Рад (ед.) - Rad (unit)

Эта статья про радиационный блок. Для угловой единицы см. радиан.
рад
Система единицCGS единицы
ЕдиницаПоглощенная доза ионизирующего излучения
Символрад
Конверсии
1 рад в ...... равно ...
   Базовые единицы СИ   0.01 J ⋅кг−1
   Единицы СИ   0.01 Гр
   CGS   100 эрг /грамм

В рад это единица поглощенная доза излучения, определяется как 1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж / кг.[1] Первоначально он был определен в Единицы CGS в 1953 г. как доза, вызывающая 100 эрг энергии, которая будет поглощена одним грамм материи. Материалом, поглощающим излучение, может быть ткань человека, силиконовые микрочипы или любая другая среда (например, воздух, вода, свинцовая защита и т. Д.).

Он был заменен на серый (Гр) в Производные единицы СИ но все еще используется в Соединенных Штатах, хотя в главе 5.2 руководства по стилю для США «настоятельно не рекомендуется». Национальный институт стандартов и технологий авторы.[2] Родственный блок, рентген, используется для количественной оценки облучение. В F-фактор может использоваться для преобразования рад в рентген.

Влияние на здоровье

Основная статья: Острый лучевой синдром

Доза менее 100 рад обычно не вызывает никаких немедленных симптомов, кроме изменений крови. Доза от 100 до 200 рад, доставленная на все тело менее чем за день, может вызвать острый лучевой синдром (ОРС), но обычно не приводит к летальному исходу. Дозы от 200 до 1000 рад, введенные за несколько часов, вызовут серьезное заболевание с плохим прогнозом в верхней части диапазона. Доза облучения всего тела более 1000 рад почти всегда смертельна.[3] Терапевтические дозы лучевой терапии часто назначаются и хорошо переносятся даже в более высоких дозах для лечения дискретных, четко определенных анатомических структур. Такая же доза, введенная в течение более длительного периода времени, с меньшей вероятностью вызовет ОРС. Пороговые значения дозы примерно на 50% выше для мощностей дозы 20 рад / ч и даже выше для более низких мощностей дозы.[4]

В Международная комиссия по радиологической защите поддерживает модель рисков для здоровья в зависимости от поглощенной дозы и других факторов. Эта модель рассчитывает эффективная доза облучения, измеряется в единицах rem, который больше соответствует стохастический риск, чем поглощенная доза в рад. В большинстве сценариев электростанций, где в радиационной среде преобладают ИКС- или же гамма При равномерном воздействии лучей 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.

Материальные эффекты

Микроэлектроника на основе кремния разрушается под воздействием радиации. Радиационно-стойкие компоненты, предназначенные для военных или ядерных приложений, могут выдерживать до 100 Мрад (1 МГр).[6]

Металлы ползут, твердеют и становятся хрупкими под действием излучения.

Пищевые продукты и медицинское оборудование можно стерилизовать радиацией.

Примеры доз

25рад:самая низкая доза, чтобы вызвать клинически наблюдаемые изменения крови
200рад:местная доза для начала эритема в людях
400рад:LD всего тела50 при остром лучевом синдроме у человека
1крад:LD всего тела100 при остром лучевом синдроме у человека[7]
От 1 до 20крад:типичная радиационная стойкость обычных микрочипов
От 4 до 8крад:типичный лучевая терапия доза, применяемая местно
10крад:смертельная доза для всего тела в 1964 г. Wood River Junction авария с критичностью[8]
1Мрад:типичный допуск радиационно-стойких микрочипов

История

В 1930-е гг. рентген была наиболее часто используемой единицей радиационного воздействия. Эта единица устарела и больше не имеет четкого определения. Один рентген дает 0,877 рад в сухом воздухе, 0,96 рад в мягких тканях,[9] или от 1 до более 4 рад в кости в зависимости от энергии луча.[10] Все эти преобразования в поглощенную энергию зависят от ионизирующей энергии стандартной среды, что неоднозначно в последнем определении NIST. Даже если стандартная среда полностью определена, энергия ионизации часто точно не известна.

В 1940 году британский физик Луи Гарольд Грей, которые изучали влияние нейтронного повреждения на ткани человека вместе с Уильям Валентайн Мейнорд и Джон Рид опубликовали статью, в которой единица измерения, получившая название "грамм рентген«(символ: gr) определяется как« количество нейтронного излучения, которое дает приращение энергии в единице объема ткани, равное приросту энергии, произведенной в единице объема воды одним рентгеном излучения »[11] было предложено. Было обнаружено, что эта единица эквивалентна 88 эрг в воздухе. Это ознаменовало переход к измерениям, основанным на энергии, а не на заряде.

Физический эквивалент Рентгена (rep), введенный Герберт Паркер в 1945 г.[12] была поглощенная энергетическая доза ткани до учета относительная биологическая эффективность. Репутация по-разному определяется как 83 или 93. эрг на грамм ткани (8,3 / 9,3 мГр )[13] или на см ткани.[14]

В 1953 году ICRU рекомендовал рад, равный 100 эрг / г, как новую единицу поглощенного излучения,[15] но затем способствовал переходу на серый цвет в 1970-х годах.

В Международный комитет мер и весов (CIPM) не принял использование рад. С 1977 по 1998 год в переводах брошюры SI, сделанной американским институтом стандартов и технологий (NIST), говорилось, что CIPM временно разрешил использование рад (и других радиологических единиц) с единицами SI с 1969 года.[16] Однако единственные связанные решения CIPM, показанные в приложении, касаются кюри в 1964 г. и радиан (символ: рад) в 1960 году. Брошюры NIST изменили определение рад как 0,01 Гр. Текущая брошюра CIPM исключает рад из таблиц единиц, не относящихся к системе СИ, принятых для использования с системой СИ.[17] В 1998 г. американский NIST пояснил, что он предоставляет свои собственные интерпретации системы SI, в соответствии с которыми он принял рад для использования в США с SI, признав, что CIPM этого не сделал.[18] NIST рекомендует определять рад относительно единиц СИ в каждом документе, где используется эта единица.[19] Тем не менее, использование радаров по-прежнему широко распространено в США, где они по-прежнему являются отраслевым стандартом.[20] Хотя Комиссия по ядерному регулированию США по-прежнему разрешает использование блоков кюри, рад и rem наряду с единицами СИ,[21] в Евросоюз требовал, чтобы его использование "в целях общественного здравоохранения ..." будет прекращено к 31 декабря 1985 г.[22]

Величины, связанные с радиацией

В следующей таблице показаны величины излучения в единицах СИ и других единицах:

Величины, связанные с ионизирующим излучением Посмотреть ‧ разговаривать ‧ редактировать
КоличествоЕдиница измеренияСимволВыводГодSI эквивалентность
Мероприятия (А)беккерельБкs−11974Единица СИ
кюриCi3.7 × 1010 s−119533.7×1010 Бк
РезерфордRd106 s−119461000000 Бк
Контакт (Икс)кулон на килограммКл / кгC⋅kg−1 воздуха1974Единица СИ
рентгенрESU / 0,001293 г воздуха19282.58 × 10−4 Кл / кг
Поглощенная доза (D)серыйГрJ ⋅кг−11974Единица СИ
эрг за граммэрг / гэргег−119501.0 × 10−4 Гр
радрад100 эрг⋅г−119530,010 Гр
Эквивалентная доза (ЧАС)зивертSvДж⋅кг−1 × Wр1977Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г−1 Икс Wр19710,010 Зв
Эффективная доза (E)зивертSvДж⋅кг−1 × Wр Икс WТ1977Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г−1 Икс Wр Икс WТ19710,010 Зв

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Международное бюро мер и весов (2008 г.). Национальный институт стандартов и технологий США (ред.). Международная система единиц (СИ) (PDF). Специальная публикация NIST 330. Департамент торговли, Национальный институт стандартов и технологий.. Получено 1 сентября, 2018.
  2. ^ «Руководство NIST по единицам СИ - глава 5.2. Единицы, временно принятые для использования с СИ». Национальный институт стандартов и технологий.
  3. ^ Последствия ядерного оружия, Пересмотренное издание, Министерство обороны США, 1962 г., стр. 592–593.
  4. ^ «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.». Летопись МКРЗ. Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). 2007. ISBN  978-0-7020-3048-2. Получено 17 мая 2012.
  5. ^ "Преобразование рад в бэр, Общество физики здоровья". Архивировано из оригинал 26 июня 2013 г.
  6. ^ Введение в радиационно-стойкие полупроводниковые приборы и схемы
  7. ^ Анно, GH; Янг, RW; Блум, РМ; Мерсье, младший (2003). «Дозировка-зависимость для острой летальности ионизирующего излучения». Физика здоровья. 84 (5): 565–575. Дои:10.1097/00004032-200305000-00001. PMID  12747475. S2CID  36471776.
  8. ^ Гоанс, Р. Э .; Вальд, Н. (1 января 2005 г.). «Радиационные аварии с полиорганной недостаточностью в США». Британский журнал радиологии: 41–46. Дои:10.1259 / bjr / 27824773.
  9. ^ «ПРИЛОЖЕНИЕ E: Рентген, РАД, РЗМ и другие единицы». Руководство Принстонского университета по радиационной безопасности. Университет Принстона. Получено 10 мая 2012.
  10. ^ Спраулс, Перри. «Величины и единицы излучения». Физические принципы медицинской визуализации, 2-е изд.. Получено 10 мая 2012.
  11. ^ Гупта, С. В. (19 ноября 2009 г.). "Луи Гарольд Грей". Единицы измерения: прошлое, настоящее и будущее: международная система единиц. Springer. п. 144. ISBN  978-3-642-00737-8. Получено 2012-05-14.
  12. ^ Cantrill, S.T; H.M. Паркер (1945-01-05). «Доза толерантности». Аргоннская национальная лаборатория: Комиссия по атомной энергии США. Получено 14 мая 2012. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  13. ^ Даннинг, Джон Р .; и другие. (1957). Глоссарий терминов в области ядерной науки и технологий. Американское общество инженеров-механиков. Получено 14 мая 2012.
  14. ^ Бертрам, В. А. Низкое пиво (1950). Клиническое использование радиоактивных изотопов. Томас. Получено 14 мая 2012.
  15. ^ Guill, JH; Мотефф, Джон (июнь 1960). «Дозиметрия в Европе и СССР». Документы третьего совещания Тихоокеанского региона - Материалы в ядерных приложениях - Техническая публикация Американского общества № 276. Симпозиум по радиационным эффектам и дозиметрии - третье совещание Американского общества по испытанию материалов в Тихоокеанском регионе, октябрь 1959 г., Сан-Франциско, 12–16 октября 1959 г. Балтимор: ASTM International. п. 64. LCCN  60-14734. Получено 15 мая 2012.
  16. ^ Международное бюро мер и весов (1977 г.). Национальное бюро стандартов США (ред.). Международная система единиц (СИ). Специальная публикация NBS 330. Министерство торговли, Национальное бюро стандартов. п.12. Получено 18 мая 2012.
  17. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN  92-822-2213-6, в архиве (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  18. ^ Лайонс, Джон В. (1990-12-20). «Метрическая система измерения: интерпретация международной системы единиц для Соединенных Штатов». Федеральный регистр. Управление Федерального реестра США. 55 (245): 52242–52245.
  19. ^ Хебнер, Роберт Э. (1998-07-28). «Метрическая система измерения: интерпретация международной системы единиц для Соединенных Штатов» (PDF). Федеральный регистр. Управление Федерального реестра США. 63 (144): 40339. Получено 9 мая 2012.
  20. ^ Справочник по радиационным эффектам, 2-е издание, 2002 г., Эндрю Холмс-Зидле и Лен Адамс
  21. ^ 10 CFR 20.1004. Комиссия по ядерному регулированию США. 2009 г.
  22. ^ Совет Европейских сообществ (1979-12-21). «Директива Совета 80/181 / EEC от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354 / EEC». Получено 19 мая 2012.