνια, και οι αριθμοί αλλάζουν: στα νετρόνια αποδιδόταν κάποτε κλιμακωτή κλίμακα, σήμερα μια ομαλή καμπύλη με μέγιστο γύρω στο ένα μεγαηλεκτρονιοβόλτ. Αυτό σημαίνει ότι μια δόση σε σίβερτ υπολογισμένη το 1990 και η ίδια δόση με τους σημερινούς κανόνες είναι διαφορετικοί αριθμοί για μία και την ίδια ακτινοβόληση.
02 · Μετατροπή
Δώστε μια δόση — το δελτίο θα την αναλύσει σε μονάδες
Το rem κρατήθηκε σε σοβιετικά και αμερικανικά έγγραφα ως τη δεκαετία του ενενήντα, και ένα rem ισούται με ένα εκατοστό του σίβερτ — η ίδια αναλογία που έχει το rad προς το γκρέι. Η μετατροπή από γκρέι απαιτεί να γνωρίζουμε το είδος της ακτινοβολίας: για φωτόνια και ηλεκτρόνια οι αριθμοί συμπίπτουν, για σωματίδια άλφα διαφέρουν είκοσι φορές.
Το rem σημαίνει «roentgen equivalent man» και εμφανίστηκε στη δεκαετία του σαράντα, όταν ήταν ήδη σαφές ότι ο ίδιος ιονισμός βλάπτει με διαφορετικούς τρόπους. Το σίβερτ πήρε τη θέση του το 1979 μεγαλώνοντας τη μονάδα εκατό φορές — και αυτό έφερε τις ίδιες συγχύσεις με το rad και το γκρέι: ένας αριθμός από παλιό πρωτόκολλο, διαβασμένος ως σημερινός, υποτιμά τη δόση εκατό φορές. Στους ρωσικούς κανόνες ακτινικής ασφάλειας το rem επιτρεπόταν επίσημα ως τη δεκαετία του 2000, και στα έγγραφα παλαιών εγκαταστάσεων απαντά ακόμη.
| Μονάδα | Όνομα | Τιμή | Πού απαντάται |
|---|---|---|---|
| Sv | σίβερτ, μονάδα SI | 0,0024 | ατυχήματα, οξείες δόσεις |
| mSv | χιλιοστοσίβερτ | 2,4 | κανόνες, ιατρική, ετήσιες δόσεις |
| µSv | μικροσίβερτ | 2400 | ακτινογραφίες, πτήσεις, υπόβαθρο |
| nSv | νανοσίβερτ | 2 400 000 | ρυθμός δόσης, ευαίσθητα όργανα |
| Gy | γκρέι με συντελεστή 1 | 0,0024 | μόνο φωτόνια και ηλεκτρόνια |
| χρόνια | χρόνια παγκόσμιου μέσου υποβάθρου | 1 | πόσα χρόνια υποβάθρου κοστίζει αυτό |
| rem | roentgen equivalent man, δεκαετία 1940 | 0,24 | ΕΣΣΔ και ΗΠΑ ως τη δεκαετία 1990 |
| mrem | χιλιοστό rem | 240 | δοσιμετρία προσωπικού |
| R | röntgen στον αέρα, κατά προσέγγιση | 0,27273 | ιονισμός του αέρα, όχι του ιστού |
| rad | rad με συντελεστή 1 | 0,24 | απορροφούμενη δόση, όχι ισοδύναμη |
| Sv | σίβερτ | 0,0024 | η σημερινή μονάδα |
Η γραμμή με τα γκρέι ισχύει μόνο για ακτίνες Χ και ακτινοβολία γάμμα, όπου ο συντελεστής στάθμισης ισούται με ένα. Οι ώρες πτήσης έχουν υπολογιστεί για ύψος πλεύσης έντεκα χιλιομέτρων σε μέσα γεωγραφικά πλάτη.
03 · Τάξεις μεγέθους
από τη μπανάνα ως τη βάρδια έκτακτης ανάγκηςΔυόμισι χιλιοστοσίβερτ: ο παγκόσμιος μέσος χρόνος
04 · Όργανα μέτρησης
Με τι μετρώνται τα σίβερτ
Ανιχνευτής πυριτίου στην τσέπη της μπλούζας: μετρά παλμούς, συσσωρεύει δόση και προειδοποιεί με ήχο όταν ξεπεραστεί το κατώφλι του ρυθμού. Δείχνει όχι την ενεργό δόση αλλά ένα επιχειρησιακό μέγεθος — αυτό που ένα όργανο μπορεί πραγματικά να μετρήσει.
Μια σφαίρα από πολυαιθυλένιο διαμέτρου ενός τετάρτου του μέτρου με μετρητή ηλίου μέσα. Το κέλυφος έχει επιλεγεί ώστε η ευαισθησία του οργάνου να ακολουθεί την καμπύλη του συντελεστή στάθμισης των νετρονίων — το όργανο δίνει αμέσως σίβερτ και όχι μετρήσεις παλμών.
Θερμοφωταυγή δισκία κάτω από παράθυρα αλουμινίου, χαλκού και πλαστικού. Από τη διαφορά μαυρίσματος κάτω από τα φίλτρα ανακτάται η ενέργεια και το είδος της ακτινοβολίας, άρα και ο συντελεστής — χωρίς τον οποίο οι μετρήσεις δεν μεταφράζονται σε σίβερτ.
Μια πολυθρόνα σε δωμάτιο με τοίχους από παλιό χάλυβα και μόλυβδο, όπου ένας ανιχνευτής πιάνει την ακτινοβολία γάμμα των ισοτόπων που έχουν μπει μέσα στο σώμα. Μετρά το καίσιο και το κάλιο στον άνθρωπο απευθείας και τα μετατρέπει στη δόση που αναμένεται για τα επόμενα πενήντα χρόνια.
05 · Κανόνες γραφής
Το σίβερτ πάντα με τη διευκρίνιση ποιανού είναι η δόση
Το σύμβολο γράφεται με κεφαλαίο S και μικρό v. Στην καθημερινότητα η δόση δίνεται σχεδόν πάντα σε χιλιοστοσίβερτ και μικροσίβερτ: ένα ολόκληρο σίβερτ σημαίνει βαριά βλάβη, και σε κανονικές καταστάσεις τέτοιος αριθμός δεν εμφανίζεται. Ο ρυθμός δόσης γράφεται σε μικροσίβερτ ανά ώρα, και δεν πρέπει ποτέ να αναφέρεται χωρίς τον χρόνο έκθεσης.
Η ενεργός δόση επινοήθηκε για τη διαχείριση της προστασίας, όχι για την εκτίμηση της βλάβης σε συγκεκριμένο άνθρωπο: μέσο όρο παίρνει την ευαισθησία των οργάνων πάνω σε έναν συμβατικό άνθρωπο μέσης ηλικίας και των δύο φύλων μαζί. Το να την εφαρμόζει κανείς εκ των υστέρων σε παθόντα είναι διαδεδομένο λάθος· γι’ αυτό υπολογίζουν τη δόση στο συγκεκριμένο όργανο. Και ένας ακόμη κανόνας: ενεργές δόσεις από διαφορετικές πηγές επιτρέπεται να αθροίζονται, αλλά να συγκρίνονται με την ένδειξη οικιακού δοσιμέτρου σχεδόν ποτέ.
06 · Γειτονικές μονάδες
Το σίβερτ κλείνει την ακτινολογική αλυσίδα: το μπεκερέλ μετρά διασπάσεις, το γκρέι την ενέργεια που έφτασε στην ύλη, το σίβερτ την αναμενόμενη βλάβη. Σε κάθε βήμα προστίθεται πληροφορία που στην προηγούμενη μονάδα δεν υπάρχει.
Οι συντελεστές ιστών είναι κατανεμημένοι άνισα: ο ερυθρός μυελός των οστών, οι πνεύμονες, το στομάχι και ο μαστικός αδένας παίρνουν από δώδεκα εκατοστά, το δέρμα και τα οστά από ένα εκατοστό. Από τα δελτία του Simetrium στο σίβερτ γειτονεύουν το γκρέι, το μπεκερέλ, το κιουρί και το τζάουλ με το χιλιόγραμμο τα δελτία του Simetrium γειτονεύουν με το σίβερτ γκρέι, μπεκερέλ, κιουρί και τζάουλ s το χιλιόγραμμο στη βάση της διάστασης.
07 · Ιστορικό μέρος
Πώς έμαθαν να μετατρέπουν την ενέργεια σε κίνδυνο
Ο Rolf Sievert διηύθυνε το τμήμα φυσικής του Radiumhemmet και έγινε ένας από τους ιδρυτές της διεθνούς επιτροπής προστασίας από την ακτινοβολία. Κατασκεύασε επίσης τα πρώτα όργανα για τον έλεγχο των δόσεων των ασθενών και επέμενε ότι ένα όριο πρέπει να είναι αριθμός και όχι γνώμη γιατρού.
Οι εργασίες με αντιδραστήρες και νετρόνια έδειξαν ότι ο ίδιος ιονισμός βλάπτει με διαφορετικούς τρόπους. Εμφανίστηκε το rem — δόση ισοδύναμη ως προς το αποτέλεσμα με ένα röntgen — και μαζί του η έννοια της σχετικής βιολογικής αποτελεσματικότητας.
Η Γενική Διάσκεψη Μέτρων και Σταθμών εισήγαγε το σίβερτ τέσσερα χρόνια μετά το γκρέι, αναγνωρίζοντας ότι δύο μεγέθη με την ίδια διάσταση χρειάζονται διαφορετικά ονόματα. Αλλιώς στα έγγραφα ήταν αδύνατο να καταλάβει κανείς για ποιο από τα δύο γίνεται λόγος.
Η επιτροπή αντικατέστησε την κλιμακωτή κλίμακα για τα νετρόνια με ομαλή καμπύλη, άλλαξε το βάρος του μαστικού αδένα και των γονάδων και εισήγαγε ξεχωριστό συντελεστή για τα πρωτόνια. Όλες οι δόσεις που είχαν υπολογιστεί με τους κανόνες του 1990 έπρεπε να κηρυχθούν μη συγκρίσιμες με τις νέες.
Η μόνη μονάδα SI που δεν μπορεί να μετρηθεί
Την ενεργό δόση δεν τη μετρά κανένα όργανο ούτε μπορεί να τη μετρήσει κατ’ αρχήν: ορίζεται ως άθροισμα πάνω στα όργανα ενός ζωντανού ανθρώπου, σταθμισμένο με συντελεστές που μια επιτροπή ορίζει για λόγους προστασίας. Για να παραμείνει η δοσιμετρία λειτουργική, επινοήθηκαν επιχειρησιακά μεγέθη — το ισοδύναμο δόσης περιβάλλοντος και το ατομικό ισοδύναμο δόσης. Δεν υπολογίζονται για άνθρωπο αλλά για μια συμβατική σφαίρα από υλικό ισοδύναμο ιστού με διάμετρο τριάντα εκατοστά, και αυτά μπορούν ήδη να αναπαραχθούν με πρότυπο και να γραφτούν στο πιστοποιητικό του οργάνου. Τα όργανα βαθμονομούνται με βάση αυτά τα μεγέθη, και η επιτροπή ελέγχει χωριστά ότι αφήνουν περιθώριο προς την ασφαλή πλευρά σε σχέση με την ενεργό δόση. Προκύπτει ένα οικοδόμημα τριών ορόφων: ένα μετρήσιμο μέγεθος, ένα υπολογιζόμενο μέγεθος και συντελεστές που τα ενώνουν με συμφωνία και όχι με εξίσωση. Ακριβώς γι’ αυτό ο αριθμός από ένα οικιακό δοσίμετρο και ο αριθμός σε μια έκθεση ετήσιας δόσης δεν είναι ο ίδιος αριθμός, ακόμη κι αν η μονάδα και στα δύο είναι η ίδια.
Κατάλογος · μονάδες μέτρησης
Ένα δελτίο για κάθε μέγεθος
Επτά θεμελιώδεις μονάδες SI, είκοσι δύο παράγωγες με δικό τους όνομα και οι μονάδες εκτός συστήματος, χωρίς τις οποίες δεν τα βγάζουν πέρα ούτε η τεχνική ούτε η καθημερινότητα. Καθεμιά έχει το δελτίο της: ορισμός, μετατροπή, όργανα, κανόνες γραφής. Σε 28 γλώσσες.