Znak za opasnost od radioaktivnosti
**Sievert** (skraćeno **Sv**) je SI izvedena mjerna jedinica kojima se izražava ekvivalentna doza ionizirajućeg zračenja. Naziv nosi po švedskom fizičaru i liječniku Rolfu Sievertu, koji je poznat po svojim radovima na mjerenju doziranja radijacije zajedno sa svojim istraživanjem o biološkim efektima radioaktivnosti i zaštitu od zračenja.

Ekvivalentna doza za tkivo se računa tako da se apsorbirana doza množi sa faktorom Q, koji ovisi od vrste radijacije, i sa drugim faktorom N, koji ovisi od svih ostalih bitnih faktora.

Doze ionizirajućeg zračenja
---------------------------

Doze ionizirajućeg zračenja označavaju količinu predane energije ionizirajućeg zračenja određenoj masi tvari. Naime, ionizirajuća zraka prolazeći kroz tvar se sudara s atomima i predaje im svoju energiju, što za posljedicu ima ionizaciju atoma, odnosno molekula.

#### Apsorbirana doza

Apsorbirana doza (skraćeno doza; D) je količina energije ionizirajućeg zračenja koju apsorbira tvar na koju zračenje djeluje. Apsorbirana doza se označava u Gy (grej; Gy = J/kg). Jedan grej (Gy) predstavlja 1 J (džul) energije koju je ionizirajuće zračenje predalo 1 kilogramu (kg) tvari. Učinci ovise ponajviše o apsorbiranoj energiji i osobinama tvari koja je energiju apsorbirala. Radi poznavanja historije i proučavanja historijskih knjiga valja navesti da je prije uvođenja SI jedinica, jedinica za apsorbiranu dozu bila **rad' *(engl.* Radiation Absorbed Dose**). Pri tome 1 Gy = 100 rad. Dakle rad je 100 puta manja jedinica od Gy. Apsorbirana doza se može mjeriti na više načina, no u praksi se ne mjeri, nego se podatak o apsorbiranoj dozi dobiva poznavanjem ili određivanjem ekspozicije. 

### Ekspozicija

Ekspozicija je zbroj električnih naboja svih iona istog naboja stvorenih u jedinici mase tvari pri prolasku rendgenskih ili gama zraka. Kratica za ekspoziciju je X, a jedinica za ekspoziciju je C/kg (kulon po kilogramu). C/kg je ona količina rendgenskih ili gama zračenja koja će u kg tvari (zraku) stvoriti ione ukupnog naboja od 1 kulon. Jedinica ekspozicije izvan SI sustava je rendgen (R); 1C/kg = 3867 R.

**Brzina ekspozije** je ekspozicija po jedinici vremena i izražava se kao (C/kg)/s = C/(kgs).

### Ekvivalentna doza ili dozni ekvivalent

Kako apsorbirana doza, u različitim uvjetima, ne izražava dovoljno precizno težinu štetnih učinaka zračenja na organizam, uveden je pojam ekvivalentne doze (ekvivalentan - jednakomjeran, istog značaja). Ekvivalentna doza ili dozni ekvivalent (H, eng. RBE – **Relative Biological Effectiveness**) je jednaka umnošku apsorbirane doze (D), faktora kvaliteta (Q), i proizvoda ostalih čimbenika (N). Jedinica za ekvivalentnu dozu je Sv (sievert, Sv = J/kg).

Dakle:

H = D x Q x N
gdje je: *H* - ekvivalentna doza ili dozni ekvivalent u Sv (sievert; Sv = J/kg), *D* - apsorbirana doza Gy (grej; Gy = J/kg), Q - faktor kvalitete je faktor kojim trebamo pomnožiti apsorbiranu dozu (D) kako bi saznali kolika je šteta nanesena ozračenim jedinkama bilo kojom vrstom ionizirajućeg zračenja. Q ovisi o linearnom prijenosu energije (LPE) pojedinih vrsta zraka, *N* - proizvod svih ostalih modifikacijskih čimbenika, za sada se uzima N = 1.

Historije radi, potrebno je spomenuti staru jedinicu za dozni ekvivalent. To je bio rem (engl. *Rentgen Equivalent for Men*). 1Sv = 100 rem ili rem je sto puta manja jedinica od Sv. 

Okvirno, male doze zračenja su do 0,2 Gy gama zračenja. Kada se radi o učincima malih doza ionizacijskog zračenja, nije dovoljno poznavati samo D, nego treba znati o kojoj vrsti ionizacijskog zračenja se radi. Naime, učinci neće biti isti ukoliko je D ista, a različito je ionizacijsko zračenje, jer je različit linearni prijenos energije, pa je različit Q.

#### Faktor kvalitete Q

Ako neka čestica preda 3,5 MeV pri 1 mikrometar prijeđenog puta, onda će njen faktor kvaliteta biti 1. Ukoliko više energije predaje Q će biti veći i obrnuto.

Q =1 (LPE = 5,6 x 10-7 J/m)
Efektivni faktor kvalitete (G) za pojedine vrste zračenje iznosi:

* rendgensko zračenje, gama-zračenje, beta-čestice, elektroni, pozitroni: G = 1
* termalni neutron: G = 3
* neutroni nepoznate energije: G = 10
* protoni: G = 10
* alfa-čestice: G = 10

Ako smo u prvi organizam unijeli radionuklid, gama-čestice doze 1 Gy, a u drugi organizam unijeli radionuklid alfa-čestice iste doze (1 Gy) učinci će biti veći (oko 10 puta!) kod životinje koja je apsorbirala 1 Gy alfa-čestice.

### Efektivna ekvivalentna doza

Efektivna ekvivalentna doza – EED (H = Σ Wt Ht) se odnosi za pojedina tkiva. Ht je srednja ekvivalentna doza u tkivu *t*. Svatko tkivo ima svoju ekvivalentnu dozu. Wt je težinski faktor, odnosno faktor rizika za tkivo *t*. Wt predstavlja udio štetnosti stohastičkih učinaka koja se razvija u tkivu *t*, a u odnosu na cijeli organizam.

Zračenje uz odmah vidljive učinke izaziva i kasne učinke koji se mogu iskazati i više godina nakon prestanka zračenja. To su stohastički učinci (eng. *stochastic* – koji se ne može predvidjeti) - kasne promjene nastale kao posljedica zračenja; karcinomi, leukemija, genetske promjene. Pri tome se ne radi o velikim dozama zračenja koje mogu izazvati vidljiva oštećenja, već o malim dozama.

Kada je ozračeno cijelo tijelo onda je rizik (štetnost) od stohastičkih učinaka 1 (100%). Faktor rizika – težinski faktor za pojedine dijelove tijela (ICRP 1977.):

* cijelo tijelo: Wt =1
* jajnik, testis: Wt = 0,25 (25%)
* koštana srž: Wt = 0,12 (12%)
* površina kostiju: Wt = 0,03 (3%)
* štitna žlijezda: Wt = 0,03 (3%)
* grudi: Wt = 0,15 (15%)
* pluća: Wt = 0,12 (12%)
* ostala tkiva: Wt = 0,30 (30%)

Na primjer ako cijelo tijelo (sva tkiva) budu kontaminirana zračenjem intenziteta 1 Sv, rizik od stohastičkih učinaka će biti 1 (100%). A, ako se čovjek pijući mlijeko kontaminirao s jodom-131 i ako je samo štitna žlijezda primila dozu od i 1 Sv šteta (opasnost od štete) će biti takva kao da je cijeli organizam primio dozu od 0,03 Sv. Tu smo dozu dobili tako da dozu kontaminacije štitnjače pomnožimo s težinskim faktorom.

Za svaki organizam je potrebno izračunati ekvivalentnu dozu. Ekvivalentna doza potpunije pokazuje kolika je stvarna opasnost od šteta koje zračenje izaziva (ekvivalentna doza = doza zračenja x faktor kvalitete zračenja).

Ekvivalentna doza se odnosi samo na vanjsko zračenje. ICRP (engl. *International Commission for Radioactivity Protection*) preporuke za granice ekvivalentnih doza na godinu:

* profesionalno ozračenje: 50 mSv
* ozračenje pojedinca: 5 mSv
* ozračenje stanovništva: 1 mSv

Efektivna ekvivalentna doza je veća jer se radionuklidi unose u organizam hranom, vodom, zrakom i ugrađuju se u tijelo. Neki radionuklidi se ugrade u kosti, neki u pluća; svaki dio tijela je ozračen, ali ne jednako. Postoji pravilnik o zaštiti od ionizacijskog zračenja koji je donijela ICRP.

Primjeri ekvivalentnih doza
---------------------------

### Jednodnevne ekvivalentne doze

Simptomi ekvivalentnih doza primljenih u jednom danu: 

* 0 do 0,25 Sv: nema simptoma;
* 0,25 do 1 Sv: neki ljudi osjete mučninu i gubitak apetita; nastaju ostećenja koštane srži, limfnih čvorova i slezene;
* 1 do 3 Sv: srednja do teška mučnina, gubitak apetita, zaraze (infekcije); teža ostećenja koštane srži, limfnih čvorova i slezene; oporavak nije siguran
* 3 do 6 Sv: teška mučnina, gubitak apetita, unutarnja krvarenja, zaraze (infekcije), proljevi, ljuštenje kože, sterilnost i smrt ako se ne liječi;
* 6 do 10 Sv: svi gornji simptomi i dodatno ostećenje središnjeg živčanog sustava; najvjerovatnija smrt;
* iznad 10 Sv: oduzetost (paraliza) i smrt

### Primjeri jednostrukih ekvivalentnih doza

* zubna radiografija: 0,005 mSv
* prosječna ekvivaletna doza unutar 16 km udaljenosti od nesreće na otoku Tri milje: 0,08 mSv za vrijeme nesreće
* mamografija – jednostruko izlaganje (srednja ekvivalentna doza): 2 mSv
* mamografija – cjelokupno izlaganje (s promjenjivom ekvivalentnom dozom): 2 mSv
* računalna tomografija mozga ili CT mozga: 0,8 do 5 mSv
* računalna tomografija prsnog koša ili CT prsnog koša: 6 do 18 mSv
* rendgensko proučavanje probavnih organa: 14 mSv
* preporuka Međunarodnog povjereništva za radiološku zaštitu (engl. *International Commission on Radiological Protection*) kao granica za dobrovoljno sudjelovanje u nuklearnim nesrećama: 500 mSv
* preporuka Međunarodnog povjereništva za radiološku zaštitu (engl. *International Commission on Radiological Protection*) kao granica prilikom spašavanja preživjelih i teško nastradalih: 1000 mSv = 1 Sv

### Jednosatna ekvivalentna doza

Primjeri ekvivalentnih doza primljenih u jednom satu:

* prosječna pojedinačna ekvivalentna doza zbog **pozadinskog zračenja**: 0,23 μSv/h (0,00023mSv/h);
* ekvivalentna doza na dan 25. maja 2011. za vrijeme nesreće na nuklearnoj elektrani Fukushima I: 1,6 μSv/h (14 mSv/godinu); te isti dan u Tokiju: 0,062 μSv/h (0,54 mSv/godinu)
* najveća zabilježena ekvivalentna doza za vrijeme nesreće u nuklearnoj elektrani Fukushima I: 266 Sv/h (u okruženju nuklearnog reaktora I na dan 3. srpnja 2011.)
* najveća zabilježena ekvivalentna doza u Finskoj za vrijeme Černobilske nesreće: 5 µSv/h
* mjerenja nakon nesreće na nuklearnoj elektrani Fukushima I: veća od 10 Sv/h (unutar ventilacionog otvora između nuklearnog reaktora I i II (mjerni instrument je mogao mjeriti samo do 10 Sv/h !)

### Godišnja ekvivalentna doza

Primjeri ekvivalentnih doza primljenih u jednoj godini:

* najveća dozvoljena ekvivalentna doza za javnost stvorena bilo kakvom ljudskom aktivnošću: 1 mSv/godinu
* ekvivalentna doza za stanovanje u blizini nuklearnih elektrana: 0,0001–0,01 mSv/godinu
* ekvivalentna doza za stanovanje u blizini termoelektrana na ugljen: 0,0003 mSv/godinu
* ekvivalentna doza kod spavanja (8 sati) u blizini druge osobe: 0,02 mSv/godinu
* ekvivalentna doza zbog kozmičkog zračenja (iz atmosfere) na razini mora: 0,24 mSv/godinu
* ekvivalentna doza zbog kozmičkog zračenja (s površine Zemlje): 0,28 mSv/godinu
* ekvivalentna doza zbog prirodne radioaktivnosti (kalij-40, ugljik-14) ljudskog tijela: 0,40 mSv/godinu
* ekvivalentna doza u blizini zgrade Kongresa SAD-a (granit): 0,85 mSv/godinu
* prosječna pojedinačna ekvivalentna doza zbog pozadinskog zračenja: 2 mSv/godinu (1,5 mSv/godinu u Australiji, 3 mSv/godinu u SAD i Zagreb 1,14 mSv/godina)
* ekvivalentna doza zbog atmosferskog utjecaja (uglavnom radon): 2 mSv/godinu
* ukupna ekvivalentna doza u SAD: 6,2 mSv/godinu
* let zrakoplovom na liniji New York-Tokio (za posadu): 9 mSv/godinu
* trenutna prosječna ekvivalentna doza za radnike u nuklearnim elektranama: 20 mSv/godinu
* prosječna ekvivalentna doza zbog pozadinskog zračenja u nekim djelovima Irana, Indije i Europe: 50 mSv/godinu
* ekvivalentna doza zbog pušenja 30 cigareta na dan: 60 do 160 mSv/godinu
* prosječna ekvivalentna doza u gradu Ramsaru (Iran): 260 mSv/godinu.

### Neki primjeri ekvivalentne doze

* mjerilo za iseljenje iz opasnog područja nakon Černobilske nesreće: 350 mSv/ljudskom život;
* trenutna prosječna ekvivalentna doza za radnike u nuklearnim elektranama je 20 mSv/godinu, u prosjeku za 5 godina, ali najveća dopuštena ekvivalentna doza je 50 mSv u jednoj godini;
* granična ekvivalentna doza u blizini rudnika uranija i nuklearnih elektrana je obično 1 mSv/godinu;
* granična ekvivalentna doza za radnike za vrijeme nesreće u nuklearnoj elektrani Fukushima I: 250 mSv

Historija
---------

Ekvivalentna doza se prije računala prema izrazu:

H = D x Q x N
gdje je: *H* - ekvivalentna doza ili dozni ekvivalent u Sv (sievert; Sv = J/kg), *D* - apsorbirana doza Gy (grej; Gy = J/kg), Q - faktor kvalitete je faktor kojim trebamo pomnožiti apsorbiranu dozu (D) kako bi saznali kolika je šteta nanesena ozračenim jedinkama bilo kojom vrstom ionizirajućeg zračenja. Q ovisi o linearnom prijenosu energije (LPE) pojedinih vrsta zraka, *N* - proizvod svih ostalih modifikacijskih čimbenika, za sada se uzima N = 1.

Danas je taj izraz pojednostavljen: 

{\displaystyle H=W\_{R}\cdot D}.
Težinski faktor (ponekad se naziva i faktor kvalitete) se određuje ovisno o vrsti radioaktivnog zračenja i energetskom području zračenja:

{\displaystyle H\_{T}=\sum \_{R}W\_{R}\cdot D\_{T,R}\ ,}
gdje je:

*HT* - ekvivalentna doza apsorbirana nekim tkivom *T*
*DT,R* - apsorbirana doza u tkivu *T* zbog vrste radijacije *R*
*WR* - težinski faktor koji se određuje na osnovu slijedeće tablice

| Vrsta radijacije i razina energije | *W*R |
| --- | --- |
| elektroni, mioni, fotoni (sve razine energija) | 1 |
| protoni i električni nabijeni pioni | 2 |
| alfa-čestice, fisioni fragmenti, teški ioni | 20 |
| neutroni(kao funkcija linijskog prijenosa energije *L* u keV/μm) | *L* < 10 | 1 |
| 10 ≤ *L* ≤ 100 | 0,32·*L* − 2.2 |
| *L* > 100 | 300 / korijen(*L*) |

Tako bi na primjer apsorbirana doza od 1 Gy zbog alfa-čestica bila jednaka kao ekvivalentna doza od 20 Sv. Najveća vrijednost se dobije 30 Sv, uslijed djelovanja neutrona s L = 100 keV/μm.

Izvori
------

1. ↑   Arhivirano 2010-07-05 na Wayback Machine-u "Ionizirajuće zračenje u biosferi", Mile Dželalija, Kemijsko-tehnološki fakultet, Sveučilište u Splitu, 2011.
2. ↑   Arhivirano 2012-11-25 na Wayback Machine-u "Jedinica radioaktivnosti", www.radiobiologija.vef.unizg.hr, 2011.
3. ↑   "Radiation: Risks and Realities" , publisher=U.S. Environmental Protection Agency, 2011. author=Office of Air and Radiation
4. ↑    "Nuclear Energy: the Good, the Bad, and the Debatable", publisher=National Institutes of Health
5. ↑   "Computed Tomography — an Increasing Source of Radiation Exposure", 2007. Brenner David J. Hall Eric J. journal=New England Journal of Medicine
6. ↑   Arhivirano 2012-04-29 na Wayback Machine-u 2011. "What Happened and What Didn't in the TMI-2 Accident", publisher=American Nuclear Society
7. ↑   Arhivirano 2011-09-28 na Wayback Machine-u "Radiation Benefit of Digital Mammogram Not Clear", publisher=Breastcancer.org
8. ↑   Van Unnik J.G. Broerse J.J. Geleijns J. Jansen J.T. Zoetelief J. Zweers D.: "Survey of CT techniques and absorbed dose in various Dutch hospitals", journal=The British journal of radiology, 1997.
9. ↑   International Commission on Radiological Protection: "1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection - ICRP Publication 60", 1991.
10. ↑   Arhivirano 2011-04-08 na Wayback Machine-u "State of the reactor, Fukushima No. 1 nuclear power plant, Mar 15, 2011 (Tuesday) - 03 July 2011 (Sun)]", atmc.jp/plant[*mrtav link*].
11. ↑   Arhivirano 2011-08-17 na Wayback Machine-u www.stuk.fi
12. ↑    www.abc.net.au
13. ↑    www.heraldsun.com.au
14. ↑   Arhivirano 2011-08-30 na Wayback Machine-u "Radiation and Safety", publisher=International Atomic Energy Agency, 2011.
15. ↑    "Radiation Risks and Realities", publisher=EPA
16. ↑    "Everyday exposures to radiation", publisher=PBS
17. ↑   Arhivirano 2011-04-09 na Wayback Machine-u "Radiation at FUSRAP Sites"
18. ↑    "Radiation fears after Japan blast", publisher=BBC, 2011.
19. ↑    "Radiation Exposure: The Facts vs. Fiction", publisher= University of Iowa Hospitals & Clinics
20. ↑   Arhivirano 2013-06-13 na Wayback Machine-u www.ors.od.nih.gov
21. ↑   Arhivirano 2011-03-03 na Wayback Machine-u "Nuclear Radiation and Health Effects, 2010. World nuclear Association.
22. ↑    "Last Defense at Troubled Reactors: 50 Japanese Workers", publisher=The New York Times, Keith Bradsher, Hiroko Tabuchi, 2011.
23. ↑    ,2011. "The 2007 Recommendations", publisher=International Commission on Radiological Protection

Vanjske veze
------------

* Mjerenje ionizirajućeg zračenja Arhivirano 2010-12-07 na Wayback Machine-u