El sievert (Sv) és la unitat derivada del Sistema Internacional per mesurar la radiació absorbida per un organisme viu i els seus efectes, Més concretament, és la unitat derivada del Sistema Internacional utilitzada per a mesurar una dosi equivalent, una dosi eficaç o un flux de dosi radioactiva (Sv/s, Sv/h o Sv/an), és a dir, per a avaluar quantitativament l'impacte biològic d'una exposició humana a radiacions ionitzants.
El sievert no pot utilitzar-se per a quantificar l'exposició rebuda per animals de laboratori, i se substitueix pel gray, que mesura només l'aspecte físic de la radiació.
L'efecte de la radiació depèn primer de l'energia ionitzant rebuda físicament per cada unitat de massa. El sievert té la mateixa definició física que el gray, és un joule per quilogram. No obstant això, l'efecte específic d'aquesta energia es tradueix en dos coeficients, un que dona compte de l'eficàcia biològica de les diferents radiacions, i l'altre de l'impacte biològic de l'assoliment d'un òrgan determinat. Aquests dos factors de ponderació són magnituds sense dimensió.
Aquesta unitat té aquest nom en homenatge a Rolf Sievert, físic suec que va treballar en el mesurament de les dosis radioactives i en els efectes biològics de les radiacions. miniatura|Relació entre la dosi absorbida, la dosi equivalent i la dosi efectiva (ICRP)
El nom va ser adoptat el 1980, a la setzena Conferència General de Pesos i Mesures es va acordar la creació d'un nom especial per a la unitat derivada del joule per quilogram, que era la notació que s'havia utilitzat fins llavors. La justificació va ser el perill per a la salut humana derivat de possibles errors en la utilització de la notació joule per quilogram.
Definició Al Sistema Internacional d'Unitats:
[Gy] = [Sv] = J/kg = m²/s²
Per tant, el sievert és homogeni amb el gray, una altra unitat utilitzada en dosimetria, que mesura la dosi absorbida (l'energia absorbida per unitat de massa) independentment del seu efecte biològic.
La dosi absorbida, D, es calcula directament en grays: és l'energia absorbida per unitat de massa considerada. En relació amb la dosi absorbida, la dosi efectiva, E, té en compte dos factors adimensionals addicionals (el factor de ponderació de la radiació wR i el factor de ponderació del teixit wT), que reflecteixen l'efecte relatiu de la radiació considerada sobre l'òrgan considerat, en comparació amb una radiació de referència.
Aquests dos factors de ponderació es prescriuen a les recomanacions de 2007 de la Comissió Internacional de Protecció Radiològica.«Recommandations 2007 de la Commission Internationale de Protection Radiologique », CIPR 103, 2009. Per tant, les dosis efectives E i H equivalents són diferents de les dosis absorbides D, ja que depenen del valor dels factors wR i de wT. Per evitar qualsevol risc de confusió, la unitat "gray" o "juli per quilogram" per a la dosi absorbida D i la unitat sievert per a l'equivalent H o dosi efectiva E.
Ponderació de la naturalesa de la radiació D'una banda, els efectes biològics no depenen només de l'energia rebuda per la radiació ionitzant, sinó també de la naturalesa d'aquesta radiació. Aquesta diferència es té en compte en el factor de ponderació de la radiació, que s'utilitza per calcular la dosi equivalent: quan observem que a una energia igual els protons causen, de mitjana, el doble de càncers que els raigs gamma, traduïm aquest resultat experimental indicant que el factor de ponderació associat als protons és de dos. Per a cada radiació, és possible definir la dosi equivalent que correspon a la dosi de radiació gamma que condueix a resultats (substancialment) equivalents.
La dosi equivalent, H, és el producte de la dosi D absorbida de radiació ionitzant per un factor adimensional: wR (factor de ponderació que reflecteix a energia equivalent l'efecte específic de les diferents radiacions).
El factor de ponderació de la radiació wR reflecteix l'eficiència biològica relativa de la radiació. Aquí hi ha alguns valors:
Fotons, totes les energies (raigs X, raigs gamma): wR = 1. Electrons, positrons i muons, totes les energies: w R = 1. Neutrons: funció contínua: w R = 2,5 per a energies <10 keV i energies> 1 GeV; entre 10 keV i 1 GeV, corba de Gauss amb un màxim a w R = 20 per a una energia d'1 MeV. Protons, energia> 2 MeV: wR = 5. Partícules alfa i altres nuclis atòmics: wR = 20.
Ponderació de la sensibilitat del teixit biològic D'altra banda, la dosi equivalent permet calcular els efectes biològics quan un organisme està exposat en el seu conjunt a una dosi relativament homogènia, però quan l'exposició només és parcial, la seva gravetat encara s'ha de ponderar per la naturalesa del teixit biològic que ha estat exposada: quan una exposició és local, el seu efecte (essencialment, potencial cancerigen o mutagènic) no té la mateixa gravetat en funció de si les cèl·lules de l'òrgan afectat es reprodueixen lentament (pell, os) o, al contrari, es reprodueixen molt ràpidament (medul·la òssia) o pot afectar la descendència (gònades).
La dosi efectiva, E, és el producte de la dosi equivalent H i un factor adimensional: w T (factor de ponderació que reflecteix la major o menor sensibilitat del teixit a la radiació).
Aquests són alguns valors de w T per a òrgans i teixits:
Gònades: w T = 0,08 Estómac, intestí gros, medul·la òssia, pulmó: wT = 0,12. Cervell, esòfag, fetge, músculs, pàncrees, intestí prim, melsa, ronyó, pit, tiroide, úter, bufeta: wT = 0,05. Pell, superfície òssia: wT = 0,01.
Podem introduir un factor N addicional per tenir en compte altres factors, per exemple per representar les espècies irradiades (els insectes són molt més resistents a la radiació que els mamífers, per exemple) o per corregir la dosi rebuda segons la seva taxa de radiació (dues dosis equivalents en termes d'energia dipositada no són equivalents si es reben en diferents durades) o de la seva concentració de volum (una dosi concentrada serà diferent d'una dosi difusa).
I aquí tenim alguns valors de N (relatius als humans) per a diversos organismes:
Virus, bacteris, protozous: N ≈ 0,03 - 0,0003. Insectes: N ≈ 0,1 - 0,002. Mol·luscs: N ≈ 0,06 - 0,006. Plantes: N ≈ 2 - 0,02. Peixos: N ≈ 0,75 - 0,03. Amfibis: N ≈ 0,4 - 0,14. Rèptils: N ≈ 1 - 0,075. Ocells: N ≈ 0,6 - 0,15. Humà: N = 1.
Efecte de les dosis de radiació Els mecanismes en funcionament en el cas d'efectes estocàstics (per tant quantificats per mesures en setges) i en el cas d'efectes deterministes (on les mesures s'han d'expressar en grisos) no tenen res a veure amb: Els efectes estocàstics només s'han demostrat mitjançant l'estudi epidemiològic de poblacions sotmeses a dosis simples relativament grans (superiors a cent mil·lisieverts) o a taxes de dosis grans (de l'ordre de mSv/h) de manera prolongada. Els efectes deterministes són observables directament després (o poc després) d'una intensa irradiació (des del gris). Aquests efectes es van descobrir a l'inici de l'estudi de la radioactivitat. Aquest descobriment va resultar en la creació de l'avantpassat de la CIPR (ICRP en anglès).
Els factors de ponderació wR i wT calculats per l'ICRP evolucionen a mesura que apareixen noves dades científiques o epidemiològiques. Per tant, poden variar significativament (cap amunt o cap avall) segons la idea que els especialistes en la qüestió tinguin de risc. Així, en les seves recomanacions de 2007, l'ICRP va estimar que el risc de transmissió a la descendència es va sobreestimar en les seves recomanacions de 1990 i van reduir el pes del teixit de les gònades de 0,20 a només 0,08.
El sievert s'utilitza per quantificar el risc estocàstic induït per la salut dels subjectes per la baixa radiació: risc addicional de morir un dia de càncer, risc de transmetre una mutació greu un dia a un descendent. El sievert es pot utilitzar per expressar exposicions baixes, per exemple per a la protecció contra la radiació dels treballadors i del públic en condicions normals.
No obstant això, usar el sievert per a quantificar l'efecte d'una radiació important (típicament de l'ordre del Gy) és incorrecte, perquè per a tals dosis l'efecte no és estocàstic sinó determinista. Per exemple, una dosi de 8 es diu letal, ja que implica una mort segura. Per a aquestes altes dosis, s'ha d'expressar en grays, l'ús del sievert és gairebé sempre proscrit.
Dosi rebuda i signes clínics La irradiació excessiva és revelada per la presència de prodromos com a nàusea, diarrea, sensació de cansament i malestar. A més, es va observar que la deploració limfocítica resultant de l'exposició a la radiació ionitzant era directament proporcional a la dosi efectiva. Durant una probable irradiació en un subjecte, es realitzen dues preses de sang a tres hores d'interval per a avaluar les possibles variacions de la població limfocítica
La irradiació també té un efecte estocàstic: provoca un major risc de càncer, en funció de la dosi rebuda. Aquest efecte es pot detectar estadísticament. El sievert és la mesura que té en compte aquest efecte.
Els signes clínics s'observen per a irradiacions massives, rebudes en un període molt curt.Observació: segons l'article sobre irradiacions agudes, és incorrecte utilitzar el sievert quan es discuteixen els efectes deterministes (o no estocàstics) de la radiació. El gray i el sievert són dues unitats "homogènies" per tant, podem comparar, però, en general, més enllà d'una dosi d'un joule per quilogram, la mesura s'expressa en grays +Efecte per categoria de dosi (escala logarítmica) Dosi Efecte 20 Per a una dosi superior a 40 Gy: hi ha una síndrome nerviosa amb convulsions, coma i mort instantània.A Delahaye, "Aspects médicaux posés par l'utilisation de l'arme nucléaire", 1969. No obstant això, atès que aquests accidents són extremadament rars, les descripcions clíniques no poden ser completament establertes per l'epidemiologia. 10 Per a una dosi superior a 8 Gy: hi ha una síndrome gastrointestinal amb diarrea aguda, hemorràgia digestiva que condueix a la mort. La mort és pràcticament segura per a dosis superiors a 10 Gy. Com a guia, 12 Gy és la dosi que es pot donar per tractar la leucèmia mitjançant la destrucció de la medul·la òssia just abans d'un trasplantament. També és la dosi màxima que reben alguns liquidadors de Txernòbil. 5 La irradiació aguda global es defineix com la dosi de mort de 50 % de subjectes exposats a radiacions ionitzants. Aquest valor admet un interval de 3 a 4,5 Gy. S'acompanya d'una síndrome hematològica que s'estén al voltant de trenta dies. No es dona cap tractament. 2 Per a una dosi de 2 a 4 Gy: s'observa una síndrome hematopoètica a la pràctica clínica. Les poblacions de limfòcits i glòbuls blancs disminueixen considerablement. Parlem de limfopènia, leucopènia i la irradiació pot provocar anèmia (deficiència de glòbuls vermells). 1 L'home presenta signes clínics a causa de la irradiació d'una dosi única equivalent a 1.000 mGy (és a dir, 1 Gy), anomenada "Síndrome d'irradiació aguda". L'individu és hospitalitzat sistemàticament.