Sievert para niños
Datos para niños Sievert |
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|---|---|---|
.jpg) Visualización de la radiactividad natural en un hotel de Naraha, Japón, mostrando la tasa de dosis en microsieverts por hora, cinco años después del desastre de Fukushima.
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| Estándar | Unidades derivadas del Sistema Internacional | |
| Magnitud | Efecto de las radiaciones ionizantes sobre la salud (Dosis equivalente) | |
| Símbolo | Sv | |
| Nombrada en honor de | Rolf Sievert | |
| Denominacíon | Masa | |
| Equivalencias | ||
| Unidades básicas del Sistema Internacional | 1 Sv = m2⋅s−2 | |
| Energía absorbida por la masa | 1 Sv = J⋅kg−1 | |
| Unidades CGS (no-SI) | 1 Sv = 100 rem | |
El sievert (símbolo: Sv) es una unidad de medida muy importante en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Se usa para saber cómo la radiación ionizante afecta la salud de las personas. Es diferente de otras unidades porque no solo mide la energía de la radiación, sino también el daño que puede causar a los tejidos vivos.
Un sievert es igual a un julio por cada kilogramo (J/kg). Esta unidad nos ayuda a entender los posibles efectos de la radiación en el cuerpo humano. El sievert es clave en la dosimetría (medición de la radiación) y la protección radiológica. Lleva el nombre de Rolf Maximilian Sievert, un científico sueco que investigó mucho sobre la radiación y sus efectos.
El sievert se usa para medir la "dosis equivalente" y la "dosis efectiva". Estas dosis nos dicen el riesgo de la radiación que viene de fuera del cuerpo. También se usa para la "dosis comprometida", que es el riesgo de la radiación que viene de sustancias radiactivas que entran al cuerpo (por ejemplo, al respirar o comer). El sievert busca representar el riesgo a largo plazo para la salud, como la posibilidad de que la radiación cause problemas de salud o cambios genéticos.
Para calcular el riesgo, se usan factores que dependen del tipo de radiación y de la parte del cuerpo afectada. Organizaciones como la Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) y la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) dan recomendaciones para estos cálculos.
Es importante saber que el sievert no se usa para medir dosis muy altas de radiación que causan efectos inmediatos y graves en los tejidos. Para esos casos, se usa otra unidad llamada gray (Gy), que mide la energía absorbida por un material. La diferencia principal es que el sievert considera el daño biológico, mientras que el gray mide solo la energía absorbida.
Contenido
¿Qué es el Sievert?
El sievert es una unidad que nos ayuda a entender el impacto de la radiación en los seres vivos. No es lo mismo que la cantidad de energía que absorbe un material.
Definición del Sievert
El Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM) explica que la dosis equivalente (H) es el resultado de multiplicar la dosis absorbida (D) por un factor especial (Q). Este factor (Q) tiene en cuenta cómo de dañina es la radiación.
- El gray (Gy) mide la cantidad de energía de radiación que un material o tejido absorbe. 1 Gy = 1 julio/kilogramo.
- El sievert (Sv) mide el efecto biológico de esa radiación en el tejido humano. 1 Sv = 1 julio/kilogramo. La diferencia es que el sievert incluye el factor Q, que considera el daño biológico.
La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) también define el sievert como la unidad para la dosis equivalente, la dosis efectiva y otras medidas de dosis.
Tipos de Dosis de Radiación
El sievert se usa para entender cómo la radiación externa afecta el cuerpo humano. Hay diferentes tipos de dosis que se miden en la práctica y se usan para proteger a las personas.
Cantidades Físicas
Estas son medidas directas de la radiación sin considerar sus efectos biológicos:
- Fluencia de radiación: Es el número de partículas de radiación que llegan a un área en un tiempo determinado.
- Kerma: Mide el efecto de ionización de los rayos gamma y rayos X en el aire.
- Dosis absorbida: Es la cantidad de energía de radiación que se deposita en un material o tejido.
Cantidades Operacionales
Estas se miden en la práctica para controlar la dosis de radiación que recibe una persona o en un lugar. Se usan para calibrar instrumentos y dosímetros. Para estas mediciones, a veces se usan "fantasmas", que son modelos simples (no humanos) hechos de materiales que se parecen al tejido humano en cómo absorben la radiación.
- Dosis equivalente en el ambiente: Se usa para medir la radiación que puede penetrar profundamente, como los rayos gamma. Se mide a 10 mm de profundidad.
- Dosis equivalente direccional: Se usa para medir la radiación que no penetra mucho, como las partículas beta o partículas alfa. Se mide a 0.07 mm de profundidad, útil para la piel o los ojos.
- Dosis equivalente de dosis personal: Se usa para medir la radiación que recibe una persona con un dosímetro personal. Se mide a 10 mm de profundidad.
Cantidades de Protección
Estas son modelos calculados que se usan para establecer límites de exposición a la radiación. Su objetivo es asegurar que el riesgo de problemas de salud a largo plazo se mantenga bajo. No se pueden medir directamente, sino que se calculan usando modelos computacionales del cuerpo humano.
Cómo se Calcula la Dosis de Protección
El sievert se usa para calcular la dosis equivalente y la dosis efectiva. Estas dosis son promedios que consideran los efectos a largo plazo de la radiación. Para calcularlas, se usan dos factores de ponderación:
- Factor de ponderación de la radiación (WR): Este factor es diferente para cada tipo de radiación. Se usa para convertir la dosis absorbida (en grays) en dosis equivalente (en sieverts). Por ejemplo, las partículas alfa son más dañinas que los rayos X para la misma energía absorbida, por lo que tienen un factor más alto.
- Factor de ponderación del tejido (WT): Este factor se usa cuando la radiación no afecta todo el cuerpo por igual. Algunos órganos son más sensibles a la radiación que otros. Por ejemplo, la médula ósea es muy sensible, mientras que la superficie de los huesos es menos sensible. Este factor ayuda a calcular la dosis efectiva total para el cuerpo.
El cálculo de la dosis efectiva suma las dosis de cada órgano, ajustadas por su sensibilidad. Esto permite comparar el riesgo total, sin importar si la radiación afectó todo el cuerpo o solo una parte.
Efectos de la Radiación en la Salud
La radiación ionizante puede tener dos tipos de efectos en la salud:
- Efectos determinísticos: Son daños que ocurren con seguridad si la dosis de radiación es muy alta. Por ejemplo, quemaduras graves. Estos efectos se miden con la unidad gray (Gy).
- Efectos estocásticos: Son efectos que ocurren al azar, como la posibilidad de desarrollar cáncer. La mayoría de las personas expuestas no los desarrollan, pero una pequeña parte sí. Estos efectos se miden con el sievert (Sv).
Efectos Estocásticos
Los efectos estocásticos son aleatorios, como el riesgo de desarrollar cáncer. Se estima que por cada sievert de dosis efectiva, hay un 5.5% de probabilidad de desarrollar cáncer. Este modelo se llama "modelo lineal sin umbral". Algunos científicos creen que hay un nivel de radiación por debajo del cual el cuerpo puede repararse. El riesgo es mayor para bebés y niños, y para mujeres que para hombres.
Límites de Dosis de la ICRP
La ICRP recomienda límites de dosis para proteger a las personas. Estos límites varían según la situación (normal, emergencia) y el grupo de personas (trabajadores, público).
- Para trabajadores, el límite es de 50 mSv en un año, con un máximo de 100 mSv en cinco años.
- Para el público en general, el límite es de 1 mSv (0.001 Sv) por año, sin incluir exposiciones médicas.
Ejemplos de Dosis de Radiación
Aquí tienes algunos ejemplos para entender mejor las cantidades de radiación en sieverts. Una "dosis aguda" es la que se recibe en poco tiempo, y una "dosis crónica" es la que se recibe durante un período largo.
Ejemplos de Dosis
- 0.098 μSv: La radiación de un plátano (sí, los plátanos son ligeramente radiactivos).
- 0.25 μSv: Límite de dosis de una sola revisión de seguridad en un aeropuerto.
- 5–10 μSv: Una radiografía dental.
- 80 μSv: Dosis media para las personas que estaban dentro de la planta durante el incidente de Three Mile Island.
- 400–600 μSv: Una mamografía (radiografía de mama).
- 1 mSv: Límite de dosis anual para el público en Estados Unidos.
- 1.5–1.7 mSv: Dosis anual para las azafatas.
- 10–30 mSv: Una tomografía computarizada (TAC) de cuerpo completo.
- 50 mSv: Límite de dosis anual para trabajadores expuestos a radiación.
- 68 mSv: Dosis máxima estimada para los evacuados más cercanos al incidente de Fukushima.
- 80 mSv: 6 meses en la Estación Espacial Internacional.
- 160 mSv: Dosis crónica a los pulmones por fumar 1.5 paquetes de cigarrillos al día (por polonio-210).
- 250 mSv: Radiación recibida en un viaje de 6 meses a Marte (por rayos cósmicos).
- 670 mSv: La dosis más alta recibida por un trabajador en la emergencia de Fukushima.
- 1 Sv: Máxima exposición a la radiación permitida para los astronautas de la NASA en su carrera.
- 4–5 Sv: Dosis que podría ser muy peligrosa para un humano si se recibe en muy poco tiempo.
- 10–17 Sv: Dosis muy peligrosas durante el incidente de Tokaimura.
- 64 Sv: Dosis no peligrosa para Albert Stevens, recibida a lo largo de 21 años en un estudio científico.
Ejemplos de Tasas de Dosis
Estas son las dosis que se reciben por hora o por año.
- <1 mSv/año: Es difícil medir tasas de dosis tan bajas.
- 1 mSv/año (0.1 μSv/hora): Límite recomendado por la ICRP para la exposición externa del público.
- 2.4 mSv/año (0.27 μSv/hora): Exposición humana promedio a la radiación natural global.
- 8 mSv/año (0.81 μSv/hora): Junto al sarcófago de la central nuclear de Chernóbil.
- 24 mSv/año (2.7 μSv/hora): Radiación natural a la altitud de crucero de un avión.
- 130 mSv/año (15 μSv/hora): Campo ambiental dentro de la mayoría de las casas radiactivas en Ramsar (Irán).
- 9 Sv/año (1 mSv/hora): Definición de la NRC de un área de alta radiación en una central nuclear.
- 1.7 kSv/año (190 mSv/hora): Máxima lectura de la lluvia radiactiva de la prueba de la bomba Trinity.
- 2.3 MSv/año (270 Sv/hora): Típico paquete de combustible nuclear gastado después de 10 años de enfriamiento.
- 4.6–5.6 MSv/año (530–650 Sv/hora): Nivel de radiación dentro del segundo reactor de Fukushima en 2017.
Uso Común del Sievert
Los prefijos del SI se usan mucho con el sievert:
- Milisievert (mSv): 1 mSv = 0.001 Sv
- Microsievert (μSv): 1 μSv = 0.000001 Sv
Las tasas de dosis se suelen expresar en μSv/h (microsieverts por hora) o mSv/h (milisieverts por hora). Los límites de seguridad y las dosis crónicas se dan en mSv/año o Sv/año.
Conversión a Otras Unidades
Una unidad más antigua para la dosis equivalente es el rem, que todavía se usa en algunos lugares como Estados Unidos.
- 1 Sv = 100 rem
Para dosis muy altas (a partir de 1 Sv), donde los efectos graves son más probables, se usa el gray (Gy) en lugar del sievert, porque el gray mide la energía absorbida directamente.
Cantidades de Radiación Ionizante
La siguiente tabla muestra las cantidades de radiación en unidades del SI y otras unidades:
| Magnitud | Unidad | Símbolo | Derivación | Año | Equivalencia SI |
|---|---|---|---|---|---|
| Actividad (A) | curio | Ci | 3.7 × 1010 s−1 | 1953 | 3.7 × 1010 Bq |
| bequerelio | Bq | s−1 | 1974 | Unidad SI | |
| rutherford | Rd | 106 s−1 | 1946 | 1,000,000 Bq | |
| Exposición (X) | röntgen | R | esu / 0.001293 g of air | 1928 | 2.58 × 10−4 C/kg |
| Dosis absorbida (D) | erg | erg⋅g−1 | 1950 | 1.0 × 10−4 Gy | |
| rad | rad | 100 erg⋅g−1 | 1953 | 0.010 Gy | |
| gray | Gy | J⋅kg−1 | 1974 | Unidad SI | |
| Dosis equivalente (H) | rem | rem | 100 erg⋅g−1 | 1971 | 0.010 Sv |
| sievert | Sv | J⋅kg−1 × WR | 1977 | Unidad SI |
En la Unión Europea, el uso de unidades antiguas como curie, rad y rem se eliminó gradualmente para la salud pública.
Equivalencia con el rem
Aquí puedes ver cómo se relacionan el sievert y el rem:
| 100.0000 rem | = | 100 000.0 mrem | = | 1 Sv | = | 1.000000 Sv | = | 1000.000 mSv | = | 1 000 000 µSv |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0000 rem | = | 1000.0 mrem | = | 1 rem | = | 0.010000 Sv | = | 10.000 mSv | = | 10000 µSv |
| 0.1000 rem | = | 100.0 mrem | = | 1 mSv | = | 0.001000 Sv | = | 1.000 mSv | = | 1000 µSv |
| 0.0010 rem | = | 1.0 mrem | = | 1 mrem | = | 0.000010 Sv | = | 0.010 mSv | = | 10 µSv |
| 0.0001 rem | = | 0.1 mrem | = | 1 µSv | = | 0.000001 Sv | = | 0.001 mSv | = | 1 µSv |
Véase también
En inglés: Sievert Facts for Kids
