หน่วย ซีเวิร์ต (sievert) มีสัญลักษณ์ Sv เป็น หน่วยอนุพัทธ์ (derived unit พูดง่าย ๆ ก็คือ หน่วยที่เกิดจากการบวก ลบ คูณ หารกันของ หน่วยฐาน หรือ base unit) ใน หน่วยเอสไอ (International System of Units; SI) ของ ปริมาณรังสีสมมูล (dose equivalent) วัตถุประสงค์เพื่อการประเมินค่าโดยปริมาณต่อ ผลทางชีวภาพ (biological effects) ของ รังสีชนิดก่อไอออน (ionizing radiation) ต่อเนื้อเยื่อหรืออวัยวะต่าง ๆ ของร่างกาย โดยคำนวณจาก ปริมาณรังสีดูดกลืน (absorbed dose) ซึ่งมีหน่วยวัดเป็น เกรย์ (gray) มีสัญลักษณ์ Gy และเป็นหน่วยอนุพัทธ์ของเอสไอเช่นกัน
หน่วยซีเวิร์ต ตั้งขึ้นตามชื่อของนักฟิสิกส์ทางการแพทย์ชาวสวีเดนชื่อ รอล์ฟ แมกซีมีเลียน ซีเวิร์ต (Rolf Maximilian Sievert) ผู้มีชื่อเสียงจากผลงานด้านการวัดปริมาณรับรังสี และงานวิจัยเกี่ยวกับผลทางชีวภาพจากการได้รับรังสี การตั้งชื่อของหน่วยตามชื่อของบุคคล ตามหลักเกณฑ์การตั้งชื่อหน่วยในภาษาอังกฤษของหน่วยเอสไอ เมื่อเป็นตัวย่อให้ใช้สัญลักษณ์ตัวแรกเขียนด้วยตัวใหญ่ คือ Sv และเมื่อเขียนเต็มให้ใช้ตัวเล็กทั้งหมดคือ sievert และเช่นเดียวกัน หน่วยเกรย์ซึ่งตั้งตามชื่อของบุคคลคือ ฮาล เกรย์ (Louis Harold Gray) ตัวย่อจึงเขียนเป็น Gy และตัวเต็มเขียนเป็น gray
|
|
Rolf Maximilian Sievert |
Louis Harold Gray |
ปริมาณรังสีดูดกลืนที่ถูกวัตถุใด ๆ ดูดกลืนไว้ ใช้สัญลักษณ์ D วัดในหน่วยเกรย์ ส่วนปริมาณรังสีสมมูลใช้สัญลักษณ์ H เป็นปริมาณรังสีที่มีผลทำลายเท่ากับรังสีแกมมาในปริมาณรังสีเท่ากัน
ทั้งหน่วยซีเวิร์ตและเกรย์มีนิยามกำหนดเป็นหน่วยของพลังงานเป็นจูล (J) ต่อหน่วยมวลเป็นกิโลกรัม (kg) ทั้งคู่ ดังนี้
1 เกรย์ (Gy) = 1 ซีเวิร์ต (Sv) = 1 จูล/กิโลกรัม (J / kg)
ปริมาณรังสีสมมูล (equivalent dose)
ปริมาณรังสีสมมูล (H) ของเนื่อเยื่อใด ได้จากผลคูณของ ปริมาณรังสีดูดกลืน (D) ในหน่วยเกรย์ กับ ตัวประกอบถ่วงน้ำหนัก (weighting factor: WR) นั่นคือ
เนื่องจาก ตัวประกอบถ่วงน้ำหนัก (อาจพบเรียกว่า ตัวประกอบเชิงคุณภาพ หรือ quality factor) แตกต่างกันไปตามชนิดของรังสี และช่วงพลังงานของรังสีนั้น ๆ ดังนั้น จึงสามารถคำนวณปริมาณรังสีสมมูลสำหรับเนื้อเยื่อใด ๆ ได้ตามสมการ
เมื่อ HT คือ ปริมาณรังสีสมมูลที่ดูดกลืนโดยเนื้อเยื่อ T
DT,R คือ ปริมาณรังสีดูดกลืนในเนื้อเยื่อ T ของรังสีชนิด R
WR คือ ตัวประกอบถ่วงน้ำหนัก (ดังกำหนดในตารางด้านล่าง)
| ชนิดของรังสีและพลังงาน |
WR |
| อิเล็กตรอน มิวออน โฟตอน (ทุกพลังงาน) |
1 |
| โปรตอน และ ไพออนมีประจุ |
2 |
อนุภาคแอลฟา ชิ้นส่วนการแบ่งแยกนิวเคลียส (fission fragments)
ไอออนหนัก (heavy ions) |
20 |
| นิวตรอน [เป็นฟังก์ชันของ การถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น (linear energy transfer) L ในหน่วย กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ / ไมโครเมตร (keV/mm)] |
L < 10 |
1 |
| 10 < L < 100 |
0.32 <L < 2.2 |
| L > 100 |
300 / sqrt(L) |
จากตาราง เห็นได้ว่า สำหรับอนุภาคแอลฟา ปริมาณรังสีดูดกลืนขนาด 1 เกรย์ คำนวณเป็นปริมาณรังสีสมมูลได้เท่ากับ 20 ซีเวิร์ต และสำหรับอนุภาคนิวตรอน ตัวประกอบถ่วงน้ำหนักมีค่าสูงสุดเท่ากับ 30 เมื่อ L = 100 keV/?m
ปริมาณรังสียังผล (effective dose)
ปริมาณรังสียังผล (effective dose: E) หมายถึง ผลรวมของปริมาณรังสีสมมูลหลังปรับเทียบ สภาพไว (sensitivity) ต่อรังสี ของแต่ละเนื้อเยื่อหรืออวัยวะทั่วร่างกาย กล่าวคือ เป็นค่าเฉลี่ยของเนื้อเยื่อ หรืออวัยวะทุกชนิดที่ได้รับรังสี โดยตัวประกอบถ่วงน้ำหนักรวมกันเท่ากับ 1
| ชนิดของเนื้อเยื่อหรืออวัยวะ |
WT
(เดี่ยว) |
WT
(กลุ่ม) |
| ไขกระดูก ลำไส้ ปอด กระเพาะอาหาร ทรวงอก เนื้อเยื่ออื่นที่เหลือ |
0.12 |
0.72 |
| อวัยวะสืบพันธุ์ |
0.08 |
0.08 |
| กระเพาะปัสสาวะ หลอดอาหาร ตับ ไทรอยด์ |
0.04 |
0.16 |
| ผิวกระดูก สมอง ต่อมน้ำลาย ผิวหนัง |
0.01 |
0.04 |
| รวม |
|
1.00 |
สำหรับ สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตัวประกอบถ่วงน้ำหนักกำหนดขึ้นโดยเทียบเคียงกับผลต่อมนุษย์
| สิ่งมีชีวิต |
ตัวถ่วงน้ำหนักสัมพัทธ์ |
| ไวรัส แบคทีเรีย สัตว์เซล์เดียว |
0.03 0.0003 |
| แมลง |
0.1 0.002 |
| หอย |
0.06 0.006 |
| พืช |
2 0.02 |
| ปลา |
0.75 0.03 |
| สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ |
0.4 0.14 |
| สัตว์เลื้อยคลาน |
1 0.075 |
| นก |
0.6 0.15 |
อนึ่ง ปริมาณรังสีสมมูลมีหน่วยเดิมคือ เร็ม (rem) ซึ่งยังคงใช้อยู่ในสหรัฐอเมริกา โดย 1 ซีเวิร์ต เท่ากับ 100 เร็ม และเนื่องจากซีเวิร์ตเป็นหน่วยขนาดใหญ่ จึงมักพบเห็นหน่วยในขนาด 1 ใน 1,000 ของซีเวิร์ต ซึ่งก็คือ มิลลิซีเวิร์ต (millisievert หรือ mSv) หรือ 1 ใน 1,000,000 ของซีเวิร์ต ซึ่งก็คือ ไมโครซีเวิร์ต (microsievert หรือ ?Sv) ดังนั้น จึงสามารถเปรียบเทียบระหว่างสองหน่วยได้ดังนี้
1 เร็ม |
= 0.01 ซีเวิร์ต |
= 10 มิลลิซีเวิร์ต |
1 มิลลิเร็ม |
= 0.01 มิลลิซีเวิร์ต |
= 10 ไมโครซีเวิร์ต |
1 ซีเวิร์ต |
= 100 เร็ม |
|
1 มิลลิซีเวิร์ต |
= 100 มิลลิเร็ม |
= 0.1 เร็ม |
1 ไมโครซีเวิร์ต |
= 0.1 มิลลิเร็ม |
|
นอกจากนี้ กรณีที่ได้รับรังสีต่อเนื่องก็อาจพบเห็นหน่วยอนุพัทธ์เทียบกับเวลา คือ มิลลิซีเวิร์ต / ชั่วโมง (mSv/h) ด้วยเช่นกัน
ต่อไปนี้คือ อาการป่วยบ่งชี้ (symptom benchmarks) จากการได้รับรังสีเฉียบพลัน (acute) ภายใน 1 วัน
- 0 0.25 ซีเวิร์ต (0 250 มิลลิซีเวิร์ต) ไม่มีอาการ
- 0.25 1 ซีเวิร์ต (250 1000 มิลลิซีเวิร์ต) บางคนอาจวิงเวียนศีรษะ และไม่อยากอาหาร มีการทำลาย ไขกระดูก ปุ่มน้ำเหลือง (lymph nodes) ม้าม
- 1 3 ซีเวิร์ต (1000 3000 มิลลิซีเวิร์ต) วิงเวียนศีรษะปานกลางถึงรุนแรง ไม่อยากอาหาร ติดเชื้อ การทำลายไขกระดูก ปุ่มน้ำเหลือง และ ม้าม รุนแรงขึ้น การฟื้นตัวเป็นไปได้ แต่รับประกันไม่ได้
- 3 6 ซีเวิร์ต (3000 6000 มิลลิซีเวิร์ต) วิงเวียนศีรษะอย่างรุนแรง ไม่อยากอาหาร หากไม่ได้รับการรักษาจะเกิดอาการตกเลือด (hemorrhaging) ติดเชื้อ ท้องร่วง ผิวหนังลอก เป็นหมัน ถึงแก่ความตายได้
- เกินกว่า 10 ซีเวิร์ต (10000 มิลลิซีเวิร์ต) ทุพพลภาพ และ ถึงแก่ความตาย
|
