El rad es una unidad de dosis de radiación absorbida , definida como 1 rad = 0.01 Gy = 0.01 J / kg. [1] Originalmente se definió en unidades CGS en 1953 como la dosis que causa que 100 ergios de energía sean absorbidos por un gramo de materia. El material que absorbe la radiación puede ser tejido humano o microchips de silicio o cualquier otro medio (por ejemplo, aire, agua, blindaje de plomo, etc.).
rad | |
---|---|
Unidad de sistema | Unidades CGS |
Unidad de | Dosis absorbida de radiación ionizante |
Símbolo | rad |
Conversiones | |
1 rad en ... | ... es igual a ... |
Unidades base SI | 0,01 J ⋅ kg −1 |
Unidades SI | 0,01 Gy |
CGS | 100 erg / g |
Ha sido reemplazado por el gris (Gy) en unidades derivadas del SI, pero todavía se usa en los Estados Unidos, aunque "fuertemente desaconsejado" en el capítulo 5.2 de la guía de estilo para los autores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU . [2] Se utiliza una unidad relacionada, el roentgen , para cuantificar la exposición a la radiación . El factor F se puede utilizar para convertir entre rad y roentgens.
Efectos en la salud
Una dosis de menos de 100 rad normalmente no producirá síntomas inmediatos aparte de los cambios en la sangre. Una dosis de 100 a 200 rad administrada a todo el cuerpo en menos de un día puede causar síndrome de radiación aguda (ARS), pero generalmente no es fatal. Las dosis de 200 a 1000 rad administradas en unas pocas horas causarán una enfermedad grave con malas perspectivas en el extremo superior del rango. Las dosis de más de 1000 rad en todo el cuerpo son casi siempre fatales. [3] Las dosis terapéuticas de radioterapia a menudo se administran y toleran bien incluso en dosis más altas para tratar estructuras anatómicas discretas y bien definidas. Es menos probable que la misma dosis administrada durante un período de tiempo prolongado cause ARS. Los umbrales de dosis son aproximadamente un 50% más altos para tasas de dosis de 20 rad / h, e incluso mayores para tasas de dosis más bajas. [4]
La Comisión Internacional de Protección Radiológica mantiene un modelo de riesgos para la salud en función de la dosis absorbida y otros factores. Ese modelo calcula una dosis de radiación efectiva , medida en unidades de rem , que es más representativa del riesgo estocástico que la dosis absorbida en rad. En la mayoría de los escenarios de centrales eléctricas, donde el entorno de radiación está dominado por rayos X o gamma aplicados uniformemente a todo el cuerpo, 1 rad de dosis absorbida da 1 rem de dosis efectiva. [5] En otras situaciones, la dosis efectiva real podría ser treinta veces mayor o miles de veces menor que la dosis absorbida en rad.
Efectos materiales
La microelectrónica a base de silicio se descompone al exponerse a la radiación. Los componentes endurecidos por radiación diseñados para aplicaciones militares o nucleares pueden sobrevivir hasta 100 Mrad (1 MGy). [6]
Los metales se deslizan, endurecen y se vuelven frágiles bajo el efecto de la radiación.
Los alimentos y el equipo médico se pueden esterilizar con radiación.
Ejemplos de dosis
25 | rad: | dosis más baja para causar cambios sanguíneos clínicamente observables |
200 | rad: | dosis local para la aparición de eritema en humanos |
400 | rad: | LD 50 de cuerpo entero para el síndrome de radiación aguda en humanos |
1 | krad: | LD 100 de cuerpo entero para el síndrome de radiación aguda en humanos [7] |
1 hasta 20 | krad: | tolerancia a la radiación típica de los microchips ordinarios |
4 a 8 | krad: | dosis típica de radioterapia , aplicada localmente |
10 | krad: | dosis mortal en todo el cuerpo en 1964 accidente de criticidad de Wood River Junction [8] |
1 | Mrad: | tolerancia típica de microchips endurecidos por radiación |
Historia
En la década de 1930, el roentgen era la unidad de exposición a la radiación más utilizada. Esta unidad está obsoleta y ya no está claramente definida. Un roentgen deposita 0,877 rad en aire seco, 0,96 rad en tejido blando, [9] o entre 1 y más de 4 rad en hueso, dependiendo de la energía del haz. [10] Todas estas conversiones a energía absorbida dependen de la energía ionizante de un medio estándar, lo cual es ambiguo en la última definición del NIST. Incluso cuando el medio estándar está completamente definido, la energía ionizante a menudo no se conoce con precisión.
En 1940, el físico británico Louis Harold Gray , que había estado estudiando el efecto del daño de los neutrones en el tejido humano, junto con William Valentine Mayneord y John Read publicó un artículo en el que una unidad de medida, denominada " gram roentgen " (símbolo: gr ) definida como "la cantidad de radiación de neutrones que produce un incremento de energía en un volumen unitario de tejido igual al incremento de energía producida en un volumen unitario de agua por un roentgen de radiación" [11] . Se encontró que esta unidad era equivalente a 88 ergios en el aire. Marcó un cambio hacia mediciones basadas en energía en lugar de carga.
El equivalente físico de Röntgen (rep), introducido por Herbert Parker en 1945, [12] fue la dosis de energía absorbida en el tejido antes de tener en cuenta la eficacia biológica relativa . La rep se ha definido de diversas formas como 83 o 93 ergios por gramo de tejido (8,3 / 9,3 mGy ) [13] o por cc de tejido. [14]
En 1953, la ICRU recomendó el rad, igual a 100 erg / g como una nueva unidad de radiación absorbida, [15] pero luego promovió un cambio al gris en la década de 1970.
El Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) no ha aceptado el uso del rad. De 1977 a 1998, las traducciones del folleto SI del NIST de EE. UU. Declararon que el CIPM había aceptado temporalmente el uso del rad (y otras unidades de radiología) con unidades SI desde 1969. [16] Sin embargo, las únicas decisiones relacionadas con el CIPM que se muestran en el apéndice son con respecto al curie en 1964 y el radián (símbolo: rad) en 1960. Los folletos del NIST redefinieron el rad como 0,01 Gy. El folleto SI actual del CIPM excluye el rad de las tablas de unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con el SI. [17] El NIST estadounidense aclaró en 1998 que estaba proporcionando sus propias interpretaciones del sistema SI, por lo que aceptó el rad para su uso en los EE. UU. Con el SI, aunque reconoció que el CIPM no lo hizo. [18] NIST recomienda definir el rad en relación con las unidades SI en cada documento donde se utilice esta unidad. [19] No obstante, el uso del rad sigue estando muy extendido en EE. UU., Donde todavía es un estándar de la industria. [20] Aunque la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos todavía permite el uso de las unidades curie , rad y rem junto con las unidades SI, [21] la Unión Europea requirió que su uso para "propósitos de salud pública ..." sea eliminado por 31 de diciembre de 1985. [22]
La siguiente tabla muestra las cantidades de radiación en unidades SI y no SI:
Cantidad | Unidad | Símbolo | Derivación | Año | Equivalencia SI |
---|---|---|---|---|---|
Actividad ( A ) | becquerel | Bq | s −1 | 1974 | Unidad SI |
curie | Ci | 3,7 × 10 10 s −1 | 1953 | 3,7 × 10 10 Bq | |
rutherford | Rd | 10 6 s −1 | 1946 | 1.000.000 Bq | |
Exposición ( X ) | culombio por kilogramo | C / kg | C⋅kg −1 de aire | 1974 | Unidad SI |
Röntgen | R | esu / 0.001293 g de aire | 1928 | 2,58 × 10 −4 C / kg | |
Dosis absorbida ( D ) | gris | Gy | J ⋅kg −1 | 1974 | Unidad SI |
ergio por gramo | ergio / g | erg⋅g −1 | 1950 | 1,0 × 10 −4 Gy | |
rad | rad | 100 erg⋅g −1 | 1953 | 0,010 Gy | |
Dosis equivalente ( H ) | sievert | SV | J⋅kg −1 × W R | 1977 | Unidad SI |
hombre equivalente de röntgen | movimiento rápido del ojo | 100 erg⋅g −1 x W R | 1971 | 0,010 Sv | |
Dosis efectiva ( E ) | sievert | SV | J⋅kg −1 × W R × W T | 1977 | Unidad SI |
hombre equivalente de röntgen | movimiento rápido del ojo | 100 erg⋅g −1 × W R × W T | 1971 | 0,010 Sv |
Ver también
- Becquerel
- Curie (unidad)
- Radiación
- Gris (unidad)
- Roentgen (unidad)
- Hombre equivalente de Roentgen (rem)
- Sievert
- Orden de magnitud (unidad)
Referencias
- ^ Oficina internacional de pesos y medidas (2008). Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos (ed.). El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) . Publicación especial NIST 330. Departamento de Comercio, Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Consultado el 1 de septiembre de 2018 .
- ^ "Guía NIST de Unidades SI - cap.5.2 Unidades aceptadas temporalmente para su uso con el SI" . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.
- ^ Los efectos de las armas nucleares , edición revisada, US DOD 1962, págs. 592–593
- ^ "Las Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica" . Anales de la ICRP . Publicación 103 de la CIPR. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Consultado el 17 de mayo de 2012 .
- ^ "Conversión de rad a rem, Sociedad de Física de la Salud" . Archivado desde el original el 26 de junio de 2013.
- ^ Introducción a los circuitos y dispositivos semiconductores resistentes a la radiación
- ^ Anno, GH; Young, RW; Bloom, RM; Mercier, JR (2003). "Relaciones dosis-respuesta para la letalidad aguda de las radiaciones ionizantes". Física de la salud . 84 (5): 565–575. doi : 10.1097 / 00004032-200305000-00001 . PMID 12747475 . S2CID 36471776 .
- ^ Goans, RE; Wald, N (1 de enero de 2005). "Accidentes por radiación con falla multiorgánica en los Estados Unidos". Revista británica de radiología : 41–46. doi : 10.1259 / bjr / 27824773 .
- ^ "APÉNDICE E: Roentgens, RAD, REM y otras unidades" . Guía de seguridad radiológica de la Universidad de Princeton . Universidad de Princeton . Consultado el 10 de mayo de 2012 .
- ^ Sprawls, Perry. "Unidades y cantidades de radiación" . Los Principios Físicos de la Imagen Médica, 2ª Ed . Consultado el 10 de mayo de 2012 .
- ^ Gupta, SV (19 de noviembre de 2009). "Louis Harold Gray" . Unidades de Medida: Pasado, Presente y Futuro: Sistema Internacional de Unidades . Saltador. pag. 144. ISBN 978-3-642-00737-8. Consultado el 14 de mayo de 2012 .
- ^ Cantrill, ST; HM Parker (5 de enero de 1945). "La dosis de tolerancia" . Laboratorio Nacional Argonne: Comisión de Energía Atómica de EE. UU . Consultado el 14 de mayo de 2012 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Dunning, John R .; et al. (1957). Glosario de términos de ciencia y tecnología nucleares . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos . Consultado el 14 de mayo de 2012 .
- ^ Bertram, VA Low-Beer (1950). El uso clínico de isótopos radiactivos . Thomas . Consultado el 14 de mayo de 2012 .
- ^ Guill, JH; Moteff, John (junio de 1960). "Dosimetría en Europa y la URSS" . Documentos de la Tercera Reunión del Área del Pacífico - Materiales en aplicaciones nucleares - Publicación técnica de la Sociedad Estadounidense No 276 . Simposio sobre efectos de radiación y dosimetría - Tercera reunión del Área del Pacífico Sociedad Estadounidense para Ensayos de Materiales, octubre de 1959, San Francisco, 12-16 de octubre de 1959. Baltimore: ASTM International. pag. 64. LCCN 60-14734 . Consultado el 15 de mayo de 2012 .
- ^ Oficina Internacional de Pesas y Medidas (1977). Oficina Nacional de Normas de los Estados Unidos (ed.). El sistema internacional de unidades (SI) . Publicación especial NBS 330. Departamento de Comercio, Oficina Nacional de Normas. pag. 12 . Consultado el 18 de mayo de 2012 .
- ^ Oficina Internacional de Pesas y Medidas (2006), El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (8a ed.), ISBN 92-822-2213-6, archivado (PDF) desde el original el 14 de agosto de 2017
- ^ Lyons, John W. (20 de diciembre de 1990). "Sistema métrico de medida: interpretación del sistema internacional de unidades para los Estados Unidos". Registro Federal . Oficina del Registro Federal de EE. UU. 55 (245): 52242–52245.
- ^ Hebner, Robert E. (28 de julio de 1998). "Sistema métrico de medida: interpretación del sistema internacional de unidades para los Estados Unidos" (PDF) . Registro Federal . Oficina del Registro Federal de EE. UU. 63 (144): 40339 . Consultado el 9 de mayo de 2012 .
- ^ Manual de efectos de radiación , 2da edición, 2002, Andrew Holmes-Siedle y Len Adams
- ^ 10 CFR 20.1004 . Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. 2009.
- ^ El Consejo de las Comunidades Europeas (1979-12-21). "Directiva 80/181 / CEE del Consejo, de 20 de diciembre de 1979, relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros en materia de unidad de medida y derogación de la Directiva 71/354 / CEE" . Consultado el 19 de mayo de 2012 .