Рентгены и зиверты: в чем разница (пояснение)
100 Р = 1 Зв, то есть 100 мкР = 1 мкЗв.
при дозе порядка 3-5 Зв из-за повреждения костного мозга в течение 30—60 суток;
10 ± 5 Зв из-за повреждения желудочно-кишечного тракта и лёгких в течение 10—20 суток;
15 Зв из-за повреждения нервной системы в течение 1—5 суток.
Зи́верт (обозначение: Зв, Sv) — единица измерения СИ эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения (используется с 1979 г.). 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе 1 Гр.
Через другие единицы измерения СИ зиверт выражается следующим образом:
1 Зв = 1 Дж / кг = 1 м² / с² (для излучений с коэффициентом качества равным 1,0)
Равенство зиверта и грея показывает, что эффективная доза и поглощённая доза имеют одинаковую размерность, но не означает, что эффективная доза численно равна поглощённой дозе. При определении эффективной дозы учитывается биологическое воздействие радиации, она равна поглощённой дозе, умноженной на коэффициент качества, зависящий от вида излучения и характеризует биологическую активность того или иного вида излучения. Имеет большое значение для радиобиологии.
Единица названа в честь шведского учёного Рольфа Зиверта (de:Rolf Sievert).
Раньше (а иногда и сейчас) использовалась единица бэр (биологический эквивалент рентгена), англ. rem (roentgen equivalent man) — устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. 100 бэр равны 1 зиверту.
«Взвешиваем» радиацию: о единицах измерения ионизирующего излучения
Если вы когда-нибудь искали в Гугле ответ на вопрос типа «безопасный уровень радиации», то вы наверняка сталкивались со множеством странных и непонятных терминов: кюри, рентгены, беккерели, зиверты, рады, греи и тому подобное. Попробуем разобраться в том, что они значат и как правильно трактовать те или иные цифры.
Как мы уже говорили, радиация, или более научно, ионизирующее излучение как правило возникает в результате тех или иных ядерных реакций, чаще всего – распадов нестабильных атомных ядер. Соответственно, наиболее естественной единицей измерения радиоактивности является число распадов, которые происходят в определённом образце радиоактивного вещества в единицу времени.
Исторически первой единицей измерения активности является кюри (Ки). В образце с активностью 1 кюри в секунду происходит столько же распадов, сколько и в кусочке чистого радия весом в 1 грамм, то есть 370 миллиардов актов распада. В реальности с такой единицей работать не очень удобно, и поэтому позже, в 1975 году придумали другую единицу измерения активности: беккерель. Один беккерель (Бк) – это активность образца, в котором происходит ровно 1 распад в секунду. Соответственно, 1 Ки = 37000000000 Бк.
Кюри и беккерели характеризуют радиоактивные свойства конкретного образца радиоактивного вещества с присущей ему массой и химическим составом. Поэтому часто используют производные величины: скажем, активность изотопов обычно измеряют в беккерелях (кюри) на грамм (килограмм), загрязнённость радиацией воздуха или жидкости – в беккерелях на литр (кубометр), для определения загрязнённости площади используют беккерель на метр (километр) квадратный. Например, средняя радиоактивность чистого атмосферного воздуха составляет около 10 беккерелей на кубометр. То есть, в каждом кубометре воздухе ежесекундно происходит 10 распадов (в основном обусловленных наличием в нём некоторого количества радиоактивного газа радона)
Довольно популярной в литературе «единицей измерения» является так называемый банановый эквивалент: активность обычного банана, вызванная наличием в нём радиоактивного изотопа калий-40. Оказывается, что банан весом в 150 грамм содержит около 19 беккерелей активности.
Для сравнения, активность природного урана составляет около 37 000 беккерелей на грамм (или, соответственно, 37 миллионов беккерелей на килограмм). И это ещё немного: так, активность 1 грамма плутония-239 составляет 2,3 миллиарда беккерелей на грамм.
Однако если вы читали предыдущую статью, то вам должно быть понятно, что одними только беккерелями и кюри ограничиться не получится. Как мы там говорили, различные ядерные реакции порождают разные продукты, обладающие различной энергией. К примеру, распад вышеупомянутого калия-40 приводит к образованию бета-частиц с энергией порядка 1,5·10-19 джоуля. А вот в результате распада атома плутния-239 рождаются альфа-частицы с энергией 8·10-16 джоуля – в 5 000 раз больше. Так что распад распаду – рознь, и беккерель беккерелю – тоже.
Собственно, предыдущий абзац как бы сам наводит нас на мысль, что важно не только количество распадов в единицу времени, но и «энергоёмкость» каждого из таких распадов. И даже не энергоёмкость самих распадов, а то, какую энергию получившиеся частицы передают веществу, которое подвергается облучению – то есть, какую дозу получило подвергнутое ему вещество.
Сначала физики рассуждали таким образом. Мы же говорим об ионизирующем излучении? Ну, так давайте померяем, насколько хорошо оно ионизирует! Так придумали единицу под названием рентген – пожалуй, самую распиаренную «единицу измерения радиации» на постсоветском пространстве. Суть такова: 1 рентген – это такое радиоактивное излучение, которое воздействует на 1 кубический сантиметр сухого воздуха при 0 градусов Цельсия так, что в нём образуются заряженные частицы с общим зарядом 3,33564 на 10 в минус 10 степени кулона. Почему столько? А потому, что 3,33564 на 10 в минус 10 степени кулона – это 1 франклин, единица измерения заряда в популярной (ибо удобно) в некоторых областях физики системе единиц СГС. Аналог рентгена в привычной нам системе СИ – кулон на килограмм, равный примерно 3876 рентгенам.
Соответственно, для измерения мощности излучения использовали производную единицу – рентген в час.
Однако на практике рентген оказался не очень удобен по ряду причин, и решили пойти другим путём: ввели единицу под названием грей. 1 грей характеризует такое облучение, в результате которого вещество получает 1 джоуль энергии на каждый килограмм массы. В настоящее время именно грей, а не рентген, являются общепринятой единицей измерения воздействия излучения. Однако зачастую в литературе, в том числе справочной, можно столкнуться именно с величинами, выраженными в рентгенах. В этом случае следует помнить, что 1 грей для воздуха соответствует примерно 0,009 рентгена. Обычно на практике переводят рентгены в греи, просто деля их на 100: 100 рентген – 1 грей, 0,01 грея – 1 рентген.
Но и это ещё не всё. Для физиков посчитать количество переданной «мишени» энергии в принципе достаточно для того, чтобы считать поле измеренным. А вот у медиков и биологов, изучающих воздействие радиации на живые организмы, задача немного иная: им важно определить, какой вред получит организм, поймав ту или иную дозу радиации. И тут возникает проблема, о которой мы тоже говорили: разные виды излучения (альфа, бета, гамма, нейтроны и т.п.) вредят организму по-разному. Для того, чтобы это дело описать, вводят понятие относительной биологической эффективности излучения, причём под эффективностью здесь понимают способность данного вида облучения наносить вред живой ткани (разрушать клетки и т.п.). Например, поток альфа-частиц наносит организму примерно в 20 раз больший ущерб, чем поток гамма-квантов, передавший этому организму ту же энергию. Поэтому на стыке физики и биологии появляется понятие эквивалентной дозы облучения, измеряемой в зивертах. Это, грубо говоря, те же греи, но умноженные на специальный коэффициент («коэффициент качества»), экспериментально определённый для каждого вида излучения; за эталон (1) принято разрушительное воздействие фотонов (рентгеновских и гамма-квантов).
Для бета-частиц коэффициент качества оказывается также равен 1, для альфа-частиц – 20, для протонов – 2, для нейтронов – от 5 до 20 в зависимости от их энергии (скорости). Проще говоря, если биологический объект получил 0,1 грея гамма-излучения, 0,1 грея облучения альфа-частицами и 0,1 грея облучения медленными нейтронами, то поглощённая доза излучения составит 0,3 грея, а эквивалентная доза – 2,6 зиверта.
На практике, впрочем, в большинстве случаев поглощённую дозу облучения в греях и эквивалентную дозу в зивертах можно считать равной. Это связано с тем, что с нейтронными потоками у обывателя столкнуться шансов почти нет, а альфа-излучение и протоны из-за своей малой проникающей способности не пробиваются даже через внешний мёртвый слой кожи. Поэтому в расчёт при внешнем облучении идут преимущественно потоки бета и гамма-частиц, а для них, как мы говорили выше, коэффициент качества равен 1. В таком случае можно говорить, что 1 зиверт и 1 грей численно равны, но надо помнить, что так бывает не всегда.
Существует, впрочем, ещё один нюанс. Дело в том, что разные ткани по-разному реагируют на одну и ту же дозу облучения: наиболее уязвимы половые органы, тонкий кишечник и органы кроветворения; куда более устойчивы – головной мозг, кости и так далее. Так что в медицине вводят понятие эффективной дозы облучения, которая учитывает разницу в восприятии облучения разными типами тканей. Но это уже больше биология, чем физика, да и измеряется эффективная доза тоже в зивертах, так что в это мы углубляться не будем.
Давайте повторим для ясности: активность источника радиоактивного излучения измеряется в кюри или (чаще) беккерелях. В греях, реже – рентгенах измеряют физическое воздействие излучения, исходящего от этого источника на некую мишень, а в зивертах – аналогичное биологическое воздействие.
Конечно, между активностью источника и влиянием его излучения есть определённая связь, но простой «формулы перевода» беккерелей в зиверты нет и быть не может. Например, источник из цезия-137 с активностью излучения в 1 кюри на расстоянии метра от себя создаст излучение мощностью примерно в 0,004 грея/час. Для других изотопов эта цифра будет иной, но если очень надо прямо сейчас прикинуть на пальцах, то порядок чисел будет примерно таким.
При этом по мере удаления от источника мощность излучения будет убывать по формуле обратных квадратов: уже в 10 метрах она будет в 100 раз меньше.
Под фразой «радиационный фон составляет столько-то» следует понимать измеренную совокупную дозу излучения от всех источников, которую вы можете получить в данном месте за определённое время пребывания.
В литературе можно встретить и другие единицы измерения. Например, резефорд – устаревшая единица измерения активности источника, равная 1 миллиону беккерелей. Рад – «младший брат» грея, равный одной сотой от него. В советской литературе также встречается единица измерения «бэр», расшифровывается «биологический эквивалент рентгена» и соотносится с ним так же, как зиверт с греем. Как привести её к общему знаменателю с зивертом можно всё тем же способом: поделить примерно на 100.
В следующем материале мы поговорим о нормальных, повышенных, опасных и безопасных дозах радиации, о том, где вы с ними можете столкнуться и чего в этом смысле стоит бояться, а чего – не очень.
Рентгены и зиверты: в чем разница
100 Р = 1 Зв, то есть 100 мкР = 1 мкЗв.
Зи́верт (обозначение: Зв, Sv) — единица измерения СИ эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения (используется с 1979 г.).
1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе 1 Гр.
Через другие единицы измерения СИ зиверт выражается следующим образом:
1 Зв = 1 Дж / кг = 1 м² / с² (для излучений с коэффициентом качества равным 1,0)
Равенство зиверта и грея показывает, что эффективная доза и поглощённая доза имеют одинаковую размерность, но не означает, что эффективная доза численно равна поглощённой дозе. При определении эффективной дозы учитывается биологическое воздействие радиации, она равна поглощённой дозе, умноженной на коэффициент качества, зависящий от вида излучения и характеризует биологическую активность того или иного вида излучения. Имеет большое значение для радиобиологии.
Единица названа в честь шведского учёного Рольфа Зиверта (de:Rolf Sievert).
Раньше (а иногда и сейчас) использовалась единица бэр (биологический эквивалент рентгена), англ. rem (roentgen equivalent man) — устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы.
Существует 5 основных единиц измерения доз. Хотя некоторые из них совпадают по размерности, они несут различный смысл.
Рентген — внесистемная единица экспозиционной дозы радиоактивного облучения рентгеновским или гамма-излучением, определяемая по их ионизирующему действию на сухой атмосферный воздух.
Биологический эквивалент рентгена — устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы излучения.
Грэй — единица поглощенной дозы излучения в системе СИ.
Зиверт — единица эквивалентной дозы излучения в системе СИ.
Рад — внесистемная единица дозы излучения, поглощенной веществом.
Про Рентгены, Зиверты и дозиметры
Счастливых обладателей гаджета под названием дозиметр часто постигает разочарование. Вот он ― прибор, работает, выдает цифры, но что за ними стоит, знает инструкция объемом с докторскую диссертацию. Зиверты, микрорентгены, ― возможно ли человеческим языком объяснить, что это такое? Мы попробовали. Получилась вот такая шпаргалка к экзамену по личной радиационной безопасности.
Все течет, все меняется
За ширмой стабильности материального мира все время что-то происходит. Некоторые атомы, например, распадаются. Представьте болид (атом), на скорости теряющий запчасти. Отлетевшие детали ― ядра, электроны, протоны― мчатся в пространстве и бомбят окружающие молекулы. Энергия удара превращает последние в ионы, которые запускают вредоносные процессы в живых организмах. Примерно так выглядит радиоактивный распад и разрушающее действие ионизирующего излучения.
Естественная радиация была, есть и будет. Фонят залегающие в земле тяжелые металлы, радон. Космическое излучение сдерживает атмосфера, но сквозь озоновые дыры и при авиа перелетах нам тоже достается. Медицинские обследования, компьютеры, сотовые телефоны. Чтобы дозиметр радиации, превратился, наконец, в понятный прибор, давайте разберемся с поражающими факторами излучения и способах их измерения в Международной системе единиц (СИ).
Посмотреть все товары категории: Дозиметры радиации
Сила энергии
Излучение представляет собой сгусток энергии. Чем больше энергии, тем сильнее повреждение тканей, ее поглотивших.
Поглощенная доза (ПД) — это количество ионизирующей энергии, которую впитало вещество. В системе СИ показатель называется Грей (Гр-рус.; Gy- междн.), он выражается в джоулях, на килограмм (Дж/кг).
1 грэй — это энергия в количестве 1 джоуля, поглощенная веществом весом 1 кг.
С поправкой на качество
• Взвешивающий коэффициент излучения (ВКИ) учитывает биологическую эффективность радиации. У рентгеновского, γ и β- излучения ВКИ равняется единице. У нейтронного ― от 5 до 10, у α-излучения ―20, то есть, при сопоставимом энергетическом поражении, гамма-лучи значительно менее вредные для человека, чем альфа.
• Эквивалентная доза — это энергия с поправкой на качество излучения или поглощенная доза, помноженная на ВКИ.
• Индивидуальный взвешивающий коэффициент (ИВК) имеют щитовидка, легкие, надпочечники, костный мозг, ― всего 12 наиболее чувствительных к излучению тканей и органов. В целом для организма ИВК = 1.
• Эффективная доза ― показатель, учитывающий отклик на радиацию, характерный для конкретного органа. Коррекцией эквивалентной дозы на ИВК получаем дозу эффективную.
Зиверт ― эквивалентный и эффективный
Зв отражает количество ионизирующей энергии, которую вобрало в себя вещество, с поправкой на качество излучения и степень восприимчивости конкретного органа к радиации. Представим, что доза в один Грей проникла в костный мозг. Энергия излучения ослабла за счет тканевого поглощения, и 1 Дж/кг (Грей) превратился в 0,85 Дж/кг или Зиверт.
В Зивертах измеряется поглощенная эквивалентная (виду излучения) эффективная (для конкретного органа) доза радиации. Зв― это Грей, помноженный на коэффициенты:1Зв= 1Г Х ВКИ Х ИВК
В случаях, альфа, бета и рентген излучения в воздухе (оба коэффициента = 1) Зиверт равен Грею
Микрозиверт (мкЗв) еще меньше― это одна миллионная Зв или одна тысячная мЗВ
Рентген ― внесистемный, но привычный
Рентген ― внесистемный, но привычныйДоза бывает не только поглощенная, но еще и экспозиционная. Экспозиционная доза — это степень насыщенности воздуха ионами, которые под бомбежкой элементарных частиц образовались из мирных молекул и атомов окружающей среды. В один Рентген (Р) оценивается излучение, выбивающее 2,08 Х 109 парных ионов из 1 см3 воздуха.
Экспозиционную дозу раньше измеряли в несистемных единицах рентгенах (Р), позже появились системные, но арифметически неудобные Кулоны, потому в приборах остались знакомые Рентгены, точнее, микрорентгены (мкР) или одна тысячная Рентгена.
Доза, выраженная в Р ― это радиация на пути к проникновению. Стоит впитаться в вещество, и экспозиционная доза превращается в дозу поглощенную, а Рентгены ― в Зиверты.
Оценивая влияние на человека только гамма или рентгеновского излучения (у них коэффициент эквивалентности =1), будет справедливым (с погрешностью 15-17%) утверждать, что:
100 Р (или БЭР); 1мкР
О чем расскажет дозиметр
Стандартный бытовой дозиметр с счетчиком Гейгера выдает информацию о мощности поглощенной дозы ― количестве излучения (в мкЗв или мкР) за единицу времени (час, минуту…)
Естественный радиационный фон не должен превышать 25 мкР/ч (0,25 мкЗв/ч), а предельно допустимый радиационный фон составляет 50 мкР/ч. (0,50 мкЗв/ч).
Теперь, вооружившись знаниями, смело приобретайте дозиметр и отслеживайте радиационную обстановку. Интернет магазин «Аура-Мед» предлагает сертифицированные приборы, в которые встроен счетчик Гейгера купить вы можете и гибридные датчики, совмещающие определители радиации, магнитных полей и нитрат тестер. Сторонники здорового образа жизни достойны скидок!
Перейти в раздел дозиметров
Использование материалов сайта без согласия автора строго запрещено. При копировании статьи ссылка на ресурс обязательна.
Как перевести зиверты в рентгены
Человек не способен при помощи органов чувств определить наличие в окружающей среде радиоактивных веществ и вредных излучений. Для этого используются различные модели дозиметров и радиометров.
В основе работы таких приборов лежит счетчик Гейгера – газонаполненный конденсатор, который реагирует на попадание в него ионизирующих частиц. Специальная программа обрабатывает данные, полученные со счетчика Гейгера, и преобразует их в понятные человеку показания. Большинство современных приборов выдает пользователю значения в мкР/ч, мЗв/ч, мР/ч, мкЗв/ч. Соотвественно, часто возникает вопрос о том, как перевести Зиверты в Рентгены и определить степень опасности для здоровья и жизни человека показаний дозиметра.
Что такое Рентген и Зиверт?
Что такое Рентген и Зиверт?Зиверт – это единица измерения эквивалентной и эффективной доз ионизирующего излучения в системе СИ. Фактически, это количество энергии, которая была поглощена 1 кг биологической ткани. В литературе применяются русское и международное обозначения «Зв» или «Sv».
Рентген – это единица измерения экспозиционной дозы радиоактивного облучения гамма- или рентгеновским излучением, которая определяется по их ионизирующему действию на сухой воздух. Для обозначения единицы применяются общеупотребительные русское и международное обозначения «Р» или «R».