Sievert

Sievert
Information
System	Vom internationalen System abgeleitete Einheiten
Einheit von…	Äquivalente Dosis , effektive Dosis
Symbol	Sv
Namensgeber	Rolf sievert
Konvertierungen
1 Sv in ...	entspricht...
SI-Einheiten	1  m 2  s −2
	1 J  kg −1

Der Sievert (Symbol: Sv ) ist die „Einheit, mit der die Auswirkungen von Strahlung auf den Menschen bewertet werden“ . Genauer gesagt ist es die Einheit, die aus dem internationalen System abgeleitet wurde , um eine äquivalente Dosis , eine wirksame Dosis oder eine radioaktive Dosisrate (Sv / s, Sv / h oder Sv / Jahr) zu messen , d. H. Um die biologischen Auswirkungen des Menschen quantitativ zu bewerten Exposition gegenüber ionisierender Strahlung . Der Sievert kann daher nicht zur Quantifizierung der Exposition von Labortieren verwendet werden und wird durch das Grau ersetzt .

Die Wirkung der Strahlung hängt in erster Linie von der ionisierenden Energie ab, die jede Masseneinheit physikalisch empfängt. Der Sievert hat daher die gleiche physikalische Definition wie der Grau , dh ein Joule pro Kilogramm . Die spezifische Wirkung dieser Energie spiegelt sich jedoch in zwei Koeffizienten wider, von denen einer die biologische Wirksamkeit verschiedener Strahlungen und der andere die biologische Auswirkung einer Schädigung eines bestimmten Organs berücksichtigt. Diese beiden Gewichtungsfaktoren sind dimensionslose Größen .

Diese Einheit wurde nach Rolf Sievert benannt , einem schwedischen Physiker, der sich mit der Messung radioaktiver Dosen und den biologischen Auswirkungen von Strahlung befasste.

Definition

Im internationalen Einheitensystem  :

[Gy] = [Sv] = J / kg = m 2 / s 2

Der Sievert ist daher homogen mit dem Grau , einer anderen in der Dosimetrie verwendeten Einheit , die die absorbierte Dosis (die pro Masseneinheit absorbierte Energie) unabhängig von ihrer biologischen Wirkung misst .

Die absorbierte Dosis , D , berechnet wird , direkt in Grays  : es ist die Energie pro Einheit der Masse betrachtet absorbiert wird. Im Vergleich zu der absorbierten Dosis, die wirksame Dosis , E , berücksichtigt zwei zusätzliche dimensionslose Faktoren (der Strahlungsgewichtungsfaktor w R und der Gewebe Gewichtungsfaktor w T ), die die relative Wirkung der betrachteten auf dem Organe betrachtet Strahlung reflektiert, im Vergleich auf eine Referenzstrahlung.

Diese beiden Gewichtungsfaktoren sind in den Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission von 2007 festgelegt . Somit sind die effektive Dosis E und das Äquivalent H unterschiedliche absorbierte Dosen D , da sie vom Wert der Faktoren w R und w T abhängen . Um Verwechslungen zu vermeiden, wird die Einheit "grau" oder "Joule pro Kilogramm" für die absorbierte Dosis D und die Einheit "sievert" für die äquivalente Dosis H oder die wirksame E verwendet .

Gewichtung der Art der Strahlung

Einerseits hängen die biologischen Wirkungen nicht nur von der von der ionisierenden Strahlung empfangenen Energie ab, sondern auch von der Art dieser Strahlung. Dieser Unterschied wird im Strahlungsgewichtungsfaktor berücksichtigt , der es ermöglicht, die äquivalente Dosis zu berechnen  : Wenn wir beobachten, dass Protonen bei gleicher Energie durchschnittlich doppelt so viele Krebsarten verursachen wie Gammastrahlen, übersetzen wir dieses experimentelle Ergebnis, das darauf hinweist, dass die Der mit den Protonen verbundene Gewichtungsfaktor beträgt zwei. Somit ist es möglich, für jede Strahlung die äquivalente Dosis zu definieren, die der Dosis der Gammastrahlung entspricht, die zu (im wesentlichen) äquivalenten Ergebnissen führt.

Die Äquivalentdosis , H , ist das Produkt der absorbierten Dosis D von ionisierender Strahlung durch einen dimensionslose Faktor: w R (Gewichtungsfaktor bei äquivalenter Energie reflektiert die Wirkung spezifisch für die verschiedenen Strahlungen).

Der Strahlungsgewichtungsfaktor w R spiegelt die relative biologische Effizienz der Strahlung wider. Hier sind einige Werte:

• Photonen , alle Energien ( Röntgenstrahlen , Gammastrahlen ) w R = 1.
• Elektronen , Positronen und Myonen , alle Energien: w R = 1.
• Neutronen  : kontinuierliche Funktion:
  • w R = 2,5 für Energien <10 keV und Energien> 1 GeV;
  • zwischen 10 keV und 1 GeV, Gaußsche Kurve mit einem Maximum bei w R = 20 für eine Energie von 1 MeV.
• Protonen , Energie> 2 MeV: w R = 5.
• Alpha-Teilchen und andere Atomkerne: w R = 20.

Gewichtung der Empfindlichkeit von biologischem Gewebe

Andererseits ermöglicht die äquivalente Dosis die Berechnung biologischer Wirkungen, wenn ein Organismus als Ganzes einer relativ homogenen Dosis ausgesetzt ist, aber wenn eine Exposition nur teilweise ist, muss ihre Schwere immer noch durch die Art des biologischen Gewebes abgewogen werden ., der exponiert wurde: Wenn eine Exposition lokal ist, hat ihre Wirkung (im Wesentlichen ein krebserzeugendes oder mutagenes Potential) nicht den gleichen Schweregrad, je nachdem, ob sich die Zellen des betroffenen Organs langsam (Haut, Knochen) oder im Gegenteil vermehren , vermehren sich sehr schnell ( Knochenmark ) oder beeinträchtigen wahrscheinlich die Nachkommen ( Gonaden ).

• Die wirksame Dosis , E , ist das Produkt aus der Äquivalentdosis H und einen dimensionsloser Faktor: w T (Faktor Gewichte der mehr oder weniger großen Empfindlichkeit des Gewebes gegenüber Strahlung reflektieren).

Hier sind einige Werte von w T für Organe und Gewebe:

• Gonaden  : w T = 0,08.
• Magen , Dickdarm , Knochenmark , Lunge  : w T = 0,12.
• Gehirn , Speiseröhre , Leber , Muskeln , Bauchspeicheldrüse , Dünndarm , Milz , Niere , Brust , Schilddrüse , Gebärmutter , Blase  : w T = 0,05.
• Haut , Knochenoberfläche  : w T = 0,01.

Wir können einen zusätzlichen Faktor N einführen , um andere Faktoren zu berücksichtigen, zum Beispiel um die bestrahlte Spezies darzustellen ( Insekten sind viel strahlenresistenter als Säugetiere zum Beispiel) oder um die empfangene Dosis entsprechend ihrer Strahlungsrate zu korrigieren. Akkumulationsrate ( Zwei äquivalente Dosen in Bezug auf die abgelagerte Energie sind nicht äquivalent, wenn sie über unterschiedliche Zeiträume empfangen werden) oder in Bezug auf ihre Volumenkonzentration (eine konzentrierte Dosis unterscheidet sich von einer diffusen Dosis ).

Und hier sind einige Werte von N (relativ zum Menschen) für verschiedene Organismen:

• Viren , Bakterien , Protozoen  : N ≤ 0,03 - 0,0003.
• Insekten  : N ≤ 0,1 - 0,002.
• Weichtiere  : N ≤ 0,06 - 0,006.
• Pflanzen  : N ≤ 2 - 0,02.
• Fische  : N ≤ 0,75 - 0,03.
• Amphibien  : N ≤ 0,4 - 0,14.
• Reptilien  : N ≤ 1 - 0,075.
• Vögel  : N ≤ 0,6 - 0,15.
• Mensch  : N = 1.

Wirkung von Strahlendosen

Die Wirkmechanismen bei stochastischen Effekten (daher quantifiziert durch Maßnahmen in Sieverts) und bei deterministischen Effekten (bei denen die Maßnahmen in Grautönen ausgedrückt werden müssen ) haben nichts zu tun mit:

• Die stochastischen Wirkungen wurden nur durch die epidemiologische Untersuchung von Populationen gezeigt, die relativ hohen Einzeldosen (mehr als hundert Millisieverts) oder längeren Dosisraten (in der Größenordnung von mSv / h) ausgesetzt waren.
• Die deterministischen Effekte sind direkt nach (oder kurz nach) einer intensiven Bestrahlung (vom Grau) zu beobachten. Diese Effekte wurden zu Beginn der Untersuchung der Radioaktivität entdeckt. Diese Entdeckung führte zur Schaffung des Vorfahren des ICRP oder ICRP in englischer Sprache.

Die vom ICRP berechneten Gewichtungsfaktoren w R und w T entwickeln sich, wenn neue wissenschaftliche oder epidemiologische Daten auftauchen. Sie können daher erheblich variieren (nach oben oder unten), abhängig von der Vorstellung, dass Spezialisten in der Frage ein Risiko haben. Daher schätzte das ICRP in seinen Empfehlungen von 2007, dass das Risiko einer Übertragung auf Nachkommen in seinen Empfehlungen von 1990 stark überschätzt wurde, und reduzierte das Gewebegewicht für die Gonaden von 0,20 auf nur 0,08.

Der Sievert wird verwendet, um das stochastische Risiko zu quantifizieren, das durch geringe Strahlung für die Gesundheit von Probanden verursacht wird: zusätzliches Risiko, eines Tages an Krebs zu sterben, Risiko, eines Tages eine schwerwiegende Mutation auf einen Nachkommen zu übertragen. Der Sievert kann verwendet werden, um niedrige Expositionen auszudrücken, beispielsweise zum Strahlenschutz von Arbeitnehmern und der Öffentlichkeit unter normalen Bedingungen.

Die Verwendung des Sievert zur Quantifizierung des Effekts einer großen Strahlung (typischerweise in der Größenordnung von Gy) ist jedoch falsch, da der Effekt für solche Dosen nicht stochastisch, sondern deterministisch ist. Zum Beispiel soll eine Dosis von 8  Gy tödlich sein, weil sie einen sicheren Tod mit sich bringt. Für diese hohen Dosen müssen wir in Grautönen ausdrücken , die Verwendung von Sievert ist fast immer verboten.

Erhaltene Dosis und klinische Anzeichen

Übermäßige Bestrahlung wird durch das Vorhandensein von Prodromen wie Übelkeit, Durchfall, einem Gefühl der Müdigkeit und Unwohlsein aufgedeckt . Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Lymphozytenverarmung, die sich aus der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung ergibt, direkt proportional zur wirksamen Dosis war . Im Falle einer wahrscheinlichen Bestrahlung bei einem Probanden werden dann zwei Blutuntersuchungen im Abstand von drei Stunden durchgeführt, um etwaige Variationen in der Lymphozytenpopulation festzustellen.

Bestrahlung hat auch eine stochastische Wirkung  : Sie verursacht je nach erhaltener Dosis ein erhöhtes Krebsrisiko. Dieser Effekt kann statistisch erfasst werden. Der Sievert ist das Maß, das diesen Effekt berücksichtigt.

Die klinischen Symptome werden bei massiven Bestrahlungen beobachtet, die über einen sehr kurzen Zeitraum erhalten wurden.
Kommentar: Laut dem Artikel über akute Bestrahlungen ist es falsch, den Sievert zu verwenden, wenn die deterministischen (oder nicht stochastischen) Auswirkungen von Strahlung diskutiert werden. Das Grau und das Sievert sind zwei "homogene" Einheiten, die daher verglichen werden können. Im Allgemeinen wird die Messung jedoch über eine Dosis von einem Joule pro Kilogramm hinaus in Grau ausgedrückt .

Wirkung nach Dosiskategorie (logarithmische Skala)

Dosis	Bewirken
20  Gy	Bei einer Dosis von mehr als 40  Gy wird  ein Nervensyndrom mit Krämpfen, Koma und sofortigem Tod beobachtet. Da diese Unfälle jedoch äußerst selten sind, können klinische Beschreibungen durch die Epidemiologie nicht vollständig festgelegt werden .
10  Gy	Bei einer Dosis von mehr als 8  Gy  : Es liegt ein Magen-Darm-Syndrom mit akutem Durchfall und einer Verdauungsblutung vor, die zum Tod führt. Bei Dosen über 10 Gy ist der Tod praktisch sicher  . 12  Gy ist die Dosis, die zur Behandlung von Leukämie verabreicht werden kann, indem das Knochenmark kurz vor einer Transplantation zerstört wird. Dies ist auch die maximale Dosis, die einige Liquidatoren von Tschernobyl erhalten .
5  Gy	Globale akute Bestrahlung ist definiert als die Dosis, die 50% der Personen tötet, die ionisierender Strahlung ausgesetzt sind. Dieser Wert lässt ein Intervall von 3 bis 4,5  Sv zu . Es wird von einem hämatologischen Syndrom begleitet, das sich über etwa 30 Tage erstreckt. Es wird keine Behandlung gegeben.
2  Gy	Bei einer Dosis von 2 bis 4  Gy  wird in der klinischen Praxis ein hämatopoetisches Syndrom beobachtet. Die Populationen von Lymphozyten und weißen Blutkörperchen nehmen erheblich ab. Wir sprechen über Lymphopenie, Leukopenie und die Bestrahlung kann zu Anämie (Mangel an roten Blutkörperchen) führen.
1  Gy	Der Mensch zeigt klinische Symptome aufgrund der Bestrahlung mit einer Einzeldosis, die 1000  mGy (dh 1  Gy ) entspricht und als "  Strahlenkrankheit  " bezeichnet wird. Die Person wird dann systematisch ins Krankenhaus eingeliefert. Das Risiko, durch diese Art von Strahlung (bei sehr kurzer gleichmäßiger Exposition) tödlichen Krebs zu entwickeln, beträgt 5%. Diese Zahl ist in ICRP 103 ( ICRP 103, Seite 206 ) angegeben: Krebsinduzierte Mortalität von 414 pro 10.000 bis 503 pro 10.000 in Abhängigkeit von den zitierten Studien. Diese Zahl wird durch eine amerikanische Studie bestätigt, die in der Einleitung sagt: "Nach den neuesten verfügbaren Zahlen (Oktober 2003) der Nachuntersuchungen der japanischen Atombombenüberlebenden sind ungefähr 5% der 9.335 Krebstoten auf Strahlung zurückzuführen, und 0,8% der 31.881 nicht krebsbedingten Todesfälle sind auf Strahlung zurückzuführen, was mit den anderen unten genannten Veröffentlichungen übereinstimmt. “
0,5  Gy	Die Beobachtung der Tschernobyl-Reiniger ergab eine ungewöhnlich hohe Morbidität ohne klinische Symptome, die spezifisch mit der Bestrahlung zusammenhängen , was auf ein radioinduziertes Immunschwächesyndrom hindeutet.
0,2  Gy	„Der Begriff „ niedrige “ Dosis definiert jede Dosis, für die aufgrund der Empfindlichkeitsgrenzen der derzeit verfügbaren Techniken kein biologischer Effekt festgestellt werden kann. Sensitivitätsschwellen von 2  cGy für den Nachweis eines Anstiegs der Häufigkeit von Chromosomenaberrationen und von 20  cGy für das Krebsrisiko wurden auf Kosten einer umfassenden Fallanalyse von mehreren Teams festgelegt. ".
0,1  Gy	Die Untersuchung von Opfern aus Hiroshima und Nagasaki ergab kein statistisch signifikantes Krebsrisiko für Dosen an Organe unter 100  mSv = 0,1  Sv .

Eine Dosis von einem Sievert ist eine gute Größenordnung, um die Bestrahlung als gefährlich für das Opfer zu qualifizieren, was eine besondere medizinische Überwachung nachträglich rechtfertigt:

• Bei gelegentlicher Bestrahlung leidet das Opfer an einer "Strahlenkrankheit" und muss im Krankenhaus nachuntersucht werden.
• Diese Exposition birgt das Risiko, an tödlichem Krebs zu erkranken, um 5%.

Bei niedrigeren Dosen und bei kumulativen Dosen, die über lange Zeiträume erhalten wurden, wird kein deterministischer Effekt beobachtet, und die stochastischen Effekte können nicht genau gemessen werden. In Ermangelung von Daten, die eine Trennung ermöglichen, ist dies ein Bereich, in dem zwei gegensätzliche Thesen aufeinander treffen:

• Zahlreiche Studien zeigen, dass niedrige Expositionen (weniger als 0,1  Sv ) die Schutzmechanismen von Zellen stimulieren können ( Hormeseeffekt ). Es liegen jedoch noch keine epidemiologischen Daten vor, die diese Ergebnisse außerhalb der Laboratorien belegen.
• Als Vorsichtsmaßnahme bevorzugen das ICRP und die Regulierungsbehörden die Verwendung des linearen Modells ohne Schwellenwert und gehen davon aus, dass ionisierende Strahlung auch bei sehr niedrigen Dosen potenziell gefährlich bleibt. Mit diesen Annahmen erhöht eine längere Exposition gegenüber einer Dosis Radioaktivität die Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken, um fünf Promille pro 0,1  Sv .

In dem Intervall zwischen 10  mSv (1 Rem ) und 1 Sv ist die Verhinderung versehentlicher Bestrahlungen im Hinblick auf die öffentliche Gesundheit aufgrund des statistischen Überschusses an Krebserkrankungen, die sie verursachen würden, besorgniserregend, aber diese Bestrahlungen sind nicht besser identifizierbar Konsequenz auf individueller Ebene.

Die Internationale Strahlenschutzkommission rät davon ab, eine jährliche Dosis von mehr als einem Millisievert zu erhalten, schätzt jedoch, dass eine Exposition von weniger als einhundert Millisievert pro Jahr statistisch gesehen kein Risiko für ein erhöhtes Krebsrisiko darstellt.

Strahlenbelastung

Ein Teilchen überträgt nur vernachlässigbare Energie. Die folgende Tabelle zeigt die Partikelflüsse in Luft (ausgedrückt als Anzahl der Partikel pro Quadratzentimeter) in Abhängigkeit von der Art des Partikels und seiner Energie für eine Dosis in Weichgeweben von 1  mSv .

Energie (MeV)	Elektron ( Beta )	Photon ( Gamma )	Neutron
10 –8 bis 10 –3			9,6 × 10 7
10 −2	2,6 × 10 5	1,3 × 10 8	6,5 × 10 7
10 −1	1,5 × 10 6	2,5 × 10 9	2,0 × 10 8
1	3,1 × 10 6	2,0 × 10 8	2,8 × 10 6
10	3,0 × 10 6	4,0 × 10 7	2,5 × 10 6

Es bedarf einer sehr hohen Aktivität (ausgedrückt in Becquerel , Bq), um ein echtes Gesundheitsrisiko zu schaffen, solange die Exposition auf Strahlung aus der Ferne ohne Kontakt mit dem radioaktiven Material beschränkt ist.

Beispielsweise würde eine externe Exposition gegenüber einer Kontamination von 4.000 Bq / m 2 (Größenordnung des in Frankreich nach der Tschernobyl-Katastrophe beobachteten Niederschlags) einer Radioaktivität, von der (für die Berechnung) angenommen wird, dass sie Beta bis 1 MeV beträgt, entsprechen ein Elektronenfluss von 0,4  cm –2  s –1 Elektronen, also eine Bestrahlung von 0,4 / 3,1 × 10 –6 = 0,13 × 10 –6  mSv s –1 . Eine jährliche Exposition (d. H. Für 32 × 10 6 Sekunden) gegenüber Strahlung dieser Amplitude führt zu einer Bestrahlung von 0,4 / (3,1 × 32) = 4  mSv , d. H. Der doppelten natürlichen Durchschnittsdosis oder wiederum der Größenordnung der Jahresgrenze zugelassen für die Zivilbevölkerung (zum Vergleich liegt die absorbierte Dosis für eine Lungenröntgenaufnahme in der Größenordnung von 0,3  mSv ).

Darüber hinaus kann die von einem Radioelement abgegebene Dosis viel höher sein, wenn es metabolisiert wird und in einem oder mehreren Organen fixiert bleibt (interne Bestrahlung). Aus diesem Grund besteht das Hauptrisiko, das mit dem Niederschlag von Tschernobyl für die französische Bevölkerung verbunden ist, möglicherweise in Schilddrüsenkrebs (interne Bestrahlung der Schilddrüse durch radioaktives Jod, das beim Trinken von Milch aufgenommen wird).

Größenordnungen und Vorschriften

Der Einfachheit halber wird üblicherweise der Millisievert (mSv) verwendet.

• Durchschnittliche jährliche Dosis in Frankreich: ~ 2,4  mSv / Jahr / Person .

• Die Region Kerala in Indien ist für ihre sehr hohe Radioaktivität bekannt: Bis zu 70 mGy / Jahr Natürliche Strahlung ist Gegenstand des UNSCEAR-Berichts

• Zulässige Grenze für die Exposition der Bevölkerung gegenüber künstlicher Strahlung in Frankreich: 1  mSv / Jahr / Person (Gesetz über die öffentliche Gesundheit, Artikel R1333-8).

• Zulässiger Grenzwert für exponiertes Personal in Frankreich: 20  mSv über zwölf rollierende Monate pro Person (regulatorische Dosimetrie), monatliche Dosimetrie auf 1,5  mSv , Dosimetrie von Unternehmen auf 16  mSv / Jahr (Arbeitsgesetzbuch, Artikel R231-76).

• Jährliche Expositionsgrenze für US-Nukleararbeiter: 50 mSv über 12 rollierende Monate und 100 mSv über 5 rollierende Jahre.

• Eine Röntgenaufnahme der Lunge: ungefähr 0,1  mSv , eine zahnärztliche Röntgenaufnahme: ungefähr 0,02  mSv .

• Eine Rückreise von Paris nach New York: 0,08  mSv , d. H. 9,5  µSv pro Stunde (in einem Langstreckenflugzeug ohne Überschall, Dosis aufgrund zusätzlicher kosmischer Strahlung in etwa 10.000  m Höhe während der Fahrt, ausgenommen Sonneneruptionsperioden, die die Erde beeinflussen) : Die erhaltene Dosis hängt im Wesentlichen von der Höhe (abhängig vom Flugzeugtyp), der Gesamtflugzeit, dem Breitengrad der verfolgten Route und dem Vorhandensein oder Fehlen von Zwischenstopps ab, etwas weniger von der Jahreszeit (Nähe der Erde) zur Sonne) und des Flugplans, aber praktisch nicht der materiellen Natur der Kabine (die diesen Strahlungen in zivilen Verkehrsflugzeugen praktisch keinen Schutz bietet). Die jährliche Expositionsgrenze für die allgemeine Bevölkerung würde auf dieser Strecke bei 17 Hin- und Rückfahrten pro Jahr erreicht; Flugpersonal in Flugzeugen auf interkontinentalen Linien, die in der Nähe der Pole verlaufen, gelten als exponierte Personen, überschreiten jedoch nicht die gesetzliche Grenze von 16  mSv / Jahr für Arbeitnehmer, die in zugelassenen Unternehmen exponiert sind (dies würde 272 Hin- und Rückflügen auf derselben Linie pro Jahr entsprechen ), außer möglicherweise während Perioden starker Sonnenaktivität, für die sie vorübergehenden behördlichen Schutz- und Überwachungsmaßnahmen unterliegen können (durch in Flugzeugen platzierte Detektoren).

• Tabak hat aufgrund der Isotope 210 Po und 210 Pb eine radioaktive Aktivität . In Bezug auf die Radioaktivität entspricht das Rauchen von fünf Packungen Zigaretten einer Dosis von 1  mSv , dh der maximal zulässigen Dosis für die Öffentlichkeit in einem Jahr. Es gelangt jedoch nur ein kleiner Teil der absorbierten Radioaktivität in die Lunge, und die Folgen der Radioaktivität auf Krebs und Mortalität sind schwer abzuschätzen, zumal die Analyse durch den möglicherweise null oder sogar vorteilhaften Effekt der Absorption niedriger Radioaktivitätsdosen erschwert wird .

• Ein französisches Kernkraftwerk: 2 µSv / Jahr oder 0,002 mSv / Jahr (im normalen Betriebszustand, ohne Unfälle). Diese Schwelle liegt 500-mal unter der gesetzlichen Expositionsschwelle für die Allgemeinbevölkerung. Darüber hinaus (schwerwiegender Vorfall) können Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung (und der am Standort wichtigen Arbeitnehmer) erforderlich sein (vorbeugende Behandlung, Überwachung und Diversifizierung der Lebensmittel- oder Wasserversorgungsquellen, vorübergehende Eindämmung, Sicherheitsverfahren, Abschaltung von Anlagen) und Im Falle eines schwerwiegenden Vorfalls können diese Schwellenwerte innerhalb eines definierten Umfangs (nach Evakuierung der Bevölkerung) erhöht werden, sobald die anderen Schutzmaßnahmen wirksam sind.

• In Fukushima Daiichi in Japan haben Journalisten während der mit einem Tsunami verbundenen Atomkatastrophe gemessen3. April 20111,5  km vom Kernkraftwerk entfernt, Dosen von ca. 112 µSv / h. Das14. März 2011Es wurde eine starke Aktivität von 167 Sieverts pro Stunde auf der Ebene des Einschlusses des Reaktors Nr. 3 und ein Wert in der gleichen Größenordnung auf der Ebene der anderen Reaktoren aufgezeichnet. EndeJanuar 2017TEPCO kündigt eine gemessene Radioaktivität von 530 Sv / h (+/- 30%) in einem Metallteil innerhalb des Reaktors Nr. 2 an.

Äquivalente und enge Einheiten

Es gibt viele physikalische Einheiten, die die Radioaktivität messen.

• Aktivitätsmesseinheiten für Kernquellen:
  • Das Becquerel (Symbol: Bq, gemessen in s -1 ), Aktivitätseinheit, die die Anzahl der Transformationen (früher Zerfälle) von Atomkernen pro Sekunde ausdrückt.
  • Der Rutherford (Symbol: Rd, Rd = 1 mit 1 MBq); altes Gerät, das nicht mehr empfohlen wird, aber dennoch in physischen Messgeräten wie Messgeräten und Arbeiten an künstlichen Funkquellen verwendet werden kann.
  • Der Curie (Symbol: Ci, mit 1 Ci ~ 37 GBq: Äquivalenz je nach Art der Strahlung). Dieses Gerät ist normalerweise veraltet, wird jedoch in den USA immer noch für Effizienzmessungen von Strahlenschutzsystemen verwendet und wird eher für Messungen von physikalischen Experimenten und industriellen Anwendungen oder für einige alte Detektoren verwendet.
• Maßeinheiten des Bruttoenergieflusses ionisierender Strahlung:
  • Das Coulomb pro Kilogramm (Symbol: C / kg oder C⋅kg -1 ); Obwohl eine induzierte oder verschobene Ladung in einer Masseneinheit ausgedrückt wird, kann sie sich auch in äquivalente Energie umwandeln, basierend auf der Ladung des Elektrons (oder Protons) und der Energie, um es zu bewegen. kann nicht für elektromagnetische Strahlung (X oder Gamma) oder für Flüsse nicht geladener Teilchen (wie Neutronen) verwendet werden, kann aber manchmal verwendet werden, um elektrische Felder zu messen, die durch eine Spannung induziert werden (zum Beispiel die Antennen von (Telekommunikations- oder Radarerkennungsemission) , obwohl es oft bevorzugt wird, das Volt pro Meter, dh direkt die durchschnittliche Messung dieses elektrischen Feldes, und die Emissionen von elektronenmikroskopischen Geräten.
  • Der Röntgen oder Röntgen (Symbol: R, mit 1 R = 258  µC / kg ~ 9,330  mGy ) Die Dosis ionisierender Strahlung, die eine elektrostatische CGS- Elektrizitätseinheit ( Franklin oder Statcoulomb) in einem Kubikzentimeter trockener Luft bei 0 ° erzeugt C unter Druckatmosphäre . Alte Einheit, die normalerweise durch das Coulomb pro Kilogramm ersetzt wird, aber in einigen Ländern immer noch verwendet wird, um die gesetzlichen Schwellenwerte für den Strahlenschutz von Populationen gegen ionisierende Emissionen in die Atmosphäre zu definieren, da ihre Größenordnung besser geeignet ist (basierend auf der Ladung des Elektrons) und die Ionisierungsenergie der Luft). Die Einheit kann zur Definition von Präventionsschwellen gegen kurzlebige flüchtige radioaktive Verbindungen (wie Jod) geeignet sein, ist jedoch für die Aufnahme von ionisierender Strahlung mit sehr hoher Energie und sehr langer radioaktiver Verbindungen (wie Cäsium) von geringer Bedeutung Fluss geladener oder ungeladener Elementarteilchen und elektromagnetischer Strahlung (UV, X oder Gamma).
• Maßeinheiten der Gesamtenergie der empfangenen ionisierenden Strahlung (absorbiert oder nicht):
  • Das Grau (Symbol: Gy), nicht zu verwechseln mit dem Sievert, da es die Art der Strahlung oder die Absorptionsraten nicht berücksichtigt.
  • Die veraltete Einheit rad (Symbol: rd, mit 1  Gy = 100 rd) ist veraltet.
  • Die Mache - Einheit (Symbol: ME, aus der deutschen Mache-Einheit mit 1 ME \ 13,468 kBq / m 3 ), der Menge des Radons pro Liter Luft , die einen Gleichstrom von 0.001 elektrostatischen CGS Einheiten pro Sekunde (ionisiert statampere ), dh 0,364 nCi / L.
• Maßeinheiten für Strahlungsdosen, die von lebenden Systemen absorbiert werden:
  • Der Sievert (Symbol: Sv) (oder häufiger der Millisievert mSv), eine Einheit von der gleichen Größe wie das Grau, jedoch unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Absorption durch den gesamten menschlichen Körper.

1  Sv (sievert) (= 100  rem) = 1.000  mSv = 1.000.000  μSv
1  mSv (Millisievert) (= 100 mrem) = 0,001  Sv = 1.000  μSv
1  μSv (Mikrosievert) (= 0,1 mrem) = 0,000 001  Sv = 0,001  mSv

• • Die radioaktive Dosisrate oder durch Missbrauch die "  Dosis  " (abgekürzt ddd oder D °) wird im Allgemeinen in mSv / h (für gefährliche künstliche Quellen) und in µSv / h oder mSv / Jahr (für natürliche und zulässige Quellen) ausgedrückt gesetzliche oder behördliche Dosen).
  • die röntgenäquivalente physikalische (Symbol: Wiederholung ) Strahlungsdosis, die von einer Gewebemasse absorbiert wird, die darin dieselbe Energie wie ein Röntgen in derselben Luftmasse ablagert (~ 8,4–9,3  mGy ). Das Gerät wird für Partikelstrahlung (Alpha, Elektronen, Positronen, Beta, Neutronen, Protonen, beschleunigte Ionenplasmen) und nicht für elektromagnetische Strahlung (X oder Gamma) verwendet.
  • der röntgenäquivalente Mann (Symbol: rem , mit 1  rem = 10  mSv ), alte Einheit, die nicht mehr empfohlen wird.

1  rem = 0,01  Sv = 10  mSv = 10.000  μSv
1 mrem = 0,000 01  Sv = 0,01  mSv = 10  μSv

• • DLxx (xx% der tödlichen Dosis ohne Krankenhausaufenthalt, geschätzt auf 10  Sv )
  • Sonnenschein - Einheit oder Strontium-Einheit (Symbol: SU, SU mit 1 ~ 1.065 PGy / s) die biologische Kontamination mit Strontium-90 , die 1 pCi von Mähdreschern 90 Sr pro Gramm Körper Calcium ; Die zulässige Last beträgt 1000 SU
• Einheit "Abschreibung"
  • Das Volt pro Meter (Symbol: V / m oder V⋅m -1 ). Das Gerät wird zur Messung von Funkemissionen (einschließlich Radaren) verwendet, die zwar nicht mit ionisierender Strahlung zusammenhängen (wegen unzureichender Elementarenergie zur Freisetzung eines Elektrons und ionisierender Materie), aber auch als "Strahlung" bezeichnet werden und von einer Öffentlichkeit nicht mit Radioaktivität gleichgesetzt werden können sehr vertraut mit der Materie, obwohl es keine Radioaktivität (dh keine Transformation von Atomkernen: 0 Bq) oder nicht reversible Absorption von Strahlung gibt, wenn ein Effekt auftritt. Das Gerät misst tatsächlich ein elektrisches Feld . Im mikroskopischen Maßstab erzeugen lebende Zellen Felder von bis zu 15 Millionen V / m. Auf der makroskopischen Skala des Menschen sind elektrische Felder natürlichen Ursprungs sehr variabel, von 100 bis 10.000 V / m, schwer entgegenzuwirken und dennoch ohne nennenswerte Auswirkungen. Die vielen vom Menschen verursachten Emissionen menschlichen Ursprungs unterliegen jetzt empfohlenen Expositions- und Überwachungsschwellenwerten, die in dieser Einheit ausgedrückt werden und typischerweise weniger als 100 V / m betragen.

Anmerkungen und Referenzen

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16. UNSCEAR-Bericht ( ISBN  978-92-1-142274-0 ) .
17. ASN-Website
18. http://www.laradioactivite.com/site/pages/dosesdexamensauxrayonsx.htm
19. Sievert-System  : Tool zur Berechnung der während des Flugverkehrs empfangenen Strahlungsdosen (entwickelt von IRSN und DGAC ).
20. Radioaktivität und Tabak auf dem Gelände der French Physical Society
21. Videonews.com-Bericht
22. ACRO, Chronik der nuklearen Ereignisse in Japan.
23. https://news.umich.edu/nano-sized-voltmeter-measures-electric-fields-deep-within-cells/
24. https://ondes-info.ineris.fr/node/719

Siehe auch

Literaturverzeichnis

• Internationales Komitee für Gewichte und Maße (CIPM) 1984 , Empfehlung 1 (PV, 52, 31 und Metrologia , 1985 , 21, 90)
• Artikel über Radioaktivitätsmessung und Katastrophenschutz auf der Luxorion- Website .
• (en) Abdeljelil Bakri, Neil Heather, Jorge Hendrichs und Ian Ferris; 50 Jahre Strahlenbiologie in der Entomologie: Lehren aus IDIDAS , Annals of the Entomological Society of America, 98 (1): 1-12 (2005)