Sievert - Définition

Introduction

Le sievert (symbole: Sv) est l'unité dérivée du système international pour l'équivalent de dose. Cette unité est nommée en hommage à Rolf Sievert, physicien suédois, célèbre pour ses travaux sur la mesure des doses de radiations et ses recherches sur les effets biologiques des radiations.

Définition

Le sievert a pour dimension le joule par kilogramme, ou encore le mètre carré par seconde au carré. Il est donc homogène au gray, autre unité utilisée en radiologie qui mesure l'énergie absorbée par unité de masse indépendamment de son effet biologique.

Par rapport au gray, le sievert tient compte de deux facteurs supplémentaires sans dimension, qui traduisent l'effet relatif du rayonnement considéré sur l'organe considéré, par rapport à un rayonnement de référence.

• La dose absorbée se calcule directement en gray : c'est l'énergie absorbée par unité de masse considérée.
• La dose équivalente, H, est le produit de la dose absorbée D de rayonnements ionisants par un facteur sans dimension : Q (facteur de pondération traduisant à énergie équivalente l'effet relatif des différents rayonnement).
• La dose efficace, E, est le produit de la dose équivalente H et d'un facteur sans dimension : N (facteur de pondération traduisant la plus ou moins grande sensibilité du tissu aux rayonnements).

Ces deux facteurs de pondérations sont prescrits par la Commission internationale de protection radiologique (ICRP). Ainsi, pour une radiation donnée, la valeur numérique de H en joules par kilogramme peut être différente de la valeur numérique de D en joules par kilogramme, puisqu'elle est fonction de la valeur de Q et de N. Afin d'éviter tout risque de confusion entre la dose absorbée D et l'équivalent de dose H, il faut employer les noms spéciaux pour les unités correspondantes, c'est-à-dire qu’il faut utiliser le nom "gray" au lieu de "joule par kilogramme" pour l’unité de dose absorbée D et le nom "sievert" au lieu de "joule par kilogramme" pour l’unité d’équivalent de dose H.

Le facteur de qualité Q reflète l'efficacité biologique relative de la radiation. En voici quelques valeurs :

• Photons, toutes énergies : Q = 1
• Électrons et muons, toutes énergies : Q = 1
• Neutrons : fonction continue
  • Q = 2,5 pour des énergies <10 keV et des énergies > 1GeV
  • Entre 10 keV et 1 GeV, courbe gaussienne avec un maximal à Q = 20 pour une énergie de 1 MeV.
• Protons, énergie > 2 MeV : Q = 5
• Particules alpha et autres noyaux atomiques : Q = 20

Le facteur N, quant à lui, peut représenter entre autres l'espèce irradiée (les insectes sont beaucoup plus résistants aux radiations que les mammifères, par exemple), la susceptibilité du tissu ou de l'organe irradié (il est plus dangereux d'irradier la moelle osseuse que l'émail dentaire), ou encore corriger la dose reçue en fonction de son rythme d'accumulation (deux doses équivalentes en termes d'énergie déposée ne le sont pas si elles sont reçues sur des durées différentes) ou de sa concentration volumique (une dose concentrée sera différente d'une dose diffuse).

Voici quelques valeurs de N pour les organes et tissus :

• Gonades : N = 0,20
• Estomac, gros intestin, moelle osseuse, poumon : N = 0,12
• Cerveau, œsophage, foie, muscles, pancréas, petit intestin, rate, rein, sein, thyroïde, utérus, vessie : N = 0,05
• Peau, surface des os : N = 0,01

Et voici quelques valeurs de N (relatives aux humains) pour divers organismes :

• Virus, bactéries, protozoaires : N ≈ 0,03 – 0,0003
• Insectes : N ≈ 0,1 – 0,002
• Mollusques : N ≈ 0,06 – 0,006
• Plantes : N ≈ 2 – 0,02
• Poissons : N ≈ 0,75 – 0,03
• Amphibiens : N ≈ 0,4 – 0,14
• Reptiles : N ≈ 1 – 0,075
• Oiseaux : N ≈ 0,6 – 0,15
• Humain : N = 1

Si on suppose Q et N égaux à l'unité, alors 1 Sv ≈ 107,185 R.