Sievert

A sievert (jele: Sv, kiejtve: szívert) az ekvivalens sugárzási dózis vagy másképpen dózisegyenérték SI származtatott egysége, amely az ionizáló sugárzás mennyiségét annak biológiai hatása alapján értékeli. A fizikai aspektusokat a grayben mért elnyelt sugárdózis jellemzi. A mértékegység a nevét Rolf Sievert svéd orvosi fizikusról kapta, aki a sugárzási dózis mérésével kapcsolatos munkáiról és a sugárzás biológiai hatásainak kutatásáról ismert.

Definíció

A gray mértékegység a bármely anyagban elnyelődött ionizáló sugárzás dózisát adja meg. A vele megegyező dimenziójú sievert ezzel szemben a biológiai szövetekben (emberben) elnyelődött sugárzás mértékegysége. Az ekvivalens dózis, vagy dózisegyenérték a grayben mért elnyelt dózis és egy súlyozó tényező (W) szorzataként kapható meg. A súlytényező (amelyet esetenként minőségi tényezőnek is neveznek) függ a sugárzás típusától, a sugárzást elnyelő szövet fajtájától és egyéb befolyásoló tényezőktől.^[1] SI-egységekkel kifejezve:

${\displaystyle 1\ Sv\ =\ 1\ Gy\cdot W}$

Ahol:

• Sv: sievert;
• Gy: gray;
• W: az adott sugárzástípusra és szövetfajtára jellemző súlyozó tényező

Továbbá:

${\displaystyle 1\ Gy\ =\ {\frac {J}{kg}}}$

Tehát:

${\displaystyle 1\ Sv\ =\ {\frac {J}{kg}}\ \cdot \ W}$

A Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Bizottság (CIPM) a már előzőleg jóváhagyott J/kg mértékegység használatához a következő pontosítást tette hozzá (1984, Recommendation 1.):^[2]

„	Tekintettel arra, hogy mindkét mértékegység eredetileg J/kg (lásd a 16. Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia, 1979), a félreértések elkerülése érdekében javasoljuk a mennyiségeket a következő képlettel kifejezni: ${\displaystyle H=Q\cdot N\cdot D}$	”

Ahol:

• H: a dózisegyenérték (mértékegysége a sievert);
• Q: minősítő tényező;
• N: számérték egyéb befolyásoló tényezők kifejezésére;
• D: az ionizáló sugárzás elnyelt dózisa (mértékegysége a gray).

A definíciót a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal (BIPM) a Nemzetközi Sugárzásvédelmi Bizottság (International Commission on Radiological Protection) javaslatára fogalmazta meg.^{[jegyzet 1]} Ennek értelmében tehát a W súlyozó tényező a Q és N dimenziótlan mennyiségek szorzata, mértékegysége tehát 1.

Súlytényezők a sugárzás típusa szerint^[1]

Típus és energiatartomány	Súlytényező
elektron, pozitron, müon, vagy foton (gamma, röntgen)	1
neutron (<10 keV)	5
neutron (10–100 keV)	10
neutron (100 keV–2 MeV)	20
neutron (2 MeV–20 MeV)	10
neutron (>20 MeV)	5
proton (a radioaktív visszalökődésből származó protonok és energia nélkül) (>2 MeV)	2
alfa-részecskék, maghasadási töredék, nemrelativisztikus nehéz nukleon	20

A szövetekre vonatkozó súlytényezők^[1]

Szövettípus	Súlytényező
csonthártya, bőr	0,01
hólyag, mell, máj, nyelőcső, pajzsmirigy, egyéb	0,05
csontvelő, vastagbél, tüdő, gyomor	0,12
ivarmirigyek	0,20

Mivel a test többféle szövettípusból áll, gyakran súlyozott összeget vagy integrálszámítást alkalmaznak a pontos súlytényező megállapítására.

SI prefixumok és átszámítások

Gyakran használt SI-prefixum a millisievert (1 mSv = 10⁻³ Sv = 0,001 Sv) és a mikrosievert (1 μSv = 10⁻⁶ Sv = 0,000001 Sv).

A sievert extenzív mennyiség, időderiváltja a Sv/s (az áramló mennyiségek közé tartozik).^{[jegyzet 2]} Ennek használata félreérthető, mert a J/s mértékegységet a wattal kellene helyettesíteni, így a J/kg helyébe a W/kg lépne, amely azonban definiálatlan. Ezért használatban maradt az SI-nek kissé ellentmondó Sv/h mértékegység.

Dózispéldák

Egyszeri dózisok

• Egy banán elfogyasztása: 0,1 μSv
• 8 óra alvás egy ember mellett: 0,5 μSv^[3]
• Fogászati röntgenfelvétel: 5 μSv^[4]
• Mammográfiai felvétel: 3 mSv^[4]
• Komputertomográfiai felvétel az agyról: 0,8–5 mSv^[5]
• Komputertomográfiai felvétel a mellkasról: 6–18 mSv^[5]

Óránkénti sugárzási példák

• Közelítő sugárzási szintek a csernobili 4-es reaktor mellett, nem sokkal a csernobili atomkatasztrófa során bekövetkezett robbanás után: 10–300Sv/h
• Tipikus háttérsugárzás Magyarországon: Budapest - 0,059-0,135 μSv/h, Pécs - 0,156μSv/h, Paks - 0,065-0,085 μSv/h^[6]

Éves sugárzási példák

• Atomerőmű közelében levő település: 0,1–10 μSv/év^[3][7]
• Szénerőmű közelében levő település: 0,3 μSv/év^[3]
• Kozmikus sugárzás a tengerszinten: 240 μSv/év^[7]
• Földi sugárzás (a talajból): 280 μSv/év^[7]
• Természetes sugárzás az emberi testben: 400 μSv/év^[7]
• Az Amerikai Egyesült Államok Capitoliuma gránit anyagának sugárzása: 850 μSv/év^[8]
• A természetes háttérsugárzás átlagos hatása egy emberre: 2 mSv/év; 1,5 mSv/év Ausztráliában, 3,0 mSv/év Amerikában^[3][9][10]
• New York-Tokió légiutak a repülőgép személyzete számára: 9 mSv/év^[10]
• Légköri hatások (többnyire radon): 2 mSv/év^[7][11]
• A teljes átlagos dózis Amerikában: 6,2 mSv/év^[12]
• Dohányzás 1,5 csomag/nap: 13-60 mSv/év^[8][11]
• Háttérsugárzás Irán, India és Európa egyes részein: 50 mSv/év^[10]
• A legkisebb bizonyítottan rákkeltő szint: 100 mSv/év^[10]

Példák a dózishatárokra

• Nemzetközi ajánlás szerint önkéntesek számára megengedett határ komolyabb nukleáris veszélyhelyzet elhárítása esetén: 500 mSv, életveszély vagy súlyos sérülés elhárítása esetén: 1000 mSv^[13]
• Kitelepítési kritérium a csernobili atomkatasztrófa után: 350 mSv/teljes élet^[10]
• Megemelt dóziskorlát a fukusimai atomerőmű-baleset elhárításán dolgozókra: 250 mSv/év^[14]
• Jelenlegi átlagos korlát atomlétesítményekben dolgozók számára: 20 mSv/év^[10] Ez a háttérsugárzás miatt és az orvosi vizsgálatok következtében kapott dózison felül értendő, azzal a követelménnyel együtt, hogy a dózist a reálisan elérhető legalacsonyabb szinten kell tartani, a szociális és gazdasági tényezők figyelembe vételével.^[15]
• A lakossági dóziskorlát uránbányászat és atomerőművek esetén általában 1 mSv/év a természetes háttérsugárzáson felül.^[15]

A sugárdózisok tipikus tünetei

Bővebben: Sugárbetegség

Az akut (egy napon belüli) sugárdózisok tünetei:^[16]

• 0 – 0,25 Sv (0 – 250 mSv): Nincs tünet
• 0,25 – 1 Sv (250 – 1000 mSv): Egyes emberek hányingert és étvágytalanságot éreznek; csontvelő-, nyirokcsomó- és lépkárosodás.
• 1 – 3 Sv (1000 – 3000 mSv): Közepes vagy erős hányinger, étvágytalanság, fertőzés, súlyosabb csontvelő-, nyirokcsomó- és lépkárosodás, a felépülés valószínű, de nem biztos.
• 3 – 6 Sv (3000 – 6000 mSv): Erős hányinger, étvágytalanság; vérzés, fertőzés, hasmenés, hámló bőr, nemzőképtelenség (sterilitás); kezelés nélkül halál.
• 6 – 10 Sv (6000 – 10000 mSv): A fenti tünetek és a központi idegrendszer károsodása; elhalálozás várható.
• 10 Sv fölött (10000 mSv): bénulás és halál.

Megjegyzések

1. ↑ (Concerning the sievert (PV, 52, 31 and Metrologia, 1985, 21, 90).
2. ↑ Az időegység alatti sugárdózist nem szabad sugárerősségnek nevezni, mert az az elektromágneses sugárzásoknál használatos. Helyesebb kifejezés az ionizáló sugárzás árama

Jegyzetek

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Sievert című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

• Sugárdózisok összehasonlítása (angolul)