El sievert es la unidad de equivalencia de dosis de radiación ionizante del Sistema Internacional de Unidades (SI), igual al julio por kilogramo (símbolo: Sv). Es una medida del efecto sobre la salud de bajos niveles de radiación ionizante en el cuerpo humano. El sievert es de importancia en dosimetría y protección radiológica, y lleva el nombre de Rolf Maximilian Sievert, un físico médico sueco reconocido por su trabajo en la medición de la dosis de radiación y la investigación de los efectos biológicos de la radiación.
Un Sv es equivalente a un julio por cada kilogramo (J/kg). Esta unidad da un valor numérico con el que se pueden cuantificar los efectos estocásticos (no determinísticos) de las radiaciones ionizantes.
El sievert se utiliza para cantidades de dosis de radiación tales como dosis equivalente y dosis efectiva, que representan el riesgo de radiación externa de fuentes externas al cuerpo, y dosis comprometida, que representa el riesgo de irradiación interna debido a sustancias radiactivas inhaladas o ingeridas. El sievert pretende representar el riesgo estocástico para la salud, que para la evaluación de la dosis de radiación se define como la probabilidad de cáncer inducido por la radiación y el daño genético. Un sievert lleva consigo una probabilidad del 5,5% de desarrollar cáncer basado en el modelo lineal sin umbral.El CIPR dice, «En el rango de dosis bajas, por debajo de 100 mSv, es científicamente plausible asumir que la incidencia de cáncer o los efectos hereditarios aumentarán en proporción directa a un aumento en la dosis equivalente en los órganos y tejidos relevantes». Publicación de la CIPR 103 párrafo 64
Para permitir la consideración del riesgo estocástico para la salud, se realizan cálculos para convertir la cantidad física dosis absorbida en dosis equivalente y dosis efectiva, cuyos detalles dependen del tipo de radiación y del contexto biológico. Para las aplicaciones en la evaluación de la protección contra las radiaciones y la dosimetría, la Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) y Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) han publicado recomendaciones y datos que se utilizan para calcularlas. Estos son objeto de una revisión continua, y se aconsejan cambios en los "Informes" formales de esos órganos.
Convencionalmente, el sievert no se utiliza para altas tasas de dosis de radiación que producen efectos determinísticos, que es la gravedad del daño tisular agudo que es seguro que ocurra, como el síndrome de irradiación aguda; estos efectos se comparan con la cantidad física dosis absorbida medida por la unidad gray (Gy).Informe 103 de CIPR para 104 y 105
Su diferencia con el gray (unidad de la dosis absorbida) es que el Sievert está corregido por el daño biológico que producen las radiaciones, mientras que el gray mide la energía absorbida por un material.
Definición
Definición del sievert del CIPM
La definición de SI dada por el Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM) dice:
’'«La cantidad equivalente a la dosis H es el producto de la dosis absorbida D de radiación ionizante y del factor sin dimensión Q (factor de calidad) definido en función de la transferencia lineal de energía por la ICRU». H = Q × DEl valor de Q no está definido por CIPM, pero requiere el uso de las recomendaciones pertinentes de la ICRU para proporcionar este valor.
El CIPM también dice que: «para evitar cualquier riesgo de confusión entre la dosis absorbida D y la dosis equivalente H, deben utilizarse los nombres especiales de las unidades respectivas, es decir, el nombre gray en lugar de joules por kilogramo para la unidad de dosis absorbida D y el nombre sievert en lugar de joules por kilogramo para la unidad de dosis equivalente H’'».En resumen:
El gray - cantidad D1 Gy = 1 julio/kilogramo - una cantidad física. 1 Gy es el depósito de un julio de energía de radiación por kg de materia o tejido.
El sievert - cantidad H1 Sv = 1 julio/kilogramo - un efecto biológico. El sievert representa el efecto biológico equivalente del depósito de un julio de energía de radiación en un kilogramo de tejido humano. La equivalencia con la dosis absorbida se indica mediante Q.
Definición del sievert del ICRP/CIPR La definición de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) (también conocida como CIPR) del sievert es:ICRP publication 103 - Glossary. ‘'«El sievert es el nombre especial para la unidad SI de dosis equivalente, dosis efectiva y cantidades de dosis operativa. La unidad es julio por kilogramo».
El sievert se utiliza para una serie de cantidades de dosis que se describen en el presente artículo y que forman parte del sistema internacional de protección radiológica concebido y definido por la ICRP y la ICRU.
Cantidades de dosis externas thumb|400px|Cantidades de dosis de radiación externa utilizadas en la protección radiológica El sievert se utiliza para representar los efectos estocásticos de la radiación ionizante externa en el tejido humano. Las dosis de radiación recibidas se miden en la práctica con instrumentos radiométricos y dosímetros y se denominan cantidades operacionales. Para relacionar estas dosis reales recibidas con los probables efectos sobre la salud, se han desarrollado cantidades de protección para predecir los probables efectos sobre la salud utilizando los resultados de grandes estudios epidemiológicos. En consecuencia, esto ha requerido la creación de una serie de cantidades de dosis diferentes dentro de un sistema coherente desarrollado por la ICRU en colaboración con la ICRP.
Las cantidades de dosis externas y sus relaciones se muestran en el diagrama adjunto. La ICRU es la principal responsable de las cantidades de dosis operativas, basadas en la aplicación de la metrología de las radiaciones ionizantes, y la ICRP es la principal responsable de las cantidades de protección, basadas en la modelización de la absorción de dosis y la sensibilidad biológica del cuerpo humano.
Convenciones de nombramiento Las cantidades de dosis de ICRU/ICRP tienen propósitos y significados específicos, pero algunos usan palabras comunes en un orden diferente. Puede haber confusión entre, por ejemplo, dosis equivalente y equivalente de dosis’'.
Aunque la definición del CIPM establece que la función de transferencia lineal de energía (Q) del ICRU se utiliza para calcular el efecto biológico, la ICRP en 1990publicación ICRP 60 publicado en 1991 desarrolló las cantidades de dosis «de protección», dosis «efectiva» y dosis «equivalente» que se calculan a partir de modelos computacionales más complejos y se distinguen por no tener la frase dosis equivalente en su nombre. Solo las cantidades de dosis operativas que todavía utilizan Q para el cálculo conservan la frase «equivalente de dosis». Sin embargo, existen propuestas conjuntas ICRU/ICRP para simplificar este sistema mediante cambios en las definiciones de dosis operativas para armonizarlas con las de las cantidades de protección. Estos se esbozaron en el tercer Simposio Internacional sobre Protección Radiológica en octubre de 2015, y si se implementan harían más lógicos los nombres de las cantidades operativas introduciendo «dosis a la lente del ojo» y «dosis a la piel local» como dosis equivalentes.
En los Estados Unidos hay cantidades de dosis con diferentes nombres que no forman parte de la nomenclatura de la ICRP."The confusing world of radiation dosimetry" - M.A. Boyd, U.S. Environmental Protection Agency 2009. An account of chronological differences between US and ICRP dosimetry systems.
Cantidades físicas Se trata de cantidades físicas directamente medibles en las que no se han tenido en cuenta los efectos biológicos. Radiación fluencia es el número de partículas de radiación que inciden por unidad de área por unidad de tiempo, kerma es el efecto ionizante en el aire de los rayos gamma y rayos X y se utiliza para la calibración de instrumentos, y la dosis absorbida es la cantidad de energía de radiación depositada por unidad de masa en la materia o tejido bajo consideración.
Cantidades operacionales Las cantidades operacionales se miden en la práctica, y son el medio de medir directamente la absorción de dosis debido a la exposición, o predecir la absorción de dosis en un entorno medido. De este modo, se utilizan para el control práctico de la dosis, proporcionando una estimación o límite superior para el valor de las cantidades de protección relacionadas con una exposición. También se utilizan en la normativa práctica y en las directrices.publicación ICRP 103, parágrafo B147
La calibración de dosímetros individuales y de área en campos de fotones se realiza midiendo la colisión "kerma del aire libre en el aire" en condiciones de equilibrio de electrones secundarios. A continuación, se obtiene la cantidad operativa adecuada aplicando un coeficiente de conversión que relaciona el kerma del aire con la cantidad operativa adecuada. Los coeficientes de conversión para la radiación de fotones son publicados por el ICRU.<ref>Measurement of H*(10) and Hp(10) in Mixed High-Energy Electron and Photon Fields. E. Gargioni, L. Büermann y H.-M. Kramer Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), D-38116 Braunschweig, Alemania</ref>
Se utilizan "fantomas" simples (no antropomórficos) para relacionar las cantidades operativas con la irradiación de aire libre medida. El fantasma de esfera ICRU se basa en la definición de un material ICRU equivalente a 4 elementos tisulares que realmente no existe y no puede ser fabricado."Operational Quantities for External Radiation Exposure, Actual Shortcomings and Alternative Options", G. Dietze, D. T. Bartlett, N.E. Hertel, given at IRPA 2012, Glasgow, Scotland. May 2012 La esfera ICRU es una esfera "equivalente de tejido" teórico de 30 cm de diámetro compuesta por un material con una densidad de 1 g·cm−3 y una composición de masa de 76,2% de oxígeno, 11,1% de carbono, 10,1% de hidrógeno y 2,6% de nitrógeno. Este material está especificado para aproximarse lo más posible al tejido humano en sus propiedades de absorción. Según la ICRP, la "esfera fantasma" de la ICRU en la mayoría de los casos se aproxima adecuadamente al cuerpo humano en lo que se refiere a la dispersión y atenuación de los campos de radiación penetrantes bajo consideración.publicación del ICRP 103, párrafo B159 Por lo tanto, la radiación de una determinada fluencia de energía tendrá aproximadamente la misma deposición de energía dentro de la esfera que la que tendría en la masa equivalente de tejido humano.
Para permitir la retrodispersión y la absorción del cuerpo humano, la "placa fantasma" se utiliza para representar el torso humano para la calibración práctica de los dosímetros de todo el cuerpo. La losa fantasma es de profundidad para representar el torso humano.
Las propuestas conjuntas ICRU/ICRP esbozadas en el tercer Simposio Internacional sobre Protección Radiológica en octubre de 2015 para cambiar la definición de las cantidades operativas no cambiarían el uso actual de los fantasmas de calibración o los campos de radiación de referencia.
Cantidades de protección