シーベルト

シーベルト
福島原発事故から5年、楢葉町のホテルでの背景放射線の表示。1時間あたりの線量率がマイクロシーベルトで表示されている。
一般情報
単位系SI
単位電離放射線の確率的健康影響（等価線量）
シンボルスヴェト
名前の由来ロルフ・マクシミリアン・シーベルト
コンバージョン
1 Svで ......は...と等しい
   SI基本単位   m 2 ⋅ s −2
   Sv は加重係数によって修正された吸収線量を示します。   J ⋅ kg −1
   CGS単位（非SI単位）   100レム

シーベルト（記号：Sv [注 1] ）は、国際単位系（SI）における組立単位であり、電離放射線の確率的な健康リスクを表すことを目的としています。これは、放射線誘発がんおよび遺伝子損傷を引き起こす確率として定義されます。シーベルトは線量測定と放射線防護において重要な役割を果たします。この単位は、放射線量測定と放射線の生物学的影響に関する研究で著名なスウェーデンの医療物理学者、ロルフ・マクシミリアン・シーベルトにちなんで名付けられました。

シーベルトという単位は、体外からの放射線リスクを表す等価線量や実効線量、そして吸入または摂取した放射性物質による内部被曝リスクを表す預託線量などの放射線量を表すのに用いられます。国際放射線防護委員会（ICRP）によると、議論の的となっている閾値なし線形モデルに基づくと、1シーベルトの被曝で最終的に致死性癌を発症する確率は5.5%です。 [1] [2]

確率的健康リスクの値をシーベルトで計算するために、吸収線量という物理量を、国際放射線量委員会（ICRP）および国際放射線単位測定委員会（ICRU）が公表している放射線の種類と生物学的状況に関する係数を適用して、等価線量と実効線量に変換します。1シーベルトは100レム（旧CGS放射線単位）に相当します。

従来、高線量率の放射線によって確実に起こる急性組織損傷による確定的な健康影響は、グレイ（Gy）という単位で測定される物理量の吸収線量と比較されます。[3]

意味

CIPM によるシーベルトの定義

国際度量衡委員会 (CIPM)による SI の定義は次のとおりです。

「線量当量Hは、電離放射線の吸収線量Dと、 ICRUによって線エネルギー伝達の関数として定義された無次元係数Q （線質係数）の積である」

H = Q × D [4]

Qの値はCIPM ではこれ以上定義されていませんが、この値を提供するには関連する ICRU 推奨事項を使用する必要があります。

CIPMはまた、「吸収線量Dと線量当量Hの混同を避けるため、それぞれの単位に特別な名称を使用するべきである。すなわち、吸収線量Dの単位にはジュール毎キログラムではなくグレイという名称を使用し、線量当量Hの単位にはジュール毎キログラムではなくシーベルトという名称を使用するべきである」とも述べている。[4]

要約すれば：

灰色：量D —吸収線量
1 Gy = 1 ジュール/キログラム (物理量)。1 Gy は、物質または組織 1 キログラムあたり 1 ジュールの放射線エネルギーの蓄積です。
シーベルト: 量H —等価線量
1 Sv = 1 ジュール/キログラム — 生物学的効果。シーベルトは、1 ジュールの放射線エネルギーが1 キログラムの人体組織に蓄積された場合の生物学的効果に等価な値を表します。吸収線量に対する比はQで表されます。

ICRPによるシーベルトの定義

ICRPによるシーベルトの定義は以下の通りである: [5]

シーベルトは、等価線量、実効線量、実効線量を表すSI単位の特別な名称です。単位はジュール/キログラムです。

シーベルトは、この記事で説明されているさまざまな線量量に使用され、ICRP と ICRU によって考案および定義された国際放射線防護システムの一部です。

外部線量

放射線防護で使用される外部放射線量

人体組織に対する外部電離放射線の確率的影響を表すためにシーベルトが用いられる場合、実際に受ける放射線量は放射測定機器や線量計によって測定され、実量と呼ばれます。これらの実際の受ける線量と起こりうる健康影響を関連付けるために、大規模な疫学研究の結果を用いて起こりうる健康影響を予測するための防護量が開発されました。その結果、ICRUがICRPと共同で開発した一貫したシステムの中で、複数の異なる線量量を作成する必要がありました。

外部線量量とその関係は、添付の図に示されています。ICRUは、電離放射線計測の適用に基づき、実用線量量の策定を主に担当しています。一方、ICRPは、人体の線量吸収と生物学的感受性のモデル化に基づき、防護量に関する策定を主に担当しています。

命名規則

ICRU/ICRPの線量量には特定の目的と意味がありますが、中には共通の用語が異なる順序で使用されているものもあります。例えば、等価線量と線量当量など、混同される可能性があります。

CIPMの定義では、生物学的影響の計算にはICRUの線形エネルギー伝達関数（Q）が用いられるとされているが、ICRPは1990年に[6]、より複雑な計算モデルから算出される「防護」線量量である実効線量と等価線量を開発し、その名称に線量当量という語句を含まないことで区別している。計算に依然としてQを用いる実用線量量のみが線量当量という語句を保持している。しかしながら、実用線量定義を防護線量定義と整合させるよう変更することで、この体系を簡素化するというICRU/ICRP共同提案がある。これらの提案は2015年10月に開催された第3回国際放射線防護シンポジウムで概説されており、実施されれば「眼の水晶体への線量」と「局所皮膚への線量」を等価線量として導入することで、実用線量の命名がより論理的になるであろう。[7]

アメリカ合衆国ではICRPの命名法に含まれていない異なる名称の線量量が存在します。[8]

物理量

これらは生物学的影響を考慮に入れない、直接測定可能な物理量です。放射線フルエンスは単位面積・単位時間当たりに入射する放射線粒子の数、カーマはガンマ線およびX線が空気に及ぼす電離効果であり、機器の校正に用いられます。吸収線量は、対象とする物質または組織に単位質量当たりに蓄積される放射線エネルギーの量です。

運用量

実量とは、実際に測定されるものであり、被ばくによる線量吸収を直接測定したり、測定環境における線量吸収を予測したりする手段です。このように、実量とは、被ばくに関連する防護量の値の推定値または上限値を提供することで、実践的な線量管理に用いられます。また、実務上の規制やガイダンスにも用いられます。[9]

光子場における個人線量計および面線量計の校正は、二次電子平衡状態における「空気中における空気カーマ自由」の衝突を測定することによって行われる。次に、空気カーマと適切な実効量を関連付ける変換係数を適用することで、適切な実効量が導出される。光子放射線の変換係数はICRUによって公表されている。[10]

単純な（非擬人化）「ファントム」は、実測量と測定された自由空気放射線量を関連付けるために使用されます。ICRU球ファントムは、実際には存在せず、製造も不可能なICRU 4元素組織等価物質の定義に基づいています。[11] ICRU球は、密度1 g·cm -3、質量組成が酸素76.2%、炭素11.1%、水素10.1%、窒素2.6%の物質からなる、直径30cmの理論的な「組織等価」球です。この物質は、吸収特性において人体組織に最も近似するように規定されています。ICRPによれば、ICRU「球ファントム」は、ほとんどの場合、検討対象の透過放射線場の散乱および減衰に関して人体を適切に近似します。[12]したがって、特定のエネルギーフルエンスの放射線は、球体内に蓄積されるエネルギーが、等価質量の人体組織内で蓄積されるエネルギーとほぼ同じになります。[13]

人体による後方散乱と吸収を考慮するため、全身線量計の実用的校正には人体胴体を表す「スラブファントム」が用いられる。このスラブファントムは人体胴体を表すため、300 mm × 300 mm × 150 mmの深さに設計されている。[13]

2015年10月に開催された第3回国際放射線防護シンポジウムで概説された、実用量の定義を変更するICRU/ICRPの共同提案は、校正ファントムや基準放射線場の現在の使用法を変更するものではない。[7]

保護量

防護量は計算モデルであり、ICRPの言葉を借りれば「確率的健康影響の発生が許容できないレベル以下に抑えられ、組織反応が回避されること」を保証するための被ばく限度を規定する「制限量」として用いられる。[14] [15] [13]これらの量は実際には測定できないが、人体ファントムを用いた人体臓器への外部線量モデルを用いてその値が導出される。これらは人体の3次元計算モデルであり、身体の自己遮蔽や放射線の内部散乱など、多くの複雑な影響を考慮に入れている。計算は臓器吸収線量から始まり、放射線加重係数と組織加重係数を適用する。[16]

防護量は実際には測定できないため、実際の放射線計測器や線量計の反応と関連付けるために実量を使用する必要があります。[17]

機器と線量測定の反応

これは、周辺線量ガンマモニターや個人線量計などから得られる実際の測定値です。これらの機器は、放射線計測技術を用いて校正されており、国家放射線標準にトレースすることで実用量と関連付けられます。機器や線量計の測定値は、過剰な線量の摂取を防ぎ、英国の1999年電離放射線規制などの放射線安全法規を遵守するための線量摂取記録を提供するために使用されます。

防護線量の計算

SI単位での「防護線量」量の関係を示すグラフ

シーベルトは、外部放射線防護において、等価線量（均一な場における外部放射線源による全身への被曝効果）と実効線量（被曝した体の部位によって異なる）の測定に使用されます。

これらの線量量は、放射線の確率的な健康影響を代表するように設計された吸収線量の加重平均であり、シーベルトの使用は、吸収線量の測定または計算（グレイで表される）に適切な加重係数が適用されていることを意味します。[1]

ICRP の計算では、防護量の計算を可能にするために 2 つの重み付け係数が提供されています。

1. 放射線の種類Rに固有の 放射線係数W R 。これは、全身または個々の臓器の等価線量H T を計算するために使用されます。
 2. 組織加重係数W Tは、照射される組織タイプTに固有の係数です。これはWRと併用され、寄与臓器線量を計算し、不均一照射における実効線量Eを算出します。

全身が均一に照射される場合、放射線加重係数W Rのみが使用され、実効線量は全身等価線量と等しくなります。しかし、人体への照射が部分的または不均一である場合は、組織係数W Tを使用して各臓器または組織への線量を計算し、これらを合計して実効線量を求めます。人体への均一な照射の場合、これらの合計は 1 になりますが、部分的または不均一な照射の場合は、関係する臓器に応じて低い値に合計され、全体的な健康影響が低いことを反映します。計算プロセスは添付の図に示されています。このアプローチでは、完全照射または部分照射、および放射線の種類を考慮して、全身への生物学的リスク寄与を計算します。

これらの重み付け係数の値は、人間の集団で得られた値の平均値に基づいて、最も敏感な細胞タイプで観察される実験値の大部分よりも大きくなるように慎重に選択されます。

放射線の種類重み係数WR

同じエネルギーを照射しても、放射線の種類によって生物学的影響が異なるため、放射線の種類と標的組織に依存する補正放射線加重係数 WRを適用し、グレイ単位で測定された吸収線量を等価線量に変換します。その結果はシーベルト単位で表されます。

ICRP報告書103 [1]に従って相対生物学的効果を表すために使用される放射線加重係数WR

放射線エネルギー（E）W R (旧Q )
X線、ガンマ線、
ベータ粒子、ミューオン		1
中性子1MeV未満2.5 + 18.2e −[ln( E )] 2 /6
1～50MeV5.0 + 17.0e −[ln(2 E )] 2 /6
> 50MeV2.5 + 3.25e −[ln(0.04 E )] 2 /6
陽子、荷電パイオン2
アルファ粒子、
核分裂生成物、
重い原子核		20

等価線量は、対象となる臓器または組織の質量平均吸収エネルギーに、放射線の種類とエネルギーに応じた放射線加重係数を乗じて算出されます。複数の放射線の種類とエネルギーが混在する状況における等価線量を求めるには、全ての種類の放射線エネルギー線量の合計を求めます。[1]

どこ

H Tは組織Tに吸収される等価線量であり、
D T、Rは放射線の種類Rによる組織Tの吸収線量であり、
W Rは規制によって定められた放射線加重係数です。

したがって、たとえばアルファ粒子による 1 Gy の吸収線量は、20 Sv の等価線量につながります。

中性子に対する放射線加重係数は時間の経過とともに改訂され、依然として議論の的となっています。

これは矛盾しているように思えるかもしれません。ジュール単位で表された入射放射線場のエネルギーが20倍に増加し、エネルギー保存の法則に反していることを意味します。しかし、これは事実ではありません。シーベルトは、吸収されたアルファ粒子1グレイが、吸収されたX線1グレイの20倍の生物学的効果をもたらすという事実を伝えるためだけに使用されています。シーベルトを使用する際に表現されているのは、入射吸収放射線によって実際に放出されるエネルギーではなく、この生物学的効果です。

組織タイプの重み付け係数WT

2つ目の加重係数は組織係数WTですが、これは人体への放射線照射が不均一な場合にのみ使用されます。人体が均一な放射線照射を受けた場合、実効線量は全身等価線量に等しくなり、放射線加重係数WTのみが使用されます。しかし、人体への放射線照射が部分的または不均一な場合、各臓器の放射線に対する感受性は組織の種類によって異なるため、計算では個々の臓器の被ばく線量を考慮する必要があります。対象となる臓器のみからの線量の合計が、全身の実効線量となります。組織加重係数は、個々の臓器の線量寄与を計算するために使用されます。

W Tの ICRP 値はここに示す表に示されています。

異なる臓器の重み付け係数[18]
臓器組織重み係数
ICRP26
1977		ICRP60
1990 [19]		ICRP103
2007 [1]
生殖腺0.250.200.08
赤色骨髄0.120.120.12
結腸—0.120.12
肺0.120.120.12
胃—0.120.12
胸0.150.050.12
膀胱—0.050.04
肝臓—0.050.04
食道—0.050.04
甲状腺0.030.050.04
肌—0.010.01
骨表面0.030.010.01
唾液腺——0.01
脳——0.01
残りの遺体0.300.050.12
合計1.001.001.00

実効線量に関する記事では計算方法が示されています。吸収線量はまず放射線の種類に応じて補正され、等価線量が得られます。次に、放射線を受ける組織に応じて補正されます。骨髄などの一部の組織は放射線に対して特に感受性が高いため、体重に占める割合に比べて不釣り合いに大きい加重係数が与えられます。一方、硬骨表面などの他の組織は放射線に対して特に感受性が低いため、不釣り合いに低い加重係数が割り当てられます。

要約すると、体内の各臓器または組織に照射された組織加重線量の合計が、体全体の実効線量となります。実効線量を用いることで、体への照射範囲に関わらず、受ける総線量を比較することが可能になります。

いくつかの電離放射線単位間の関係[20]

運用量

実用量は、外部被ばく状況の監視および調査のための実用的な用途で用いられます。これらは、実用上の測定および体内線量評価のために定義されています。[5]実用線量計および機器の測定値と計算された防護量を関連付けるために、3つの外部実用線量量が考案されました。また、Q(L)計算を用いてこれらの量を入射放射線量と関連付けるICRUの「スラブ」ファントムと「球」ファントムという2つのファントムも考案されました。

周囲線量当量

これは透過放射線の面的モニタリングに用いられ、通常はH *(10)で表される。これは、ICRU球形ファントム内で照射野の原点方向10mm以内の放射線と同等の放射線であることを意味する。[21]透過放射線の例としてはガンマ線が挙げられる。

方向性線量当量

これは低透過性放射線のモニタリングに使用され、通常はH' （0.07）という量で表されます。これは、ICRU球状ファントムの深さ0.07mmで検出された放射線と同等の放射線であることを意味します。[22]低透過性放射線の例としては、アルファ粒子、ベータ粒子、低エネルギー光子などがあります。この線量量は、皮膚や眼の水晶体などへの等価線量の決定に使用されます。[23]放射線防護の実践において、線量は通常、対象地点で最大となるため、オメガの値は通常は指定されません。

個人線量当量

これは、身体に装着する個人線量計などを用いた個人線量モニタリングに用いられる。評価に推奨される深さは10mmで、H p (10)という量が得られる。[24]

防護線量量の定義変更に関する提案

運用量の計算手段を簡素化し、放射線量防護量の理解を助けるために、ICRP 委員会 2 および ICRU 報告委員会 26 は、実効線量または吸収線量に関連する線量係数によってこれを達成するさまざまな手段の検討を 2010 年に開始しました。

具体的には;

1. 全身の実効線量のエリアモニタリングの場合は次のようになります。

H = Φ × 換算係数

その要因は、 ICRP報告書116で考慮される粒子の種類とエネルギー範囲の拡張の結果として、 H ∗ (10)は高エネルギー光子による実効線量の合理的な推定値ではないということである。この変更によりICRU球面の必要性がなくなり、E maxと呼ばれる新しい量が導入される。

2. 個人モニタリングでは、眼の水晶体と皮膚への確定的な影響を測定するために、次のようになります。

D = Φ × 吸収線量換算係数。

この理由は、確率的影響よりも確定的影響を測定する必要性にある。確定的影響の方が、確率的影響よりも適切であると示唆されている。これにより、等価線量H lensとH skinが算出される。

これにより、ICRUスフィアとQL機能は不要になります。変更があれば、ICRU報告書51および報告書57の一部が置き換えられます。[7]

最終報告書草案は2017年7月にICRU/ICRPから協議のために発行されました。[25]

内部線量

シーベルトは、預託線量の計算において、人体内部被ばく線量として用いられます。預託線量とは、人体に摂取または吸入され、一定期間にわたり人体に照射されることを「約束」された放射性核種からの線量です。防護量の計算方法は外部放射線の場合と同様ですが、放射線源が人体組織内にあるため、吸収臓器線​​量の計算には異なる係数と照射メカニズムが用いられます。

ICRPは預託実効線量を、預託臓器・組織等価線量と適切な組織加重係数の積の合計と定義しています。ここで、は摂取後の積分期間（年数）です。預託期間は、成人の場合は50年、小児の場合は70歳とされています。[5]

ICRPはさらに、「内部被ばくの場合、預託実効線量は通常、生物学的検定測定またはその他の量（例えば、体内に保持される放射能または毎日の排泄物中の放射能）から放射性核種の摂取量を評価することによって決定される。放射線量は、推奨線量係数を用いて摂取量から決定される」と述べている。[26]

内部線源からの預託線量は、外部線源から全身に均一に照射される同量の等価線量、または体の一部に照射される同量の実効線量と同じ実効リスクをもたらすことが意図されています。

健康への影響

電離放射線は、人体の健康に決定論的および確率論的な影響を及ぼします。決定論的（急性組織影響）事象は確実に発生し、その結果生じる健康状態は、同じ高線量を受けたすべての人に発生します。確率論的（発がん誘発および遺伝的）事象は本質的にランダムであり、集団内のほとんどの個人は被曝後に因果関係のある健康への悪影響を示さないのに対し、非決定論的にランダムな少数の個人は被曝後に健康への悪影響を示し、その結果生じる微妙な健康への悪影響は、大規模で詳細な疫学研究を行った後にのみ観察されることがよくあります。

シーベルトの使用は、確率的影響のみが考慮されていることを意味し、混乱を避けるために、確定的影響は通常、SI 単位のグレイ (Gy) で表される吸収線量の値と比較されます。

確率的影響

確率的影響とは、放射線誘発がんのようにランダムに発生する影響である。原子力規制当局、政府、およびUNSCEARのコンセンサスは、電離放射線によるがんの発生率は実効線量に対して1シーベルトあたり5.5%の割合で直線的に増加するとモデル化できるというものである。[1]これは線形閾値なしモデル（LNTモデル）として知られている。このLNTモデルは現在では時代遅れであり、その閾値以下では体内の自然な細胞プロセスが損傷を修復または損傷した細胞を交換するという閾値に置き換えるべきだと主張する者もいる。[27] [28]乳児と胎児のリスクは成人よりもはるかに高く、中年は高齢者よりも高く、女性は男性よりも高いという点については一般的な合意があるが、これについては定量的なコンセンサスはない。[29] [30]

確定的影響

これは、ガンマ線による細胞死誘発能力に対する線量分割の影響を示すグラフです。青い線は、回復の機会を与えられず、放射線が1回照射された細胞を示しています。赤い線は、照射を中断することで放射線抵抗性が付与され、一定時間放置された後に回復した細胞を示しています。

急性放射線症候群につながる可能性のある確定的影響（急性組織損傷）は、急性高線量（≳0.1 Gy）および高線量率（≳0.1 Gy/h）の場合にのみ発生し、従来はシーベルトではなくグレイ（Gy）の単位で測定されます。確定的リスクモデルには、等価線量および実効線量の計算で使用されるものとは異なる重み付け係数（まだ確立されていません）が必要になります。

ICRPの線量限度

ICRPは報告書103の表8において、線量摂取量に関するいくつかの限度値を勧告しています。これらの限度値は「状況別」であり、計画的、緊急、および現存の状況を対象としています。これらの状況においては、以下のグループに対して限度値が設定されています。[31]

  • 計画された曝露 – 職業上、医療上、公衆衛生上の曝露に対する限度
  • 緊急被ばく – 職業上および公衆の被ばくに対して与えられた限度
  • 既存の曝露 – 曝露を受けたすべての人

職業被ばくの限度は、1年間で50mSv、連続5年間で最大100mSvです。公衆被ばくの限度は、医療被ばくと職業被ばくを除いて、実効線量1mSv（0.001Sv）/年です。[1]

比較のために、アメリカ合衆国議会議事堂内の自然放射線レベルは、花崗岩構造にウランが含まれているため、人体が受ける追加線量率が0.85 mSv/aと規制限度に近いレベルです。 [32]保守的なICRPモデルによれば、議事堂内で20年間を過ごした人は、他の既存のリスクに加えて、1000人に1人の割合で癌を発症するリスクが高くなります（計算式：20年・0.85 mSv/a・0.001 Sv/mSv・5.5%/Sv ≈ 0.1%）。しかし、この「既存のリスク」ははるかに高く、平均的なアメリカ人は、人工放射線に全く曝露していなくても、同じ20年間に癌を発症する確率が10%です（自然放射線の疫学と癌発症率を参照）。

投与量の例

米国エネルギー省の2010年線量チャート（シーベルト）[33]
シーベルト単位の放射線量（微量から致死量まで）を比較面積で表す
放射線量の比較 - RADが地球から火星までMSL （2011～2013年）を旅した際に検出された放射線量も含む。[34] [35] [36] [37]

日常生活において、大きな放射線量に遭遇することは滅多にありません。以下の例は、相対的な放射線量の大きさを示すのに役立ちますが、これらはあくまでも例であり、考えられる放射線量を網羅したものではありません。「急性線量」とは、短期間かつ限られた期間に発生する線量であり、「慢性線量」とは、長期間にわたって継続する線量であるため、線量率で表現する方が適切です。

投与量の例

98nSv:バナナ当量線量、典型的な150グラムのバナナから放射される放射線の量を表す放射線量の例示的な単位[38] [a]
250nSv:空港のセキュリティ検査で以前使用されていたような一般的なX線セキュリティ検査システムの実効線量に関する米国の制限[39]
5～10μSv:歯科用レントゲン写真1セット[40]
80μSv:スリーマイル島事故の際、原発から10マイル（16km）以内に居住する人々の平均（一回）被ばく線量[41]
400～600μSv:2007年に更新された重み付け係数を使用した2方向マンモグラム[42]
1ミリシーベルト:米国連邦規則集第10編第20.1301条(a)(1)公衆個人に対する線量限度、総実効線量当量、年間[43]
1.5～1.7ミリシーベルト:客室乗務員の年間職業被ばく線量[44]
2～7ミリシーベルト:バリウム透視、例えばバリウムミール、最大2分、4～24スポット画像[45]
10～30ミリシーベルト:全身CTスキャン（1回） [46] [47]
50ミリシーベルト:US 10 CFR § 20.1201(a)(1)(i) 職業線量限度、総実効線量当量、年間[48]
68ミリシーベルト:福島第一原発事故の最も近くに住んでいた避難者の推定最大線量[49]
80ミリシーベルト:国際宇宙ステーションでの6か月の滞在
160ミリシーベルト:1日1.5箱のタバコを1年間以上吸うと、ポロニウム210と鉛210の吸入により肺に慢性的に被ばくする[50] [51]
250ミリシーベルト:火星への6ヶ月間の旅 -宇宙線による放射線は防ぐのが非常に難しい
400ミリシーベルト:コバルト60を含む鉄筋で建設された台湾のアパートの居住者の9～20年間の平均累積被曝量（悪影響はなかった）[52]
500ミリシーベルト:米国10 CFR § 20.1201(a)(2)(ii)職業線量限度、皮膚への浅線量当量、年間[48]
670ミリシーベルト:福島第一原発事故対応作業員が受けた最高線量[53] [a]
1スヴェット:NASAの宇宙飛行士のキャリアにおける最大許容放射線被曝量[34]
4～5スヴェット:非常に短期間で投与した場合、30日以内に50％のリスクで人間を死に至らしめるのに必要な線量（LD 50 /30） [54] [33]
5スヴェット:リトルボーイ核分裂爆弾の爆心地から1.2km離れた地点、空中炸裂高度600mにおける中性子線とガンマ線閃光による計算線量。 [55] [56]
4.5～6スヴェット:ゴイアニア事故時の急性致死線量
5.1スヴェット:1945年の臨界事故でハリー・ダリアンが急性被曝し、致死的となった[57]
10～17歳スヴェット:東海村原子力発電所事故による致死的急性線量。17シーベルトを被曝した大内久さんは事故後83日間生存した。[58]
21スヴェット:1946年の臨界事故でルイス・スローティンに致命的な急性放射線が降りかかった[57]
36スヴェット:1958年にセシル・ケリーは致死性の急性放射線症にかかり、35時間以内に死亡した。[59]
54スヴェット:1961年、ソ連の潜水艦K-19の原子炉冷却システムが故障し、遮蔽物のない原子炉内での作業が必要になったため、ボリス・コルチーロフは急性被曝により致死的な影響を受けた[60]
64スヴェット:アルバート・スティーブンスが被曝した致命的ではない線量は、1945年に秘密裏にマンハッタン計画に携わっていた医師らがプルトニウムを注入した実験により、約21年間にわたって続いた。[61] [a]

線量率の例

時間と年の間の換算はすべて、既知の変動、断続的な被曝、放射性崩壊を考慮しず、定常磁場における継続的な存在を前提としています。換算値は括弧内に表示されます。「/a」は「per annument」で、1年あたりを意味します。「/h」は「1時間あたり」を意味します。

<1mSv/a100未満nSv/h100 nSv/h未満の安定した線量率を測定することは困難である。[要出典]
1mSv/a（100nSv/h平均）医療および職業上の被曝を除き、人体への外部放射線に対する ICRP 推奨最大値。
2.4mSv/a（270nSv/h平均）自然放射線への人間の被曝量、世界平均[a]
（8mSv/a)810nSv/h 平均チェルノブイリ新安全収容所の隣（2019年5月）[62]
約8mSv/a（約900nSv/h平均）フィンランドの平均自然放射線量[63]
24mSv/a（2.7μSv/h平均）航空機巡航高度における自然放射線[64] [b]
（46mSv/a)5.19μSv/h平均チェルノブイリ原子力発電所の隣、2016年11月に新しい石棺を設置する前[65]
130mSv/a（15μSv/h平均）イラン、ラムサールの最も放射能汚染された家の中の環境フィールド[66] [c]
（350mSv/a)39.8μSv/h平均チェルノブイリの「爪」の内部[67]
（800mSv/a)90μSv/hブラジル、グアラパリ近郊のモナザイト海岸の自然放射線。[68]
（9Sv/a)1ミリシーベルト/時NRCによる原子力発電所内の高放射線区域の定義、金網フェンスの設置を義務付ける[69]
（17～173Sv/a)2～20ミリシーベルト/時将来の核融合炉における100年後の放射化炉壁の典型的な線量率。 [70]核融合廃棄物は約300年間崩壊した後、石炭灰への曝露と同じ線量率を生成するが、核融合廃棄物の量は当然石炭灰よりも桁違いに少ない。[71]即時予測される放射化は90M Gy /年。[要出典]
（1.7kSv/a)190ミリシーベルト/時トリニティ爆弾の放射性降下物の最高値は、爆発から3時間後、20マイル（32 km）離れた場所で測定された。[72] [c]
（2.3MSv/a)270シーベルト/時典型的なPWR使用済み燃料廃棄物。10年間の冷却後、遮蔽物も距離もない。[73]
（4.6～5.6MSv/a)530～650年シーベルト/時福島第一原子力発電所2号機BWR原子炉の一次格納容器内の放射線レベル。メルトダウンの疑いから6年後の2017年2月。[74] [75] [76] [77] [78]この環境では、半数致死量（LD 50 /30）が蓄積されるのに22～34秒かかります。

例に関する注記:

  1. ^ abcd記載されている数値は 、長期間にわたって徐々に実効線量へと変化した預託線量によって支配されています。したがって、真の急性線量はこれより低いはずですが、標準的な線量測定法では、放射性同位元素が体内に取り込まれた年の預託線量を急性線量として計算します。
  2. ^ 航空機乗務員が受ける線量率は、陽子と中性子に選択される放射線加重係数に大きく依存しており、この係数は時間の経過とともに変化し、依然として議論の的となっている。
  3. ^ ab 記載の数値には、体内に取り込まれた放射性同位元素による預託線量は含まれていません。したがって、呼吸器系防護具を使用しない限り、総放射線量はより高くなります。

歴史

シーベルトは、 CGS単位系から派生したレントゲン等価人体（レム）に由来する。国際放射線単位測定委員会（ICRU）は1970年代にSI単位系への移行を推進し[79]、1976年には等価線量に適した単位を策定する計画を発表した[80] 。ICRPは1977年にシーベルトを導入し、ICRUに先んじた[81]。

シーベルトは、グレイの採用から5年後の1980年に、国際度量衡委員会（CIPM）によって採用されました。CIPMは1984年に、グレイではなくシーベルトを使用すべき場合について推奨する説明を発表しました。この説明は2002年に改訂され、1990年に変更されたICRPの等価線量の定義に近づけられました。具体的には、ICRPは1990年に等価線量を導入し、線質係数（Q）を放射線加重係数（WR）に改名し、加重係数「N」を削除しました。2002年、CIPMも同様に加重係数「N」を説明から削除しましたが、その他の古い用語と記号はそのまま使用しました。この説明はSIパンフレットの付録にのみ記載されており、シーベルトの定義には含まれていません。[82]

一般的なSI法の使用

シーベルトはロルフ・マクシミリアン・シーベルトにちなんで名付けられました。人名にちなんで名付けられたSI単位のすべてと同様に、その記号は大文字（Sv）で始まりますが、フルネームで表記する場合は普通名詞の大文字表記の規則に従います。つまり、シーベルトは文頭と敬称では大文字で始まりますが、それ以外は小文字です。

よく使われるSI単位の接頭辞はミリシーベルト（1 mSv = 0.001 Sv）とマイクロシーベルト（1 μSv = 0.000 001 Sv）で、放射線防護に関する機器や警告における時間微分表示や「線量率」表示で一般的に使われる単位はμSv/hとmSv/hです。規制上の被ばく限度と慢性被ばく線量は、多くの場合mSv/aまたはSv/aの単位で示され、これらは年間の平均値を表すものと理解されています。多くの職業上の状況では、1時間あたりの線量率は、年間限度に違反することなく、短期間で数千倍も高いレベルに変動することがあります。時間から年への換算は、うるう年や被ばくスケジュールによって変動しますが、おおよその換算は以下のとおりです。

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

時間当たり被ばく線量率から年当たり被ばく線量率への換算は、自然放射線の季節変動、人工放射線源の減衰、そして人間と放射線源の断続的な近接性によってさらに複雑になる。ICRPはかつて職業被ばく線量率について固定換算を採用していたが、最近の文書には記載されていない。[83]

8時間 = 1日
40時間 = 1週間
50週間 = 1年

したがって、その期間の職業上の曝露については、

1 mSv/h = 2 Sv/a
500μSv/h = 1Sv/a

電離放射線量

放射能と検出された電離放射線の関係を示すグラフ

次の表は、SI 単位と非 SI 単位での放射線量を示しています。

電離放射線関連量
量ユニットシンボル導出年SI相当値
活動（A）ベクレルベクレル秒−11974SI単位
キュリーCi3.7 × 10 10 秒−119533.7 × 10 10 ベクレル
ラザフォード道路10 6 秒−11946100万 ベクレル​
露出（X）クーロン/キログラムC/kg空気のC⋅kg −11974SI単位
レントゲンRえす/0.001 293  gの空気19282.58 × 10 −4  C/kg
吸収線量（D）グレーギJ ⋅kg −11974SI単位
エルグ/グラムエルグ/グラムエルグ⋅グ−119501.0 × 10 −4 グレイ
ラドラド100 エルグ⋅グ−119530.010グレイ
等価線量（H）シーベルトスヴェトJ⋅kg −1 × WR1977SI単位
レントゲン当量男性レム100 erg⋅g −1 × WR19710.010シーベルト
実効線量（E）シーベルトスヴェトJ⋅kg −1 × WR × WT1977SI単位
レントゲン当量男性レム100 erg⋅g −1 × WR × WT19710.010シーベルト

米国原子力規制委員会はSI単位に加えてキュリー、ラド、レムの単位の使用を許可しているが[84] 、欧州連合の 欧州計量単位指令では1985年12月31日までに「公衆衛生目的」でのこれらの単位の使用を段階的に廃止することを義務付けている[85]。

Rem同値

線量当量の古い単位はレム[86]であり、アメリカ合衆国では現在でも頻繁に使用されている。1シーベルトは100レムに等しい。

100 .0000レム＝100,000 .0ミリレム＝1 シーベルト＝1.000000シーベルト＝1000 .000ミリシーベルト＝1,000,000マイクロシーベルト
1 .0000レム＝1000 .0ミリレム＝1レム＝0.01 0000シーベルト＝10,000ミリシーベルト＝10000マイクロシーベルト
0.1 000レム＝100 .0ミリレム＝1ミリシーベルト＝0.001 000シーベルト＝1.000ミリシーベルト＝1000マイクロシーベルト
0.001 0レム＝1.0ミリレム​＝1ミリレム＝0.00001 0シーベルト＝0.01 0ミリシーベルト＝10マイクロシーベルト
0.0001 レム＝0.1ミリレム＝1マイクロシーベルト＝0.000001シーベルト＝0.001ミリシーベルト＝1マイクロシーベルト

参照

説明ノート

  1. ^ 同じ Sv 略語を使用する非 SI 単位が 2 つあることに注意してください。sverdrupとsvedbergです。

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