Sievert
Johdettu SI-yksikkö · suure: ekvivalentti- ja efektiivinen annos
01 · Määritelmä
Sievert on absorboitunut annos kerrottuna kertoimilla, jotka ottavat huomioon säteilylajin ja säteilytettyjen elinten herkkyyden. Ulottuvuus on sama kuin grayllä, mutta sievert vastaa ei kysymykseen «kuinka paljon energiaa» vaan kysymykseen «kuinka vaarallista tämä on».
Maapallon keskimääräinen asukas saa vuodessa noin kaksi ja puoli millisievertiä, ja suurin osa ei tule tekniikasta vaan radonista, joka tihkuu maaperästä kellareihin ja pohjakerroksiin. Lääketieteellinen kuvantaminen lisää suunnilleen saman verran maissa, joissa terveydenhuolto on kehittynyt. Onnettomuudet, ydinvoima ja kokeet antavat yhteensä prosentin murto-osia — ja silti juuri ne määräävät, miten yksikkö koetaan.
Painotuskertoimet eivät seuraa yhtälöistä: Kansainvälinen säteilysuojelutoimikunta asettaa ne yleistämällä tietoja Hiroshiman eloonjääneistä, uraanikaivosten kaivosmiehistä ja koe-eläimistä. Toimikunta tarkistaa ne kymmenen–kahdenkymmenen vuoden välein, ja luvut muuttuvat: neutroneille annettiin aikoinaan porrasasteikko, nykyään sileä käyrä, jonka huippu on noin yhden megaelektronivoltin kohdalla. Se tarkoittaa, että vuonna 1990 laskettu annos sieverteinä ja sama annos nykysääntöjen mukaan ovat eri lukuja yhdestä ja samasta säteilytyksestä.
02 · Muunnos
Syötä annos — lehti purkaa sen yksiköiksi
Rem säilyi neuvostoliittolaisissa ja amerikkalaisissa asiakirjoissa yhdeksänkymmentäluvulle, ja yksi rem on sadasosa sievertistä — sama suhde kuin radilla grayhin. Muunnos grayistä vaatii säteilylajin tuntemista: fotoneilla ja elektroneilla luvut osuvat yhteen, alfahiukkasilla ne eroavat kaksikymmenkertaisesti.
Rem tulee sanoista «roentgen equivalent man» ja ilmestyi neljäkymmentäluvulla, kun oli jo selvää, että sama ionisaatio vahingoittaa eri tavoin. Sievert otti sen paikan vuonna 1979 ja suurensi yksikköä satakertaiseksi — ja se toi samat sekaannukset kuin rad ja gray: vanhasta pöytäkirjasta otettu luku, nykyisenä luettuna, aliarvioi annoksen satakertaisesti. Venäjän säteilyturvanormeissa rem oli virallisesti sallittu 2000-luvulle asti, ja vanhojen laitosten asiakirjoissa se esiintyy yhä.
| Yksikkö | Nimi | Arvo | Missä esiintyy |
|---|---|---|---|
| Sv | sievert, SI-yksikkö | 0,0024 | onnettomuudet, akuutit annokset |
| mSv | millisievert | 2,4 | normit, lääketiede, vuosiannokset |
| µSv | mikrosievert | 2400 | kuvat, lennot, tausta |
| nSv | nanosievert | 2 400 000 | annosnopeus, herkät laitteet |
| Gy | gray kertoimella 1 | 0,0024 | vain fotonit ja elektronit |
| vuotta | vuotta maailman keskitaustaa | 1 | kuinka monta vuotta taustaa se maksaa |
| rem | roentgen equivalent man, 1940-luku | 0,24 | Neuvostoliitto ja USA 1990-luvulle asti |
| mrem | millirem | 240 | henkilöannosmittaus |
| R | röntgen ilmassa, likimäärin | 0,27273 | ilman ionisaatio, ei kudoksen |
| rad | rad kertoimella 1 | 0,24 | absorboitunut annos, ei ekvivalentti |
| Sv | sievert | 0,0024 | nykyinen yksikkö |
Grayn rivi pätee vain röntgen- ja gammasäteilylle, jossa painotuskerroin on yksi. Lentotunnit on laskettu yhdentoista kilometrin matkalentokorkeudelle keskileveysasteilla.
03 · Suuruusluokat
banaanista hätävuoroonKaksi ja puoli millisievertiä: maailman keskimääräinen vuosi
04 · Mittalaitteet
Millä sievertejä mitataan
Piidetektori takin taskussa: se laskee pulsseja, kerää annosta ja varoittaa piippauksella, kun annosnopeuden kynnys ylittyy. Se näyttää ei efektiivistä annosta vaan operatiivisen suureen — sen, minkä laite todella kykenee mittaamaan.
Polyeteenistä tehty pallo, halkaisijaltaan neljännesmetrin, sisällään heliumlaskuri. Kuori on valittu niin, että laitteen herkkyys noudattaa neutronien painotuskertoimen käyrää — laite antaa suoraan sievertejä eikä pulssilukemia.
Termoluminesenssitabletteja alumiinista, kuparista ja muovista tehtyjen ikkunoiden alla. Suodattimien alla olevan mustumisen erosta palautetaan energia ja säteilylaji ja siten kerroin — ilman sitä lukemia ei voi muuntaa sieverteiksi.
Nojatuoli huoneessa, jonka seinät ovat vanhaa terästä ja lyijyä, ja jossa ilmaisin nappaa kehon sisään päätyneiden isotooppien gammasäteilyn. Se laskee cesiumin ja kaliumin ihmisessä suoraan ja muuntaa ne seuraavien viidenkymmenen vuoden odotettavissa olevaksi annokseksi.
05 · Kirjoitussäännöt
Sievert aina täsmennyksellä, kenen annos on kyseessä
Tunnus kirjoitetaan isolla S:llä ja pienellä v:llä. Arjessa annos ilmoitetaan lähes aina millisieverteinä ja mikrosieverteinä: kokonainen sievert merkitsee vakavaa vauriota, eikä tavallisissa tilanteissa sellaista lukua esiinny. Annosnopeus kirjoitetaan mikrosieverteinä tunnissa, eikä sitä saa koskaan mainita ilman altistusaikaa.
Efektiivinen annos on keksitty suojelun ohjaamiseen, ei tietylle ihmiselle koituneen haitan arviointiin: se keskiarvoistaa elinten herkkyyden kuvitteellisen keski-ikäisen ja molempaa sukupuolta yhtä aikaa olevan ihmisen yli. Sen soveltaminen jälkikäteen altistuneeseen on yleinen virhe; sitä varten lasketaan annos kyseiselle elimelle. Ja vielä yksi sääntö: eri lähteistä tulevat efektiiviset annokset saa laskea yhteen, mutta niiden vertaaminen kotidosimetrin lukemaan ei juuri koskaan.
06 · Naapuriyksiköt
Sievert sulkee säteilyketjun: becquerel laskee hajoamiset, gray aineeseen päätyneen energian, sievert odotetun haitan. Joka askeleella tulee mukaan tietoa, jota edellisessä yksikössä ei ole.
Kudoskertoimet jakautuvat epätasaisesti: punainen luuydin, keuhkot, mahalaukku ja rintarauhanen saavat kukin kaksitoista sadasosaa, iho ja luut yhden sadasosan. Simetriumin lehdistä sievertin viereen asettuvat gray, becquerel, curie sekä joule ja kilogramma korteista sievertin viereen asettuvat gray, becquerel, curie ja joule s kilogramma ulottuvuuden pohjalla.
07 · Historiallinen osa
Miten opittiin muuntamaan energia riskiksi
Rolf Sievert johti Radiumhemmetin fysiikan osastoa ja tuli yhdeksi kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan perustajista. Hän rakensi myös ensimmäiset laitteet potilasannosten valvontaan ja piti kiinni siitä, että rajan on oltava luku eikä lääkärin mielipide.
Työ reaktorien ja neutronien parissa osoitti, että sama ionisaatio vahingoittaa eri tavoin. Ilmestyi rem — annos, joka vaikutukseltaan vastaa yhtä röntgeniä — ja sen mukana käsite suhteellinen biologinen tehokkuus.
Yleinen paino- ja mittakonferenssi otti sievertin käyttöön neljä vuotta grayn jälkeen ja tunnusti näin, että kaksi samanulotteista suuretta tarvitsevat eri nimet. Muuten asiakirjoista ei ollut ymmärrettävissä, kummasta oli kyse.
Toimikunta korvasi neutronien porrasasteikon sileällä käyrällä, muutti rintarauhasen ja sukurauhasten painot ja otti käyttöön erillisen kertoimen protoneille. Kaikki vuoden 1990 sääntöjen mukaan lasketut annokset oli julistettava vertailukelvottomiksi uusien kanssa.
Ainoa SI-yksikkö, jota ei voi mitata
Efektiivistä annosta ei mittaa yksikään laite eikä voi mitatakaan periaatteessa: se on määritelty summana elävän ihmisen elinten yli, painotettuna kertoimilla, jotka komissio asettaa suojelusyistä. Jotta annosmittaus pysyisi käyttökelpoisena, keksittiin operatiiviset suureet — ympäristön annosekvivalentti ja henkilökohtainen annosekvivalentti. Niitä ei lasketa ihmiselle vaan kuvitteelliselle kudosekvivalentista aineesta tehdylle pallolle, jonka halkaisija on kolmekymmentä senttimetriä, ja nämä voidaan jo toistaa normaalilla ja kirjata laitteen todistukseen. Laitteet kalibroidaan näiden suureiden mukaan, ja komissio tarkistaa erikseen, että ne jättävät varaa turvalliselle puolelle efektiiviseen annokseen nähden. Syntyy kolmikerroksinen rakennelma: mitattava suure, laskettava suure ja kertoimet, jotka yhdistävät ne sopimuksen eivätkä yhtälön nojalla. Juuri siksi kotidosimetrin luku ja vuosiannosraportin luku eivät ole sama luku, vaikka yksikkö molemmissa on sama.
Luettelo · mittayksiköt
Kortti jokaiselle suureelle
Seitsemän SI-perusyksikköä, kaksikymmentäkaksi johdettua omine nimineen ja järjestelmän ulkopuoliset yksiköt, joita ilman eivät tule toimeen tekniikka eikä arki. Kullakin on oma lehtensä: määritelmä, muunnos, laitteet, kirjoitussäännöt. 28 kielellä.