시버트

시버트
일본 후쿠시마현의 한 호텔에서 복사방사선을 시간당 마이크로시버트 단위로 표시하고 있다. (후쿠시마 재해 이후 5년 후)
일반 정보
단위의 종류	SI 유도 단위
측정 대상	이온방사선의 건강에 미치는 영향
기호	Sv
단위의 유래	롤프 막시밀리안 시베르트
단위 환산
1 Sv ▼	동등 환산값
SI 기본 단위	m2⋅s−2
질량에 흡수되는 에너지	J⋅kg−1
CGS 단위 (비 SI)	100 rem

시버트(sievert, 기호: ㏜)는 선량당량(dose equivalent)을 나타내는 SI 단위계의 단위이다. 일반적인 방사선의 흡수량(흡수당량; absorbed dose)은 그레이로 표현되는데 반해, 시버트는 여기에 생물학적 효과까지 반영한 단위이다. 시버트라는 단위는 방사능 노출 측정 및 생물학적 영향을 연구한 스웨덴의 유명한 의학 및 물리학자인 롤프 막시밀리안 시베르트의 이름을 딴 것이다.

일반적으로 밀리렘을 많이 사용해왔지만, 점차 국제표준인 시버트가 더 많이 이용되고 있다. 1밀리시버트는 100 밀리렘과 같다.

정의

생물 조직에 대한 선량당량은 그레이로 표시되는 흡수당량에 방사능 종류에 따른 선질계수(quality factor) Q와 그밖의 다른 요소들을 나타내는 계수 N을 곱해서 구해진다. N은 노출되는 신체 부위, 시간 및 부피, 혹은 종에 따라서 달라진다. Q와 N은 단위가 없다. Q와 N의 곱은 복사 가중치(radiation weighting factor)라고 하며 Wr로 표시한다. 여러 조직으로 구성된 장기에 대해서는 가중치 합이나 적분 등이 사용된다. SI 단위계에서

1 Sv = 1 J/kg = 1 m²·s^–2

시버트는 그레이와 단위는 같지만 (J/kg), 구별되어 사용된다. 흡수당량과 선량당량의 구분을 위해 흡수당량을 위해서는 그레이, 선량당량을 위해서는 시버트가 사용된다. 주어진 그레이 단위의 방사능에 대해서도, 시버트 단위의 생물학적인 효과는 복사 가중치(Wr)에 따라 매우 차이가 난다.

SI 접두어 및 변환

일반적으로 사용되는 SI 접두어는 밀리시버트(1mSv = 10⁻³Sv) 와 마이크로 시버트(1μSv = 10⁻⁶Sv) 와 나노시버트 (1nSv = 10⁻⁹Sv)이다.

예전에 사용되던 선량당량의 단위는 인체 뢴트겐 당량(렘)이며. 1 시버트는 100 렘과 같다. 어떤 분야나 국가에서는 렘/밀리렘(rem, millirem)이 시버트/밀리시버트(Sv, mSv)와 함께 사용되어 혼동을 주기도 한다. 즉 1 시버트는 100 렘, 10 밀리시버트는 1 렘이라는 변환은 기억하기 힘들며, 변환에 주의를 요한다. 이 단위들 간의 변환관계는 다음과 같다.

• 1 Sv = 1,000 mSv (millisieverts) = 1,000,000 μSv (microsieverts) = 1,000,000,000 nSv (nanosieverts) = 100 rem = 100,000 mrem (millirem)
• 1 mSv = 100 mrem = 0.1 rem
• 1 μSv = 0.1 mrem
• 1 rem = 0.01 Sv = 10 mSv
• 1 mrem = 0.00001 Sv = 0.01 mSv = 10 μSv

생활 척도

 급성방사선증후군 문서를 참고하십시오.

밀리시버트(mSv)는 X선이나 핵의학, 양전자 방출 단층촬영, 컴퓨터 단층 촬영등과 같은 의료 검진시 발생하는 유효 노출을 측정하는 경우 사용된다. 배경복사(자연 방사능)로 인한 유효 노출은 장소에 따라 매우 편차가 심하지만, 대개 일 년에 2.5에서 3.5 밀리시버트 근처이다.

전신 노출시에, 1 시버트는 약간의 혈액 변화를 유발하며, 2-5 시버트는 메스꺼움, 탈모, 출혈을 유발하며, 많은 경우 사망을 유발한다. 6 시버트 이상은 2 개월 이내에 80% 이상이 사망한다.

일상생활에서 노출되는 방사선량은 다음과 같다.

• 흉부 X-레이 = 0.04 mSv
• 해수면에 도달하는 우주입자선 = 연간 0.24 mSv
• 지하로부터 나오는 지상 방사선 = 연간 0.28 mSv
• 매모그램 (Mammogram 유방암 진단) = 0.30 mSv
• 인체의 자연발생 방사선 = 연간 0.35 mSv
• 두뇌 CT 스캔 = 0.8 ~ 5 mSv
• 개인에게 미치는 연 평균 자연 방사선 양 : 2 mSv; 오스트레일리아는 1.5 mSv, 미국은 3 mSv
• 미국 가정의 연 평균 라돈 방사선 양 = 2 mSv
• 흉부 CT 스캔 = 6 ~ 18 mSv
• 미국인 연 평균 방사선 노출량 : 6.2 mSv
• 뉴욕-동경간 항공 승무원이 받는 연간 방사선 양 : 9mSv
• 하루 담배 1.5갑을 필 때 = 연간 80~160 mSv
• 내장기관 X-레이 = 14 mSv
• 핵관련 종사자 연간 허용치 : 20 mSv
• 이란, 인도, 유럽의 연간 배경 방사선 양 : 50 mSv
• 발암 최저 한계치 : 연간 100 mSv
• 체르노빌 사태 후 이주를 결정한 근거 : 평생 350 mSv

Q 값

특정한 종류와 에너지의 방사선이 상대적으로 조직에 미치는 피해는 Q 때로는 QF로 표시한다.

일부 Q 값은 다음과 같다.

• 모든 에너지의 광자 : Q = 1
• 모든 에너지의 전자 및 뮤온 : Q = 1
• 중성자
  • 에너지 < 10 keV : Q = 5
  • 10 KeV < 에너지 < 100 KeV : Q = 10
  • 100 KeV < 에너지 < 2 MeV : Q = 20
  • 2 MeV < 에너지 < 20 MeV : Q = 10
  • 에너지 > 20 MeV : Q = 5
• 양성자, 에너지 > 2 MeV : Q = 5
• 알파 입자 및 다른 원자핵 : Q = 20

N 값

장기 및 조직에 대한 일부 N 값은 다음과 같다.

• 생식선: N = 0.20
• 골수, 결장, 폐, 위: N = 0.12
• 방광, 뇌, 유방, 콩팥, 간, 근육, 식도, 췌장, 소장, 비장, 갑상선, 자궁: N = 0.05
• 뼈 표면, 피부: N = 0.01

그리고 인간에 대한 기타 생명체의 N 값은 다음과 같다.

• 바이러스, 박테리아, 원생동물: N ≈ 0.03 – 0.0003
• 곤충류: N ≈ 0.1 – 0.002
• 연체동물: N ≈ 0.06 – 0.006
• 식물: N ≈ 2 – 0.02
• 어류: N ≈ 0.75 – 0.03
• 양서류: N ≈ 0.4 – 0.14
• 파충류: N ≈ 1 – 0.075
• 새: N ≈ 0.6 – 0.15
• 인간: N = 1

참고

• Abdeljelil Bakri, Neil Heather, Jorge Hendrichs, Ian Ferris; Fifty Years of Radiation Biology in Entomology: Lessons Learned from IDIDAS Archived 2016년 6월 1일 - 웨이백 머신, 미국 곤충학회 연보, 98(1): 1-12 (2005)
• 전리복사의 양 및 단위에 관한 입문서 - 영국 국립 물리 연구소