Rad (unidad de radiación)
El rad es una unidad de dosis de radiación absorbida, definida como 1 rad = 0,01 Gy = 0,01 J/kg. Se definió originalmente en las unidades CGS en 1953 como la dosis que provoca que un gramo de materia absorba 100 ergios de energía. El material que absorbe la radiación puede ser tejido humano, aire, agua o cualquier otra sustancia.
Ha sido reemplazado por el gris (symbol Gy) en unidades derivadas de SI, pero todavía se utiliza en los Estados Unidos, aunque esto es "fuertemente desalentado" en el Capítulo 5.2 del Guía de la SI, que fue escrito y publicado por el U.S. National Institute of Standards and Technology. Sin embargo, el submultiplo de unidad SI numéricamente equivalente, el centigray (symbol cGy), se utiliza ampliamente para reportar dosis absorbidas dentro de la radioterapia. El roentgen, utilizado para cuantificar la exposición a la radiación, puede estar relacionado con la dosis absorbida correspondiente mediante el uso del factor F.
Efectos sobre la salud
Una dosis inferior a 100 rad normalmente no produce síntomas inmediatos aparte de cambios sanguíneos. Una dosis de 100 a 200 rad administrada a todo el cuerpo en menos de un día puede causar síndrome de radiación aguda (SAR), pero generalmente no es fatal. Dosis de 200 a 1.000 rad administradas en unas pocas horas causarán enfermedades graves, con mal pronóstico en el extremo superior del rango. Las dosis corporales superiores a 1.000 rad son casi invariablemente mortales. 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 más prolongado cause ARS. Los umbrales de dosis son aproximadamente un 50% más altos para tasas de dosis de 20 rad/h, e incluso más altos para tasas de dosis más bajas.
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. En otras situaciones, la dosis efectiva en rem puede ser treinta veces mayor o miles de veces menor que la dosis absorbida en rad.
| 25 rad: | Dosis más baja para causar cambios en la sangre observable clínicamente |
| 200 rad: | Dosis local para el inicio del eritema en humanos |
| 400 rad: | LD de todo el cuerpo50 para el síndrome de radiación aguda en humanos |
| 1 krad: | LD de todo el cuerpo100 para el síndrome de radiación aguda en humanos |
| 1–20 krad: | Tolerancia típica de la radiación de microchips ordinarios |
| 4-8 krad: | Dosis típica de radioterapia, aplicada localmente |
| 10 krad: | Dosis mortal de todo el cuerpo en 1964 Wood River Junction criticality accident |
| 1 Mrad: | Tolerancia típica de microchips endurecidos por radiación |
| Submultiples | Múltiples | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Valor | Símbolo | Nombre | Valor | Símbolo | Nombre |
| 10−1 rad | drad | decirad | 101 rad | Darad | decarad |
| 10−2 rad | crad | centirad | 102 rad | hrad | Hectorad |
| 10−3 rad | mrad | millirad | 103 rad | krad | kilorad |
| 10−6 rad | μrad | microrad | 106 rad | Mrad | megarad |
| 10−9 rad | nrad | nanorad | 109 rad | Grad | gigarad |
| 10−12 rad | prad | picorad | 1012 rad | Trad | terarad |
| 10−15 rad | fray | femtorad | 1015 rad | Prad | petarad |
| 10−18 rad | arad | attorad | 1018 rad | Bord | exarad |
| 10−21 rad | zrad | zeptorad | 1021 rad | Zrad | zettarad |
| 10−24− rad | Yrad | yoctorad | 1024 rad | Yrad | Yottarad |
| 10−27 rad | rrad | rontorad | 1027 rad | Rrad | Ronnarad |
| 10−30 rad | qrad | quectorad | 1030 rad | Qrad | quettarad |
Historia
En la década de 1930, el roentgen era la unidad de exposición a la radiación más utilizada. Esta unidad es obsoleta y ya no está claramente definida. Un roentgen deposita 0,877 rad en aire seco, 0,96 rad en tejido blando o entre 1 y más de 4 rad en hueso, dependiendo de la energía del haz. Todas estas conversiones en 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 publicaron un artículo en el que se utilizaba una unidad de medida, denominada "< i>gram roentgen" (símbolo: gr) definido como "esa cantidad de radiación de neutrones que produce un incremento de energía en una unidad de volumen de tejido igual al incremento de energía producida en una unidad de volumen de agua por un roentgen de radiación" fue propuesto. Se encontró que esta unidad equivalía 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, era la dosis energética absorbida por el tejido antes de tener en cuenta la eficacia biológica relativa. La repetición se ha definido de diversas formas como 83 o 93 ergios por gramo de tejido (8,3/9,3 mGy) o por cc de tejido.
En 1953, la ICRU recomendó el rad, equivalente a 100 erg/g, como nueva unidad de radiación absorbida, 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. indicaron que el CIPM había aceptado temporalmente el uso del rad (y otras unidades de radiología) con unidades SI desde 1969. Sin embargo, las únicas decisiones relacionadas del CIPM que se muestran en el apéndice se refiere al curie en 1964 y al 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 no pertenecientes al SI aceptadas para su uso con el SI. El NIST de EE. UU. aclaró en 1998 que estaba proporcionando sus propias interpretaciones del sistema SI, por lo que aceptaba el uso del rad en EE. UU. con el SI, aunque reconocía que el CIPM no lo hacía. NIST recomienda definir el rad en relación con las unidades SI en cada documento donde se utilice esta unidad. Sin embargo, el uso del rad sigue estando muy extendido en Estados Unidos, donde sigue siendo un estándar industrial. 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, la Unión Europea exigió que su uso con "fines de salud pública..." eliminarse progresivamente antes del 31 de diciembre de 1985.
Cantidades relacionadas con la radiación
La siguiente tabla muestra cantidades de radiación en unidades SI y no SI:
| Cantidad | Dependencia | Signatura | Derivación | Año | SI equivalente |
|---|---|---|---|---|---|
| ActividadA) | becquerel | Bq | s−1 | 1974 | SI unit |
| Curie | Ci | 3.7 × 1010 s−1 | 1953 | 3.7×1010 Bq | |
| rutherford | Rd | 106 s−1 | 1946 | 1,000,000 Bq | |
| ExposiciónX) | coulomb por kilogramo | C/kg | C⋅kg−1 aire | 1974 | SI unit |
| röntgen | R | esu / 0,001293 g de aire | 1928 | 2.58 × 10−4 C/kg | |
| Dosis AbsorbidaD) | gris | Gy | J⋅kg−1 | 1974 | SI unit |
| erg por gramo | erg/g | erg⋅g−1 | 1950 | 1.0 × 10−4 Gy | |
| rad | rad | 100 erg⋅g−1 | 1953 | 0,010 Gy | |
| Dosis equivalenteH) | Sievert | Sv | J⋅kg−1 × WR | 1977 | SI unit |
| hombre equivalente | rem | 100 erg⋅g−1 × WR | 1971 | 0,010 Sv | |
| Dosis efectiva (dosa efectiva)E) | Sievert | Sv | J⋅kg−1 × WR × WT | 1977 | SI unit |
| hombre equivalente | rem | 100 erg⋅g−1 × WR × WT | 1971 | 0,010 Sv |