Зиверт — единица измерения эквивалентной дозы¶
Зиверт (символ: Зв, международное обозначение: Sv, от лат. sievert) — единица СИ измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения, а также аффинированной и эффективной доз. Зиверт используется для оценки биологического воздействия радиации на организм человека и других живых существ. Одна единица зиверта равна одному джоулю на килограмм массы тела (1 Зв = 1 Дж/кг). Зиверт входит в систему СИ и был утверждён Генеральной конференцией мер и весов в 1980 году.
¶История
Единица названа в честь шведского физика-радиолога Рольфа Максимилиана Зиверта (1896—1966), который внёс значительный вклад в дозиметрию ионизирующих излучений и в разработку методов защиты от радиации. Рольф Зиверт был одним из основателей Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) и возглавлял её в 1956—1962 годах.
До введения зиверта для оценки биологического эффекта радиации использовались устаревшие единицы — биологический эквивалент рентгена (бэр) и рад. В 1970-х годах МКРЗ предложила новую систему единиц, основанную на СИ, в которой зиверт заменил бэр. Официально зиверт был принят в 1980 году на 16-й Генеральной конференции мер и весов. Одновременно с зивертом была введена единица сер (Gy, от лат. gray), измеряющая поглощённую дозу.
¶Физический смысл
Поглощённая доза (измеряется в греях) характеризует количество энергии, поглощённой единицей массы облучаемого вещества. Однако одинаковая поглощённая доза разных видов излучения оказывает разное биологическое действие. Альфа-частицы, например, в 20 раз опаснее гамма-излучения при равной поглощённой дозе. Для учёта этого различия вводится коэффициент качества излучения (ККИ), зависящий от типа излучения и энергии частиц.
Эквивалентная доза вычисляется по формуле:
H = D × K, где
- H — эквивалентная доза (в зивертах),
- D — поглощённая доза (в греях),
- K — коэффициент качества излучения (безразмерный).
Для гамма-излучения, рентгеновских лучей, бета-частиц и нейтронов энергии до 100 кГэВ коэффициент качества равен 1, поэтому 1 Зв численно равен 1 Грей. Для альфа-частиц ККИ составляет 20, для нейтронов — от 5 до 20 в зависимости от энергии.
¶Множители и производные единицы
В связи с тем, что дозы радиации, с которыми имеет дело человек в повседневной жизни, очень малы, используются кратные и дольные производные единицы:
| Единица | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| миллизиверт | мЗв | 10⁻³ Зв |
| микрозиверт | мкЗв | 10⁻⁶ Зв |
| килозиверт | кЗв | 10³ Зв |
| мегазиверт | МЗв | 10⁶ Зв |
¶Эффективная доза
Эффективная доза — это сумма эквивалентных доз по всем тканям и органам тела, умноженных на соответствующие тканевые весовые коэффициенты. Она используется для оценки общего риска для здоровья при равномерном или неравномерном облучении. Тканевые весовые коэффициенты определяются МКРЗ и учитывают чувствительность различных органов к радиации. Например, костный мозг, лёгкие, желудок и молочные железы имеют более высокие весовые коэффициенты, чем кожа или кости.
¶Фоновое и медицинское облучение
Средняя эффективная доза фонового излучения для населения Земли составляет около 2,4 мЗв в год. Основные источники фонового излучения — космические лучи, естественные радиоактивные элементы в почве и горных породах (радон, уран, торий, калий-40), а также пища и вода. В России в ряде регионов с повышенным природным фоном (например, в Карелии, на Урале, в Алтайском крае) годовая доза может достигать 5—10 мЗв.
Медицинские процедуры являются основным источником искусственного облучения. Компьютерная томография грудной клетки даёт эффективную дозу около 7 мЗв, рентгенография лёгких — около 0,02 мЗв, флюорография — около 0,05 мЗв. Медицинский персонал, работающий с радиоактивными источниками, ограничен нормами, установленными нормами радиационной безопасности (НРБ-99/2009) и СанПиН.
¶Нормы и пределы доз
В России основным нормативным документом являются Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009), утверждённые главным государственным санитарным врачом РФ. Согласно этим нормам, предел годовой эффективной дозы для населения (кроме профессионально занятого населения) составляет 1 мЗв в год сверх естественного фона. Для профессионально занятого населения предел составляет 20 мЗв в год в среднем за пять лет подряд, но не более 50 мЗв за любой год. Для лиц, работающих в чрезвычайных ситуациях, предел составляет 500 мЗв за год.
¶Зиверт в оценке последствий аварий
После аварий на атомных объектах зиверт используется для оценки последствий для здоровья населения. После аварии на Чернобыльской АЭС (1986) и аварии на АЭС «Фукусима-1» (2011) проводились масштабные обследования населения с целью определения полученных доз. По оценкам МКРЗ, суммарная доза, полученная ликвидаторами последствий аварии на Чернобыльской АЭС, составила в среднем около 100 мЗв, а у отдельных категорий — до 500 мЗв и более.
¶См. также
- Рентген (единица измерения)
- Грей (единица измерения)
- Рад (единица измерения)
- Международная комиссия по радиологической защите
- Рольф Зиверт
- Нормы радиационной безопасности
¶Источники
- Международная комиссия по радиологической защите. Рекомендации МКРЗ 2007 г.
- Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009. Санитарные правила и нормы.
- ГОСТ Р 8.582-2021. Государственная система обеспечения единства измерений. Дозиметрия ионизирующих излучений.
- Батырин В. С. «Дозиметрия ионизирующих излучений». — М.: Атомиздат.
- ГОСТ 8.417-2002. Единицы измерений величин.