Σίβερτ

Το **σίβερτ** (σύμβολο: **Sv**) είναι μια παράγωγη μονάδα του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (SI), η οποία προορίζεται να εκφράζει τον στοχαστικό κίνδυνο για την υγεία από ιονίζουσα ακτινοβολία, που ορίζεται ως η πιθανότητα πρόκλησης καρκίνου ή γενετικών βλαβών λόγω ακτινοβολίας. Το σίβερτ είναι σημαντικό στη δοσιμετρία και στην προστασία από ακτινοβολία. Πήρε το όνομά του από τον Ρολφ Μαξιμιλιαν Σίβερτ, Σουηδό ιατρικό φυσικό γνωστό για το έργο του στη μέτρηση δόσης ακτινοβολίας και στην έρευνα των βιολογικών επιδράσεων της ακτινοβολίας.

Η μονάδα σίβερτ χρησιμοποιείται για ποσότητες δόσης ακτινοβολίας όπως η ισοδύναμη δόση και η αποτελεσματική δόση, που εκφράζουν τον κίνδυνο από εξωτερική ακτινοβολία προερχόμενη από πηγές εκτός σώματος, καθώς και η δεσμευμένη δόση, που εκφράζει τον κίνδυνο από εσωτερική ακτινοβόληση λόγω εισπνοής ή κατάποσης ραδιενεργών ουσιών. Σύμφωνα με την Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από Ακτινοβολία (ICRP), ένα σίβερτ αντιστοιχεί σε πιθανότητα 5,5% για τελικά θανατηφόρο καρκίνο, βάσει του αμφισβητούμενου γραμμικού μοντέλου χωρίς κατώφλι (LNT) της έκθεσης σε ιονίζουσα ακτινοβολία.

Για τον υπολογισμό του στοχαστικού κινδύνου σε σίβερτ, το φυσικό μέγεθος απορροφούμενης δόση μετατρέπεται σε ισοδύναμη και αποτελεσματική δόση εφαρμόζοντας συντελεστές που εξαρτώνται από τον τύπο της ακτινοβολίας και το βιολογικό πλαίσιο, όπως καθορίζονται από την ICRP και τη Διεθνή Επιτροπή Μονάδων και Μετρήσεων Ακτινοβολίας (ICRU). Ένα σίβερτ ισούται με 100 rem, που είναι παλαιότερη μονάδα του CGS.

Συμβατικά, τα καθορισμένα (μη στοχαστικά) αποτελέσματα στην υγεία, που οφείλονται σε οξεία βλάβη ιστών και είναι βέβαιο ότι θα συμβούν σε υψηλούς ρυθμούς δόσης, συγκρίνονται με το φυσικό μέγεθος απορροφούμενης δόσης, το οποίο μετριέται σε γκρέι (Gy).

## Ορισμός

### Ορισμός του σίβερτ από την CIPM

Ο ορισμός του SI που δίνεται από τη Διεθνή Επιτροπή Μέτρων και Σταθμών (CIPM) αναφέρει:

«Το μέγεθος της ισοδύναμης δόσης *H* είναι το γινόμενο της απορροφούμενης δόσης *D* ιονίζουσας ακτινοβολίας και του αδιάστατου παράγοντα *Q* (παράγοντας ποιότητας), ο οποίος ορίζεται ως συνάρτηση της γραμμικής μεταφοράς ενέργειας από τη ICRU.»

:*H* = *Q* × *D*

Η τιμή του *Q* δεν καθορίζεται περαιτέρω από την CIPM, αλλά απαιτεί τη χρήση των σχετικών συστάσεων της ICRU για τον καθορισμό της.

Η CIPM επισημαίνει επίσης ότι «προκειμένου να αποφευχθεί οποιοσδήποτε κίνδυνος σύγχυσης μεταξύ της απορροφούμενης δόσης *D* και της ισοδύναμης δόσης *H*, πρέπει να χρησιμοποιούνται τα ειδικά ονόματα των αντίστοιχων μονάδων, δηλαδή το όνομα “γκρέι” αντί για τζάουλ ανά χιλιόγραμμο για τη μονάδα της απορροφούμενης δόσης *D* και το όνομα “σίβερτ” αντί για τζάουλ ανά χιλιόγραμμο για τη μονάδα της ισοδύναμης δόσης *H*.»

Συνοπτικά:

:**γκρέι**: μέγεθος *D* — απορροφούμενη δόση
::1 Gy = 1 τζάουλ/χιλιόγραμμο — φυσικό μέγεθος. Ένα γκρέι αντιστοιχεί στην εναπόθεση ενός τζάουλ ενέργειας ακτινοβολίας ανά χιλιόγραμμο ύλης ή ιστού.
:**σίβερτ**: μέγεθος *H* — ισοδύναμη δόση
::1 Sv = 1 τζάουλ/χιλιόγραμμο — βιολογικό αποτέλεσμα. Το σίβερτ εκφράζει το ισοδύναμο βιολογικό αποτέλεσμα από την εναπόθεση ενός τζάουλ ενέργειας ακτινοβολίας σε ένα χιλιόγραμμο ανθρώπινου ιστού. Ο λόγος προς την απορροφούμενη δόση δηλώνεται με το *Q*.

### Ορισμός του σίβερτ από την ICRP
Ο ορισμός του σίβερτ από την ICRP είναι:
: «Το σίβερτ είναι η ειδική ονομασία της μονάδας SI για την ισοδύναμη δόση, την αποτελεσματική δόση και τις λειτουργικές ποσότητες δόσης. Η μονάδα είναι τζάουλ ανά χιλιόγραμμο.»

Το σίβερτ χρησιμοποιείται για μια σειρά ποσοτήτων δόσης που περιγράφονται στο παρόν λήμμα και αποτελούν μέρος του διεθνούς συστήματος ραδιολογικής προστασίας που έχει θεσπιστεί και οριστεί από την ICRP και την ICRU.

## Εξωτερικές ποσότητες δόσης

Όταν το σίβερτ χρησιμοποιείται για να εκφράσει τα στοχαστικά αποτελέσματα της εξωτερικής ιονίζουσας ακτινοβολίας στον ανθρώπινο ιστό, οι λαμβανόμενες δόσεις μετρώνται στην πράξη με ραδιομετρικά όργανα και δοσίμετρα και ονομάζονται λειτουργικές ποσότητες. Για να συσχετιστούν αυτές οι πραγματικές δόσεις με πιθανά αποτελέσματα στην υγεία, έχουν αναπτυχθεί ποσότητες προστασίας που προβλέπουν τις πιθανές επιπτώσεις βάσει εκτεταμένων επιδημιολογικών μελετών. Κατά συνέπεια, αυτό οδήγησε στη δημιουργία ενός συνεκτικού συστήματος διαφόρων ποσοτήτων δόσης που αναπτύχθηκε από την ICRU σε συνεργασία με την ICRP.

Οι εξωτερικές ποσότητες δόσης και οι μεταξύ τους σχέσεις παρουσιάζονται στο συνημμένο διάγραμμα. Η ICRU είναι κυρίως υπεύθυνη για τις λειτουργικές ποσότητες δόσης, που βασίζονται στη μετρολογία της ιονίζουσας ακτινοβολίας, ενώ η ICRP είναι υπεύθυνη για τις ποσότητες προστασίας, που βασίζονται στη μοντελοποίηση της απορρόφησης δόσης και της βιολογικής ευαισθησίας του ανθρώπινου σώματος.

### Συμβάσεις ονοματολογίας
Οι ποσότητες δόσης της ICRU/ICRP έχουν συγκεκριμένους σκοπούς και νοήματα, αλλά ορισμένες χρησιμοποιούν κοινές λέξεις με διαφορετική σειρά. Αυτό μπορεί να προκαλέσει σύγχυση μεταξύ, για παράδειγμα, των όρων *ισοδύναμη δόση* και *δόση ισοδυνάμου*.

Αν και ο ορισμός της CIPM αναφέρει ότι η συνάρτηση γραμμικής μεταφοράς ενέργειας (*Q*) της ICRU χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του βιολογικού αποτελέσματος, η ICRP το 1990 ανέπτυξε τις ποσοτικές μονάδες «προστασίας» — την *αποτελεσματική* και την *ισοδύναμη* δόση — που υπολογίζονται με πιο σύνθετα υπολογιστικά μοντέλα και διαφέρουν επειδή δεν περιλαμβάνουν τη φράση *δόση ισοδυνάμου* στο όνομά τους. Μόνο οι λειτουργικές ποσότητες δόσης που εξακολουθούν να χρησιμοποιούν το *Q* για τον υπολογισμό διατηρούν τη φράση *δόση ισοδυνάμου*.

Ωστόσο, υπάρχουν κοινές προτάσεις ICRU/ICRP για την απλοποίηση αυτού του συστήματος, μέσω αλλαγών στους ορισμούς των λειτουργικών ποσοτήτων ώστε να εναρμονιστούν με εκείνες των ποσοτήτων προστασίας. Οι προτάσεις αυτές παρουσιάστηκαν στο 3ο Διεθνές Συμπόσιο Ραδιολογικής Προστασίας τον Οκτώβριο του 2015, και αν εφαρμοστούν, θα καταστήσουν την ονοματολογία των λειτουργικών ποσοτήτων πιο λογική, εισάγοντας τις έννοιες «δόση στον φακό του ματιού» και «δόση στο τοπικό δέρμα» ως *ισοδύναμες δόσεις*.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες υπάρχουν διαφορετικά ονόματα ποσοτήτων δόσης, τα οποία δεν αποτελούν μέρος της ονοματολογίας της ICRP.

### Φυσικά μεγέθη
Αυτά είναι άμεσα μετρήσιμα φυσικά μεγέθη στα οποία δεν λαμβάνεται υπόψη καμία βιολογική επίδραση. Η ροή ακτινοβολίας είναι ο αριθμός σωματιδίων ακτινοβολίας που προσπίπτουν ανά μονάδα επιφάνειας και χρόνου, η κέμα είναι το ιονιστικό αποτέλεσμα στον αέρα από ακτίνες γάμμα και ακτίνες Χ, και χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση οργάνων, ενώ η απορροφούμενη δόση είναι η ποσότητα ενέργειας ακτινοβολίας που εναποτίθεται ανά μονάδα μάζας στην εξεταζόμενη ύλη ή ιστό.

### Λειτουργικές ποσότητες
Οι λειτουργικές ποσότητες μετρώνται στην πράξη και αποτελούν τα μέσα άμεσης μέτρησης της απορρόφησης δόσης από την έκθεση ή πρόβλεψης της απορρόφησης δόσης σε μετρημένο περιβάλλον. Με αυτόν τον τρόπο χρησιμοποιούνται για πρακτικό έλεγχο δόσης, παρέχοντας μια εκτίμηση ή ένα ανώτατο όριο για την τιμή των ποσοτήτων προστασίας που σχετίζονται με μια έκθεση. Χρησιμοποιούνται επίσης σε κανονισμούς και οδηγίες.

Η βαθμονόμηση ατομικών και χωρικών δοσιμέτρων σε πεδία φωτονίων πραγματοποιείται με τη μέτρηση του «κέμα σύγκρουσης στον αέρα» υπό συνθήκες ισορροπίας δευτερογενών ηλεκτρονίων. Κατόπιν, προκύπτει η κατάλληλη λειτουργική ποσότητα εφαρμόζοντας έναν συντελεστή μετατροπής που συνδέει το κέμα του αέρα με τη συγκεκριμένη λειτουργική ποσότητα. Οι συντελεστές μετατροπής για φωτονική ακτινοβολία δημοσιεύονται από την ICRU.

Απλά (μη ανθρωπομορφικά) «φαντάσματα» χρησιμοποιούνται για τη συσχέτιση λειτουργικών ποσοτήτων με μετρήσεις ελεύθερης ακτινοβόλησης στον αέρα. Η «σφαίρα ICRU» βασίζεται στον ορισμό ενός υποθετικού υλικού ισοδύναμου ιστού τεσσάρων στοιχείων, το οποίο δεν υπάρχει στη φύση και δεν μπορεί να κατασκευαστεί. Η σφαίρα ICRU είναι θεωρητική, με διάμετρο 30 cm, πυκνότητα 1 g·cm−3 και σύσταση 76,2% οξυγόνο, 11,1% άνθρακα, 10,1% υδρογόνο και 2,6% άζωτο. Το υλικό αυτό προσομοιώνει με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια τις ιδιότητες απορρόφησης του ανθρώπινου ιστού. Σύμφωνα με την ICRP, η «σφαίρα ICRU» προσεγγίζει επαρκώς το ανθρώπινο σώμα όσον αφορά τη σκέδαση και την εξασθένιση πεδίων διεισδυτικής ακτινοβολίας. Έτσι, ακτινοβολία με συγκεκριμένη ενεργειακή ροή θα έχει περίπου την ίδια ενεργειακή εναπόθεση εντός της σφαίρας όπως και σε ίση μάζα ανθρώπινου ιστού.

Για να λαμβάνεται υπόψη η οπισθοσκέδαση και η απορρόφηση του ανθρώπινου σώματος, χρησιμοποιείται το «φαντασματικό πλακίδιο» (*slab phantom*) για την προσομοίωση του ανθρώπινου κορμού κατά τη βαθμονόμηση δοσιμέτρων ολόκληρου σώματος. Το φαντασματικό πλακίδιο έχει διαστάσεις  για να αντιπροσωπεύει τον ανθρώπινο κορμό.

Οι κοινές προτάσεις ICRU/ICRP που παρουσιάστηκαν στο 3ο Διεθνές Συμπόσιο Ραδιολογικής Προστασίας (Οκτώβριος 2015) για την τροποποίηση του ορισμού των λειτουργικών ποσοτήτων δεν θα αλλάξουν τη σημερινή χρήση των φαντασμάτων βαθμονόμησης ή των αναφοράς πεδίων ακτινοβολίας.

### Ποσότητες προστασίας
Οι ποσότητες προστασίας είναι υπολογιστικά μοντέλα και χρησιμοποιούνται ως «οριακές ποσότητες» για τον καθορισμό ορίων έκθεσης, ώστε — σύμφωνα με την ICRP — «η εμφάνιση στοχαστικών επιπτώσεων στην υγεία να διατηρείται κάτω από μη αποδεκτά επίπεδα και να αποφεύγονται οι αντιδράσεις ιστών».

Οι ποσότητες αυτές δεν μπορούν να μετρηθούν στην πράξη, αλλά οι τιμές τους προκύπτουν μέσω μοντέλων εξωτερικής δόσης προς τα εσωτερικά όργανα του ανθρώπινου σώματος, χρησιμοποιώντας ανθρωπομορφικά φαντάσματα — τρισδιάστατα υπολογιστικά μοντέλα του σώματος που λαμβάνουν υπόψη πολύπλοκα φαινόμενα όπως αυτοπροστασία του σώματος και εσωτερική σκέδαση της ακτινοβολίας. Ο υπολογισμός ξεκινά με την απορροφούμενη δόση των οργάνων και στη συνέχεια εφαρμόζονται συντελεστές στάθμισης ακτινοβολίας και ιστού.

Επειδή οι ποσότητες προστασίας δεν μπορούν να μετρηθούν άμεσα, οι λειτουργικές ποσότητες χρησιμοποιούνται για τη συσχέτισή τους με τις πρακτικές μετρήσεις ακτινοβολίας και τις αποκρίσεις των δοσιμέτρων.

### Απόκριση οργάνων και δοσιμέτρων
Πρόκειται για πραγματικές ενδείξεις που λαμβάνονται, για παράδειγμα, από όργανα μέτρησης περιβαλλοντικής δόσης ακτίνων γάμμα ή από δοσίμετρα προσωπικής χρήσης. Αυτά τα όργανα βαθμονομούνται με τεχνικές μετρολογίας ακτινοβολίας που τα συνδέουν με ένα εθνικό πρότυπο ακτινοβολίας, και έτσι συσχετίζονται με μια λειτουργική ποσότητα. Οι ενδείξεις των οργάνων και των δοσιμέτρων χρησιμοποιούνται για την αποφυγή υπερβολικής δόσης και για την καταγραφή της δόσης σύμφωνα με τη νομοθεσία ραδιολογικής ασφάλειας, όπως για παράδειγμα στο Ηνωμένο Βασίλειο, στους Κανονισμούς Ιονιζουσών Ακτινοβολιών 1999.

## Υπολογισμός ποσοτήτων δόσης προστασίας

Το σίβερτ χρησιμοποιείται στην εξωτερική ραδιοπροστασία για την ισοδύναμη δόση (επιπτώσεις από έκθεση ολόκληρου σώματος σε εξωτερική πηγή, σε ομοιόμορφο πεδίο) και την αποτελεσματική δόση (που εξαρτάται από τα εκτιθέμενα μέρη του σώματος).

Αυτές οι ποσότητες δόσης είναι σταθμισμένοι μέσοι όροι της απορροφούμενης δόσης, σχεδιασμένοι ώστε να αντιπροσωπεύουν τις στοχαστικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας στην υγεία. Η χρήση του σίβερτ υποδηλώνει ότι έχουν εφαρμοστεί οι κατάλληλοι συντελεστές στάθμισης στην μέτρηση ή τον υπολογισμό της απορροφούμενης δόσης (εκφρασμένη σε γκρέι).

Ο υπολογισμός της ICRP παρέχει δύο συντελεστές στάθμισης για τον υπολογισμό των ποσοτήτων προστασίας:
: 1. Ο συντελεστής ακτινοβολίας *W**R*, που είναι ειδικός για τον τύπο ακτινοβολίας *R* – χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ισοδύναμης δόσης *H**T*, που μπορεί να αφορά ολόκληρο το σώμα ή μεμονωμένα όργανα.
: 2. Ο συντελεστής στάθμισης ιστού *W**T*, που είναι ειδικός για τον τύπο ιστού T που εκτίθεται. Αυτός χρησιμοποιείται μαζί με τον *W**R* για τον υπολογισμό των συνεισφερόμενων δόσεων οργάνων ώστε να προκύψει η αποτελεσματική δόση *E* για μη ομοιόμορφη ακτινοβόληση.

Όταν ολόκληρο το σώμα εκτίθεται ομοιόμορφα, χρησιμοποιείται μόνο ο συντελεστής ακτινοβολίας *W**R*, και η αποτελεσματική δόση ισούται με την ισοδύναμη δόση ολόκληρου του σώματος. Αν όμως η ακτινοβόληση είναι μερική ή μη ομοιόμορφη, χρησιμοποιείται ο συντελεστής ιστού *W**T* για τον υπολογισμό της δόσης σε κάθε όργανο ή ιστό. Οι δόσεις αυτές αθροίζονται για να προκύψει η αποτελεσματική δόση. Στην περίπτωση ομοιόμορφης ακτινοβόλησης του σώματος, το άθροισμα ισούται με 1, ενώ σε μερική ή μη ομοιόμορφη έκθεση, το άθροισμα είναι χαμηλότερο ανάλογα με τα όργανα που εκτίθενται, αντικατοπτρίζοντας τη χαμηλότερη συνολική επίδραση στην υγεία. Η διαδικασία υπολογισμού απεικονίζεται στο συνοδευτικό διάγραμμα. Αυτή η μέθοδος υπολογίζει τη συμβολή του βιολογικού κινδύνου στο σώμα, λαμβάνοντας υπόψη πλήρη ή μερική ακτινοβόληση και τον τύπο ή τους τύπους ακτινοβολίας.

Οι τιμές αυτών των συντελεστών στάθμισης επιλέγονται με συντηρητικό τρόπο ώστε να είναι μεγαλύτερες από τη συντριπτική πλειονότητα των πειραματικών τιμών που παρατηρήθηκαν για τους πιο ευαίσθητους τύπους κυττάρων, βάσει μέσων όρων για τον ανθρώπινο πληθυσμό.

### Συντελεστής στάθμισης ακτινοβολίας ''W''<sub>''R''</sub>

Δεδομένου ότι οι διαφορετικοί τύποι ακτινοβολίας έχουν διαφορετικές βιολογικές επιδράσεις για την ίδια κατατεθειμένη ενέργεια, εφαρμόζεται ένας διορθωτικός συντελεστής στάθμισης ακτινοβολίας *W<sub>R</sub>*, ο οποίος εξαρτάται από τον τύπο ακτινοβολίας και τον ιστό-στόχο, για να μετατραπεί η απορροφούμενη δόση μετρημένη σε γκρέι σε ισοδύναμη δόση. Το αποτέλεσμα εκφράζεται στη μονάδα σίβερτ.

Η ισοδύναμη δόση υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας την απορροφούμενη ενέργεια, μέση κατά μάζα για ένα όργανο ή ιστό ενδιαφέροντος, με τον κατάλληλο συντελεστή στάθμισης ακτινοβολίας για τον τύπο και την ενέργεια της ακτινοβολίας. Για να προκύψει η ισοδύναμη δόση για ένα μίγμα τύπων και ενεργειών ακτινοβολίας, λαμβάνεται άθροισμα για όλους τους τύπους ενέργειας ακτινοβολίας.

H_T = \sum_R W_R \cdot D_{T,R},
όπου
: είναι η ισοδύναμη δόση που απορροφάται από τον ιστό *T*,
: είναι η απορροφούμενη δόση στον ιστό *T* από τον τύπο ακτινοβολίας *R* και
: είναι ο συντελεστής στάθμισης ακτινοβολίας όπως ορίζεται από κανονισμό.

Έτσι, για παράδειγμα, μια απορροφούμενη δόση 1 Gy από σωματίδια άλφα θα οδηγήσει σε ισοδύναμη δόση 20 Sv.

Αυτό μπορεί να φαίνεται παράδοξο. Υποδηλώνει ότι η ενέργεια του προσπίπτοντος πεδίου ακτινοβολίας σε τζάουλ έχει αυξηθεί κατά συντελεστή 20, παραβιάζοντας τους νόμους της διατήρησης της ενέργειας. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει. Το σίβερτ χρησιμοποιείται μόνο για να εκφράσει το γεγονός ότι ένα γκρέι απορροφημένων σωματιδίων άλφα προκαλεί είκοσι φορές το βιολογικό αποτέλεσμα ενός γκρέι απορροφημένων ακτίνων X. Η βιολογική αυτή συνιστώσα είναι που εκφράζεται με τη χρήση του σίβερτ, και όχι η πραγματική ενέργεια που παρέχεται από την απορροφούμενη ακτινοβολία.

### Συντελεστής στάθμισης τύπου ιστού ''W''<sub>''T''</sub>
Ο δεύτερος συντελεστής στάθμισης είναι ο συντελεστής ιστού *W**T*, αλλά χρησιμοποιείται μόνο αν έχει συμβεί μη ομοιόμορφη ακτινοβόληση του σώματος. Εάν το σώμα έχει υποβληθεί σε ομοιόμορφη ακτινοβόληση, η αποτελεσματική δόση ισούται με τη δόση ισοδύναμου ολόκληρου σώματος, και χρησιμοποιείται μόνο ο συντελεστής στάθμισης ακτινοβολίας *W**R*. Όμως, αν υπάρχει μερική ή μη ομοιόμορφη ακτινοβόληση του σώματος, ο υπολογισμός πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις δόσεις των επιμέρους οργάνων που έχουν λάβει, επειδή η ευαισθησία κάθε οργάνου στην ακτινοβολία εξαρτάται από τον τύπο του ιστού του. Η συνολική δόση από μόνο αυτά τα όργανα δίνει την αποτελεσματική δόση για ολόκληρο το σώμα. Ο συντελεστής στάθμισης ιστού χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό αυτών των επιμέρους συνεισφορών δόσης των οργάνων.

Οι τιμές *W**T* σύμφωνα με την ICRP δίνονται στον πίνακα που εμφανίζεται εδώ.

Αρχικά, η απορροφούμενη δόση διορθώνεται για τον τύπο ακτινοβολίας ώστε να προκύψει η ισοδύναμη δόση, και στη συνέχεια διορθώνεται για τον ιστό που δέχεται την ακτινοβολία. Ορισμένοι ιστοί, όπως ο μυελός των οστών, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στην ακτινοβολία, γι’ αυτό τους ανατίθεται συντελεστής στάθμισης μεγαλύτερος από την αναλογία μάζας σώματος που αντιπροσωπεύουν. Άλλοι ιστοί, όπως η σκληρή επιφάνεια των οστών, είναι ιδιαίτερα ανθεκτικοί και τους ανατίθεται χαμηλός συντελεστής στάθμισης.

Συνοπτικά, το άθροισμα των δόσεων στάθμισης ανά ιστό σε κάθε εκτιθέμενο όργανο ή ιστό του σώματος προσδιορίζει την αποτελεσματική δόση για ολόκληρο το σώμα. Η χρήση της αποτελεσματικής δόσης επιτρέπει συγκρίσεις της συνολικής δόσης ανεξαρτήτως της έκτασης της ακτινοβόλησης.

## Λειτουργικές ποσότητες
Οι λειτουργικές ποσότητες χρησιμοποιούνται σε πρακτικές εφαρμογές για παρακολούθηση και διερεύνηση εξωτερικών καταστάσεων έκθεσης. Ορίζονται για πρακτικές μετρήσεις και αξιολόγηση δόσεων στο σώμα. Τρεις εξωτερικές λειτουργικές ποσότητες δόσης δημιουργήθηκαν για να συσχετίσουν τις μετρήσεις δοσιμέτρων και οργάνων με τις υπολογισμένες ποσότητες προστασίας. Επίσης δημιουργήθηκαν δύο φαντάσματα, τα «πλακίδιο» και «σφαίρα» της ICRU, που συσχετίζουν αυτές τις ποσότητες με τις εισερχόμενες ποσότητες ακτινοβολίας χρησιμοποιώντας τον υπολογισμό Q(L).

### Ισοδύναμη δόση περιβάλλοντος
Χρησιμοποιείται για παρακολούθηση περιοχών με διεισδυτική ακτινοβολία και εκφράζεται συνήθως ως η ποσότητα *H**(10). Αυτό σημαίνει ότι η ακτινοβολία είναι ισοδύναμη με αυτή που βρίσκεται σε βάθος 10 mm μέσα στο φάντασμα σφαίρας ICRU προς την κατεύθυνση προέλευσης του πεδίου. Παράδειγμα διεισδυτικής ακτινοβολίας είναι οι ακτίνες γάμμα.

### Κατευθυντική ισοδύναμη δόση
Χρησιμοποιείται για παρακολούθηση χαμηλής διεισδυτικής ακτινοβολίας και εκφράζεται συνήθως ως η ποσότητα *H*'(0.07). Αυτό σημαίνει ότι η ακτινοβολία είναι ισοδύναμη με αυτή που βρίσκεται σε βάθος 0,07 mm στο φάντασμα σφαίρας ICRU. Παραδείγματα χαμηλής διεισδυτικής ακτινοβολίας είναι τα σωματίδια άλφα, τα σωματίδια βήτα και οι χαμηλής ενέργειας φωτόνιοι. Αυτή η ποσότητα δόσης χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ισοδύναμης δόσης σε περιοχές όπως το δέρμα ή ο φακός του ματιού. Στη ραδιοπροστασία, η τιμή της γωνίας συνήθως δεν καθορίζεται, καθώς η δόση είναι μέγιστη στο σημείο ενδιαφέροντος.

### Προσωπική ισοδύναμη δόση
Χρησιμοποιείται για παρακολούθηση ατομικής δόσης, όπως με προσωπικό δοσίμετρο που φοριέται στο σώμα. Το συνιστώμενο βάθος για την εκτίμηση είναι 10 mm, το οποίο δίνει την ποσότητα *H*p(10).

## Προτάσεις για αλλαγή του ορισμού των ποσοτήτων δόσης προστασίας
Για να απλοποιηθεί ο τρόπος υπολογισμού των λειτουργικών ποσοτήτων και να διευκολυνθεί η κατανόηση των ποσοτήτων δόσης προστασίας, η Επιτροπή 2 της ICRP και η Επιτροπή 26 της ICRU ξεκίνησαν το 2010 μελέτη διαφορετικών τρόπων επίτευξης αυτού μέσω συντελεστών δόσης σχετικών με την Αποτελεσματική Δόση ή την Απορροφούμενη Δόση.

Συγκεκριμένα:

Για παρακολούθηση περιοχής της αποτελεσματικής δόσης ολόκληρου σώματος θα ισχύει:

:*H* = Φ × συντελεστής μετατροπής

Ο λόγος είναι ότι το *H*∗(10) δεν αποτελεί εύλογη εκτίμηση της αποτελεσματικής δόσης λόγω υψηλής ενέργειας φωτονίων, ως αποτέλεσμα της επέκτασης των τύπων σωματιδίων και των ενεργειακών φάσεων που εξετάζονται στην έκθεση ICRP 116. Η αλλαγή αυτή θα καταργήσει την ανάγκη για τη σφαίρα ICRU και θα εισαγάγει μια νέα ποσότητα, την *E*max.

Για ατομική παρακολούθηση, ώστε να μετρηθούν οι καθοριστικές επιδράσεις στον φακό του ματιού και στο δέρμα, θα ισχύει:

:*D* = Φ × συντελεστής μετατροπής για απορροφούμενη δόση

Η αιτία είναι η ανάγκη μέτρησης της καθοριστικής επίδρασης, η οποία θεωρείται πιο κατάλληλη από την στοχαστική επίδραση. Αυτός ο υπολογισμός θα παρέχει τις ισοδύναμες ποσότητες δόσης *H*lens και *H*skin.

Αυτό θα καταργήσει την ανάγκη για τη σφαίρα ICRU και τη συνάρτηση Q-L. Οποιαδήποτε αλλαγή θα αντικαταστήσει την έκθεση ICRU 51 και μέρος της έκθεσης 57.

Ένα τελικό προσχέδιο έκθεσης εκδόθηκε τον Ιούλιο του 2017 από τις ICRU/ICRP για διαβούλευση.

## Εσωτερικές ποσότητες δόσης

Το σίβερτ χρησιμοποιείται για ανθρώπινες εσωτερικές ποσότητες δόσης στον υπολογισμό της δεσμευμένης δόσης. Αυτή είναι η δόση από ραδιονουκλίδια που έχουν καταποθεί ή εισπνευστεί και «δεσμεύονται» να ακτινοβολήσουν το σώμα για χρονική περίοδο. Οι έννοιες υπολογισμού των ποσοτήτων προστασίας όπως περιγράφονται για εξωτερική ακτινοβολία εφαρμόζονται και εδώ, αλλά καθώς η πηγή ακτινοβολίας βρίσκεται εντός του ιστού, ο υπολογισμός της απορροφούμενης δόσης οργάνων χρησιμοποιεί διαφορετικούς συντελεστές και μηχανισμούς ακτινοβόλησης.

Η ICRP ορίζει την Δεσμευμένη Αποτελεσματική Δόση, E(t), ως το άθροισμα των γινομένων των δεσμευμένων ισοδύναμων δόσεων οργάνων ή ιστών και των αντίστοιχων συντελεστών στάθμισης ιστών W_t, όπου t είναι ο χρόνος ολοκλήρωσης σε έτη μετά την πρόσληψη. Η περίοδος δέσμευσης ορίζεται σε 50 έτη για ενήλικες και μέχρι 70 έτη για παιδιά.

Η ICRP αναφέρει περαιτέρω: «Για εσωτερική έκθεση, οι δεσμευμένες αποτελεσματικές δόσεις προσδιορίζονται συνήθως από εκτίμηση της πρόσληψης ραδιονουκλιδίων μέσω βιολογικών μετρήσεων ή άλλων ποσοτήτων (π.χ. δραστικότητα που παραμένει στο σώμα ή στα καθημερινά εκκρίματα). Η δόση ακτινοβολίας προσδιορίζεται από την πρόσληψη χρησιμοποιώντας συνιστώμενους συντελεστές δόσης».

Μια δεσμευμένη δόση από εσωτερική πηγή προορίζεται να μεταφέρει τον ίδιο αποτελεσματικό κίνδυνο όπως η ίδια ποσότητα ισοδύναμης δόσης που εφαρμόζεται ομοιόμορφα σε ολόκληρο το σώμα από εξωτερική πηγή, ή η ίδια ποσότητα αποτελεσματικής δόσης που εφαρμόζεται σε μέρος του σώματος.

## Επιδράσεις στην υγεία
Η ιονίζουσα ακτινοβολία έχει ντετερμινιστικές και στοχαστικές επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία. Τα καθοριστικά (οξεία επίδραση ιστού) συμβάντα συμβαίνουν με βεβαιότητα, με τις προκύπτουσες καταστάσεις υγείας να εμφανίζονται σε κάθε άτομο που δέχτηκε την ίδια υψηλή δόση. Τα στοχαστικά συμβάντα (προκαλούμενος καρκίνος και γενετικές επιδράσεις) είναι εγγενώς τυχαία, με τα περισσότερα άτομα σε μια ομάδα να μην εμφανίζουν ποτέ αρνητικές συνέπειες μετά την έκθεση, ενώ μια ατυχαία μειονότητα εμφανίζει, συχνά με λεπτές αρνητικές επιπτώσεις ορατές μόνο μετά από εκτεταμένες επιδημιολογικές μελέτες.

Η χρήση του σίβερτ υποδηλώνει ότι εξετάζονται μόνο στοχαστικές επιδράσεις, και για την αποφυγή σύγχυσης, οι καθοριστικές επιδράσεις συγκρίνονται συμβατικά με τιμές απορροφούμενης δόσης εκφρασμένες στη μονάδα SI γκρέι (Gy).

### Στοχαστικές επιδράσεις
Οι στοχαστικές επιδράσεις συμβαίνουν τυχαία, όπως ο καρκίνος που προκαλείται από ακτινοβολία. Η κοινή άποψη των ρυθμιστικών αρχών, των κυβερνήσεων και της UNSCEAR είναι ότι η συχνότητα εμφάνισης καρκίνων λόγω ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να μοντελοποιηθεί ως γραμμικά αυξανόμενη με την αποτελεσματική δόση με ρυθμό 5,5% ανά σίβερτ. Αυτό είναι γνωστό ως linear no-threshold model (μοντέλο LNT). Κάποιοι υποστηρίζουν ότι το μοντέλο LNT είναι πλέον παρωχημένο και θα πρέπει να αντικατασταθεί από ένα όριο κάτω από το οποίο οι φυσικές διαδικασίες επισκευής κυττάρων ή αντικατάστασης κατεστραμμένων κυττάρων αποκαθιστούν τη ζημιά. Υπάρχει γενική συμφωνία ότι ο κίνδυνος είναι πολύ υψηλότερος για βρέφη και έμβρυα από ό,τι για ενήλικες, υψηλότερος για μεσήλικες από ό,τι για ηλικιωμένους, και υψηλότερος για γυναίκες από ό,τι για άνδρες, αν και δεν υπάρχει ποσοτική συναίνεση σχετικά με αυτό.

### Καθοριστικές επιδράσεις

Οι καθοριστικές (οξεία βλάβη ιστού) επιδράσεις, που μπορούν να οδηγήσουν σε οξεία ακτινική ασθένεια, εμφανίζονται μόνο σε περιπτώσεις οξέων υψηλών δόσεων (≳ 0,1 Gy) και υψηλών ρυθμών δόσης (≳ 0,1 Gy/ώρα) και συνήθως δεν μετρώνται με τη μονάδα σίβερτ, αλλά με τη μονάδα γκρέι (Gy).
Ένα μοντέλο καθοριστικού κινδύνου θα απαιτούσε διαφορετικούς συντελεστές στάθμισης (που δεν έχουν ακόμη καθοριστεί) από αυτούς που χρησιμοποιούνται στον υπολογισμό ισοδύναμης και αποτελεσματικής δόσης.

### Όρια δόσης σύμφωνα με την ICRP
Η ICRP συνιστά ορισμένα όρια πρόσληψης δόσης στον Πίνακα 8 της έκθεσης 103. Αυτά τα όρια είναι «κατά περίπτωση», για προγραμματισμένες, έκτακτες και υφιστάμενες καταστάσεις έκθεσης. Στις καταστάσεις αυτές, τα όρια δίνονται για τις ακόλουθες ομάδες:

Προγραμματισμένη έκθεση – όρια για επαγγελματίες, ιατρική και το κοινό

Έκτακτη έκθεση – όρια για επαγγελματίες και το κοινό

Υφιστάμενη έκθεση – όλα τα εκτιθέμενα άτομα

Για την επαγγελματική έκθεση, το όριο είναι 50 mSv σε ένα έτος με μέγιστο 100 mSv σε διαδοχική πενταετία, και για το κοινό ο μέσος όρος είναι 1 mSv (0,001 Sv) αποτελεσματικής δόσης ανά έτος, χωρίς να συμπεριλαμβάνονται οι ιατρικές και επαγγελματικές εκθέσεις.

Για σύγκριση, τα φυσικά επίπεδα ακτινοβολίας μέσα στο Καπιτώλιο των ΗΠΑ προκαλούν επιπλέον ρυθμό δόσης 0,85 mSv/έτος, κοντά στο ρυθμιστικό όριο, λόγω του ουρανίου στον γρανίτη του κτιρίου. Σύμφωνα με το συντηρητικό μοντέλο της ICRP, κάποιος που περνά 20 χρόνια μέσα στο κτίριο του Καπιτωλίου θα έχει μια επιπλέον πιθανότητα ενός στο χίλια να αναπτύξει καρκίνο, πέραν οποιουδήποτε άλλου υφιστάμενου κινδύνου (υπολογισμός: 20 a·0,85 mSv/a·0,001 Sv/mSv·5,5%/Sv ≈ 0,1%). Ωστόσο, ο «υφιστάμενος κίνδυνος» είναι πολύ υψηλότερος· ένας μέσος Αμερικανός θα είχε 10% πιθανότητα να αναπτύξει καρκίνο κατά την ίδια 20ετία, ακόμη και χωρίς οποιαδήποτε έκθεση σε τεχνητή ακτινοβολία.

## Παραδείγματα δόσης

Σημαντικές δόσεις ακτινοβολίας δεν συναντώνται συχνά στην καθημερινή ζωή. Τα παρακάτω παραδείγματα βοηθούν στην κατανόηση των σχετικών μεγεθών· προορίζονται μόνο ως παραδείγματα και όχι ως πλήρης κατάλογος πιθανών δόσεων. Μια «οξεία δόση» συμβαίνει σε σύντομο και περιορισμένο χρονικό διάστημα, ενώ μια «χρόνια δόση» είναι δόση που συνεχίζεται για εκτεταμένο χρονικό διάστημα και περιγράφεται καλύτερα ως ρυθμός δόσης.

### Παραδείγματα δόσης

### Παραδείγματα ρυθμού δόσης
Όλες οι μετατροπές μεταξύ ωρών και ετών υποθέτουν συνεχή παρουσία σε σταθερό πεδίο, αγνοώντας γνωστές διακυμάνσεις, διαλείπουσα έκθεση και ραδιενεργής διάσπασης. Οι μετατρεπόμενες τιμές εμφανίζονται σε παρένθεση. "/a" σημαίνει "ανά έτος". "/h" σημαίνει "ανά ώρα".

Σημειώσεις επί των παραδειγμάτων:

## Ιστορία
Το σίβερτ έχει την προέλευσή του στο röntgen equivalent man (rem), το οποίο προέκυψε από τις μονάδες του CGS. Η Διεθνής Επιτροπή για τις Μονάδες και Μετρήσεις Ακτινοβολίας (ICRU) προώθησε τη μετάβαση σε συνεπή SI μονάδες τη δεκαετία του 1970, και ανακοίνωσε το 1976 ότι σχεδίαζε να διατυπώσει μια κατάλληλη μονάδα για την ισοδύναμη δόση. Η ICRP προηγήθηκε της ICRU εισάγοντας το σίβερτ το 1977.

Το σίβερτ υιοθετήθηκε από την CIPM το 1980, πέντε χρόνια μετά την υιοθέτηση του γκρέι. Η CIPM στη συνέχεια εξέδωσε μια επεξήγηση το 1984, συστήνοντας πότε θα πρέπει να χρησιμοποιείται το σίβερτ αντί του γκρέι. Αυτή η επεξήγηση ενημερώθηκε το 2002 για να προσαρμοστεί περισσότερο στον ορισμό της ισοδύναμης δόσης της ICRP, ο οποίος είχε αλλάξει το 1990. Συγκεκριμένα, η ICRP είχε εισάγει την ισοδύναμη δόση, μετονόμασε τον παράγοντα ποιότητας (Q) σε παράγοντα στάθμισης ακτινοβολίας (WR), και κατήργησε έναν άλλο παράγοντα στάθμισης "N" το 1990. Το 2002, η CIPM παρόμοια κατήργησε τον παράγοντα στάθμισης "N" από την επεξήγησή της αλλά διατήρησε άλλους παλιούς όρους και σύμβολα. Αυτή η επεξήγηση εμφανίζεται μόνο στο παράρτημα του φυλλαδίου SI και δεν αποτελεί μέρος του ορισμού του σίβερτ.

## Κοινή χρήση στο SI
Συχνά χρησιμοποιούμενα υποπολλαπλάσια είναι το **millisievert** (1 mSv = 0.001 Sv) και το **microsievert** (1 μSv = 0.000 001 Sv) και Οι συνήθεις μονάδες για τον ρυθμό δόσης, όπως εμφανίζεται σε όργανα ή προειδοποιήσεις ακτινοπροστασίας, είναι μSv/h και mSv/h. Τα ρυθμιστικά όρια και οι χρόνιες δόσεις δίνονται συχνά σε μονάδες mSv/a ή Sv/a, όπου θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν μέσο όρο για ολόκληρο το έτος. Σε πολλά επαγγελματικά σενάρια, ο ωριαίος ρυθμός δόσης μπορεί να κυμαίνεται σε επίπεδα χιλιάδες φορές υψηλότερα για σύντομο χρονικό διάστημα, χωρίς να παραβιάζονται τα ετήσια όρια. Η μετατροπή από ώρες σε έτη διαφέρει λόγω δίσεκτων ετών και προγραμμάτων έκθεσης, αλλά οι κατά προσέγγιση μετατροπές είναι:

: 1 mSv/h = 8.766 Sv/a
: 114.1 μSv/h = 1 Sv/a

Η μετατροπή από ωριαίους σε ετήσιους ρυθμούς περιπλέκεται περαιτέρω από εποχικές διακυμάνσεις στη φυσική ακτινοβολία, την αποσύνθεση τεχνητών πηγών, και την περιοδική εγγύτητα μεταξύ ανθρώπων και πηγών. Η ICRP είχε κάποτε υιοθετήσει σταθερές μετατροπές για την επαγγελματική έκθεση, αν και αυτές δεν εμφανίζονται σε πρόσφατα έγγραφα:

: 8 h = 1 day
: 40 h = 1 week
: 50 weeks = 1 year

Συνεπώς, για εκθέσεις σε επαγγελματικό επίπεδο κατά την περίοδο αυτή:

: 1 mSv/h = 2 Sv/a
: 500 μSv/h = 1 Sv/a

## Μεγέθη ιοντίζουσας ακτινοβολίας

Ο ακόλουθος πίνακας δείχνει μεγέθη ακτινοβολίας σε μονάδες SI και μη SI:

Αν και η Επιτροπή Πυρηνικής Ρύθμισης των Ηνωμένων Πολιτειών επιτρέπει τη χρήση των μονάδων curie, rad και rem παράλληλα με τις SI μονάδες, οι Οδηγίες της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις Ευρωπαϊκές Μονάδες Μέτρησης απαίτησε ότι η χρήση τους για «δημόσια υγεία ... σκοπούς» πρέπει σταδιακά να καταργηθεί μέχρι τις 31 Δεκεμβρίου 1985.

### Ισοδυναμία σε Rem
Μια παλαιότερη μονάδα για την ισοδύναμη δόση είναι το **rem**, που χρησιμοποιείται συχνά στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ένα sievert ισούται με 100 rem:

## Επεξηγηματικές σημειώσεις

## Παραπομπές


* 

## Εξωτερικοί σύνδεσμοι

* 
* Eurados - The European radiation dosimetry group

Κατηγορία:Ραδιοβιολογία
Κατηγορία:Ραδιενέργεια
Κατηγορία:Μονάδες ακτινοβολίας
Κατηγορία:Παραγόμενες μονάδες του SI