Sievert
Đơn vị dẫn xuất SI · đại lượng: liều tương đương và hiệu dụng
01 · Định nghĩa
Sievert là liều hấp thụ nhân với những hệ số tính đến loại bức xạ và độ nhạy của các cơ quan bị chiếu. Thứ nguyên giống hệt gray, nhưng sievert trả lời không phải câu «bao nhiêu năng lượng» mà câu «nguy hiểm đến mức nào».
Một cư dân trung bình của Trái Đất mỗi năm nhận khoảng hai phẩy năm milisievert, và phần lớn không đến từ kỹ thuật mà từ radon thấm từ đất vào tầng hầm và tầng trệt. Chẩn đoán y khoa thêm vào chừng ấy nữa ở những nước có y tế phát triển. Tai nạn, điện hạt nhân và các cuộc thử nghiệm cộng lại chỉ cho phần lẻ của một phần trăm — vậy mà chính chúng quyết định người ta hiểu đơn vị này ra sao.
Hệ số trọng số không suy ra từ phương trình: Uỷ ban Quốc tế về Bảo vệ Bức xạ ấn định chúng, khái quát dữ liệu về những người sống sót ở Hiroshima, về thợ mỏ urani và về động vật thí nghiệm. Uỷ ban xem lại chúng mười đến hai mươi năm một lần, và các con số thay đổi: neutron từng được gán một thang bậc thang, nay là một đường cong trơn có cực đại quanh một megaelectronvolt. Điều đó có nghĩa là một liều tính bằng sievert năm 1990 và cũng liều ấy theo quy tắc hôm nay là những số khác nhau cho một và cùng một lần chiếu xạ.
02 · Quy đổi
Nhập một liều — phiếu sẽ tách nó theo đơn vị
Rem trụ lại trong tài liệu Liên Xô và Mỹ tới những năm chín mươi, và một rem bằng một phần trăm sievert — cùng tỉ lệ như rad với gray. Quy đổi từ gray đòi biết loại bức xạ: với photon và electron các con số trùng nhau, với hạt alpha chúng khác nhau hai mươi lần.
Rem viết tắt của «roentgen equivalent man» và xuất hiện vào những năm bốn mươi, khi đã rõ rằng cùng một sự ion hoá gây hại theo những cách khác nhau. Sievert thế chỗ nó năm 1979, phóng đơn vị lên một trăm lần — và điều đó mang lại đúng những nhầm lẫn như với rad và gray: một con số trong biên bản cũ, nếu đọc như con số hôm nay, sẽ hạ thấp liều xuống một trăm lần. Trong các quy chuẩn an toàn bức xạ của Nga, rem chính thức được phép dùng tới những năm 2000, và trong hồ sơ các cơ sở cũ vẫn còn gặp.
| Đơn vị | Tên | Giá trị | Gặp ở đâu |
|---|---|---|---|
| Sv | sievert, đơn vị SI | 0,0024 | tai nạn, liều cấp tính |
| mSv | milisievert | 2,4 | quy chuẩn, y tế, liều hằng năm |
| µSv | micrôsievert | 2400 | phim chụp, chuyến bay, phông nền |
| nSv | nanosievert | 2 400 000 | suất liều, thiết bị nhạy |
| Gy | gray khi hệ số bằng 1 | 0,0024 | chỉ photon và electron |
| năm | năm phông nền trung bình thế giới | 1 | tương đương bao nhiêu năm phông nền |
| rem | roentgen equivalent man, những năm 1940 | 0,24 | Liên Xô và Mỹ tới những năm 1990 |
| mrem | milirem | 240 | đo liều cho nhân viên |
| R | röntgen trong không khí, gần đúng | 0,27273 | ion hoá không khí, không phải mô |
| rad | rad khi hệ số bằng 1 | 0,24 | liều hấp thụ, không phải liều tương đương |
| Sv | sivơ | 0,0024 | đơn vị ngày nay |
Dòng có gray chỉ đúng cho tia X và bức xạ gamma, nơi hệ số trọng số bằng một. Giờ bay được tính cho mực bay bằng mười một kilômét ở vĩ độ trung bình.
03 · Bậc độ lớn
từ quả chuối đến ca trực khẩn cấpHai phẩy năm milisievert: năm trung bình của thế giới
04 · Dụng cụ đo
Sievert được đo bằng gì
Một đầu dò silic trong túi áo blouse: nó đếm xung, tích liều và cảnh báo bằng tiếng bíp khi vượt ngưỡng suất liều. Nó hiển thị không phải liều hiệu dụng mà một đại lượng thực hành — cái mà thiết bị thực sự đo được.
Một quả cầu polyetylen đường kính một phần tư mét, bên trong có ống đếm heli. Vỏ được chọn sao cho độ nhạy của thiết bị đi theo đường cong của hệ số trọng số neutron — thiết bị cho ra ngay sievert chứ không phải số đếm.
Những viên nhiệt phát quang dưới các cửa sổ bằng nhôm, đồng và nhựa. Từ chênh lệch độ đen dưới các kính lọc người ta phục hồi năng lượng và loại bức xạ, và do đó cả hệ số — thiếu nó thì không thể chuyển số đếm thành sievert.
Một chiếc ghế trong căn phòng tường bằng thép cũ và chì, nơi đầu dò bắt bức xạ gamma của các đồng vị đã lọt vào bên trong cơ thể. Nó đếm cesi và kali trong người một cách trực tiếp và quy chúng thành liều dự kiến cho năm mươi năm tới.
05 · Quy tắc viết
Sievert luôn kèm theo đó là liều của ai
Ký hiệu viết bằng S hoa và v thường. Trong đời thường liều hầu như luôn được nêu bằng milisievert và micrôsievert: trọn một sievert nghĩa là tổn thương nặng, và trong hoàn cảnh bình thường một con số như thế không xuất hiện. Suất liều viết bằng micrôsievert trên giờ, và không bao giờ được nêu mà thiếu thời gian chiếu.
Liều hiệu dụng được nghĩ ra để quản lý việc bảo vệ, không phải để đánh giá tổn hại cho một người cụ thể: nó lấy trung bình độ nhạy của các cơ quan trên một con người quy ước tuổi trung niên và thuộc cả hai giới cùng lúc. Áp nó về sau cho một người bị chiếu xạ là sai lầm phổ biến; cho việc ấy người ta tính liều lên cơ quan cụ thể. Và một quy tắc nữa: liều hiệu dụng từ các nguồn khác nhau có thể cộng lại, nhưng đem so với số đọc của liều kế gia dụng thì hầu như không bao giờ.
06 · Các đơn vị lân cận
Sievert khép lại chuỗi bức xạ: becquerel đếm các phân rã, gray đếm năng lượng đã tới vật chất, sievert đếm tổn hại dự kiến. Mỗi bước lại thêm thông tin mà đơn vị trước không có.
Các hệ số mô phân bố không đều: tuỷ xương đỏ, phổi, dạ dày và tuyến vú mỗi thứ được mười hai phần trăm, da và xương mỗi thứ một phần trăm. Trong các phiếu của Simetrium, kề bên sievert là gray, becquerel, curie và joule cùng kilôgam các phiếu của Simetrium kề bên sievert là gray, becơren, curie và jun s kilôgam ở nền của thứ nguyên.
07 · Phần lịch sử
Người ta đã học cách đổi năng lượng thành rủi ro ra sao
Rolf Sievert đứng đầu ban vật lý của Radiumhemmet và trở thành một trong những người sáng lập uỷ ban quốc tế về bảo vệ khỏi bức xạ. Ông cũng chế tạo những thiết bị đầu tiên theo dõi liều của bệnh nhân và giữ quan điểm rằng giới hạn phải là một con số, không phải ý kiến của thầy thuốc.
Những công việc với lò phản ứng và neutron cho thấy cùng một sự ion hoá gây hại theo những cách khác nhau. Rem xuất hiện — một liều tương đương về tác dụng với một roentgen — và cùng với nó là khái niệm hiệu quả sinh học tương đối.
Hội nghị toàn thể về cân đo đưa sievert vào bốn năm sau gray, thừa nhận rằng hai đại lượng cùng thứ nguyên cần những cái tên khác nhau. Nếu không thì trong tài liệu không thể hiểu đang nói về đại lượng nào.
Uỷ ban thay thang bậc thang cho neutron bằng một đường cong trơn, đổi trọng số của tuyến vú và tuyến sinh dục, đưa vào một hệ số riêng cho proton. Mọi liều tính theo quy tắc năm 1990 đều phải tuyên bố là không so sánh được với những liều mới.
Đơn vị SI duy nhất không thể đo
Liều hiệu dụng không một thiết bị nào đo được và về nguyên tắc cũng không thể đo: nó được định nghĩa như một tổng trên các cơ quan của một người sống, có trọng số bằng những hệ số mà một uỷ ban ấn định vì lý do bảo vệ. Để phép đo liều còn dùng được, người ta nghĩ ra các đại lượng thực hành — tương đương liều môi trường và tương đương liều cá nhân. Chúng không được tính cho một con người mà cho một quả cầu quy ước bằng vật liệu tương đương mô, đường kính ba mươi xentimét, và những đại lượng ấy đã có thể tái tạo bằng chuẩn và ghi vào giấy chứng nhận của thiết bị. Thiết bị được hiệu chuẩn theo các đại lượng này, còn uỷ ban kiểm tra riêng rằng chúng chừa một khoảng dự phòng về phía an toàn so với liều hiệu dụng. Thành ra một công trình ba tầng: một đại lượng đo được, một đại lượng tính được, và những hệ số nối chúng bằng thoả thuận chứ không bằng phương trình. Chính vì thế con số trên liều kế gia dụng và con số trong báo cáo liều hằng năm không phải cùng một số, dù đơn vị trên cả hai vẫn thế.
Danh mục · đơn vị đo
Mỗi đại lượng một phiếu
Bảy đơn vị cơ bản SI, hai mươi hai đơn vị dẫn xuất có tên riêng và những đơn vị ngoài hệ mà cả kỹ thuật lẫn đời thường đều không thể thiếu. Mỗi đơn vị có phiếu của mình: định nghĩa, quy đổi, thiết bị, quy tắc viết. Bằng 32 thứ tiếng.