Рад — это единица поглощенной дозы радиации , определяемая как 1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг. [1] Первоначально она была определена в единицах СГС в 1953 году как доза, вызывающая поглощение 100 эрг энергии одним граммом вещества. Материалом, поглощающим радиацию, может быть человеческая ткань, воздух, вода или любое другое вещество.
Он был заменен на грей (символ Гр) в производных единицах СИ , но все еще используется в Соединенных Штатах, хотя это «настоятельно не рекомендуется» в Главе 5.2 Руководства по СИ , которое было написано и опубликовано Национальным институтом стандартов и технологий США . [2] Однако численно эквивалентная дольная единица СИ , сантигрей (символ сГр), широко используется для сообщения поглощенных доз в радиотерапии. Рентген , используемый для количественной оценки воздействия радиации , может быть связан с соответствующей поглощенной дозой с помощью F-фактора .
Доза менее 100 рад обычно не вызывает немедленных симптомов, кроме изменений в крови. Доза от 100 до 200 рад, доставленная всему телу менее чем за день, может вызвать острый лучевой синдром (ОЛС), но обычно не является смертельной. Дозы от 200 до 1000 рад, доставленные за несколько часов, вызовут серьезное заболевание с плохим прогнозом в верхней части диапазона. Дозы для всего тела более 1000 рад почти всегда смертельны. [3] Терапевтические дозы лучевой терапии часто назначаются и хорошо переносятся даже в более высоких дозах для лечения отдельных, четко определенных анатомических структур. Та же доза, полученная в течение более длительного периода времени, с меньшей вероятностью вызовет ОЛС. Пороговые дозы примерно на 50% выше для мощности дозы 20 рад/ч и еще выше для более низкой мощности дозы. [4]
Международная комиссия по радиологической защите поддерживает модель рисков для здоровья как функцию поглощенной дозы и других факторов. Эта модель рассчитывает эффективную дозу облучения , измеряемую в единицах бэр , которая более репрезентативна для стохастического риска, чем поглощенная доза в рад. В большинстве сценариев электростанций, где радиационная среда доминирует за счет рентгеновских или гамма- лучей, равномерно воздействующих на все тело, 1 рад поглощенной дозы дает 1 бэр эффективной дозы. [5] В других ситуациях эффективная доза в бэр может быть в тридцать раз выше или в тысячи раз ниже поглощенной дозы в рад.
В 1930-х годах рентген был наиболее часто используемой единицей измерения радиационного воздействия. Эта единица устарела и больше не имеет четкого определения. Один рентген откладывает 0,877 рад в сухом воздухе, 0,96 рад в мягких тканях [9] или от 1 до более 4 рад в костях в зависимости от энергии пучка. [10] Все эти преобразования в поглощенную энергию зависят от ионизирующей энергии стандартной среды, которая неоднозначна в последнем определении NIST. Даже там, где стандартная среда полностью определена, ионизирующая энергия часто точно не известна.
В 1940 году британский физик Луис Гарольд Грей , изучавший влияние нейтронного повреждения на ткани человека, совместно с Уильямом Валентайном Мейнордом и Джоном Ридом опубликовал статью, в которой была предложена единица измерения, названная « грамм-рентген » (символ: гр), определяемая как «такое количество нейтронного излучения, которое производит приращение энергии в единице объема ткани, равное приращению энергии, произведенному в единице объема воды одним рентгеном излучения» [11] . Было обнаружено, что эта единица эквивалентна 88 эргам в воздухе. Это ознаменовало переход к измерениям, основанным на энергии, а не на заряде.
Рентгеновский эквивалент физический (rep), введенный Гербертом Паркером в 1945 году [12], был поглощенной энергетической дозой ткани до учета относительной биологической эффективности . Rep по-разному определялся как 83 или 93 эрг на грамм ткани (8,3/9,3 мГр ) [13] или на куб. см ткани. [14]
В 1953 году МКРЕ рекомендовал рад, равный 100 эрг/г, в качестве новой единицы поглощенной радиации [15] , но затем, в 1970-х годах, выступил за переход на грей.
Международный комитет мер и весов (CIPM) не принял использование рад. С 1977 по 1998 год в переводах брошюры SI, сделанных NIST США, говорилось, что CIPM временно принял использование рад (и других единиц радиологии) с единицами SI с 1969 года. [16] Однако единственные соответствующие решения CIPM, показанные в приложении, касаются кюри в 1964 году и радиана (символ: рад) в 1960 году. Брошюры NIST переопределили рад как 0,01 Гр. Текущая брошюра SI CIPM исключает рад из таблиц не-SI единиц, принятых для использования с SI. [17] В 1998 году NIST США разъяснил, что он предоставляет свои собственные интерпретации системы СИ, в соответствии с которыми он принял рад для использования в США вместе с СИ, признав при этом, что CIPM этого не сделал. [18] NIST рекомендует определять рад по отношению к единицам СИ в каждом документе, где используется эта единица. [19] Тем не менее, использование рад остается широко распространенным в США, где он по-прежнему является отраслевым стандартом. [20] Хотя Комиссия по ядерному регулированию США по-прежнему разрешает использовать единицы кюри , рад и бэр вместе с единицами СИ, [21] Европейский союз потребовал, чтобы его использование в «целях общественного здравоохранения ...» было прекращено к 31 декабря 1985 года. [22]
В следующей таблице приведены величины излучения в единицах СИ и вне системы СИ:
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )