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. ^{[ 2 ]} Originalmente se definió en unidades CGS en 1953 como la dosis que provoca la absorción de 100 ergios de energía por un gramo de materia. El material que absorbe la radiación puede ser tejido humano, aire, agua o cualquier otra sustancia.

Ha sido reemplazado por el gray (símbolo Gy) en las unidades derivadas del SI . El rad todavía se usa en los Estados Unidos, aunque esto está "fuertemente desaconsejado" en el Capítulo 5.2 de la Guía del SI , que fue escrita y publicada por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos . ^{[ 3 ]} Sin embargo, el submúltiplo de la unidad SI numéricamente equivalente , el centigray (símbolo cGy), se usa ampliamente para informar dosis absorbidas en radioterapia. El roentgen , usado para cuantificar la exposición a la radiación , puede relacionarse con la dosis absorbida correspondiente mediante el uso del factor F.

Una dosis inferior a 100 rad generalmente no produce síntomas inmediatos, salvo 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 agudo (SRA), pero generalmente no es mortal. Dosis de 200 a 1000 rad administradas en pocas horas causarán una enfermedad grave, con un mal pronóstico en el extremo superior del rango. Las dosis de cuerpo entero superiores a 1000 rad son casi invariablemente mortales. ^{[ 4 ]} Las dosis terapéuticas de radioterapia se administran con frecuencia y se toleran bien incluso a dosis más altas para tratar estructuras anatómicas discretas y bien definidas. La misma dosis administrada durante un período de tiempo más prolongado tiene menos probabilidades de causar SRA. 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. ^{[ 5 ]}

La Comisión Internacional de Protección Radiológica mantiene un modelo de riesgos para la salud en función de la dosis absorbida y otros factores. Este modelo calcula una dosis de radiación efectiva , medida en rem² , 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 rem² de dosis efectiva. ^{[ 6 ]} En otras situaciones, la dosis efectiva en rem² podría ser treinta veces mayor o miles de veces menor que la dosis absorbida en rad.

En la década de 1930, el roentgen era la unidad más utilizada para medir la exposición a la radiación. 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, ^{[ 10 ]} o entre 1 y más de 4 rad en hueso, dependiendo de la energía del haz. ^{[ 11 ]} Estas conversiones a energía absorbida dependen de la energía ionizante de un medio estándar, que es ambigua 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 , quien había estado estudiando el efecto del daño por neutrones en el tejido humano, junto con William Valentine Mayneord y John Read, publicó un artículo en el que se proponía una unidad de medida, denominada " gramo 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 producido en un volumen unitario de agua por un roentgen de radiación" ^{[ 12 ]} . Se encontró que esta unidad era equivalente a 88  ergios en el aire. Marcó un cambio hacia mediciones basadas en la energía en lugar de la carga.

El equivalente físico de Röntgen (rep), introducido por Herbert Parker en 1945, ^{[ 13 ]} era la dosis energética absorbida por el tejido antes de considerar la efectividad biológica relativa . El rep se ha definido de diversas maneras como 83 o 93 ergios por gramo de tejido (8,3/9,3 mGy ) ^{[ 14 ]} o por cc de tejido. ^{[ 15 ]}

En 1953, la ICRU recomendó el rad, igual a 100  erg/g, como una nueva unidad de radiación absorbida, ^{[ 16 ]} pero luego promovió un cambio al gray 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 del SI realizadas por el NIST de EE. UU. indicaron que el CIPM había aceptado temporalmente el uso del rad (y otras unidades de radiología) con las unidades del SI desde 1969. ^{[ 17 ]} Sin embargo, las únicas decisiones relacionadas del CIPM que se muestran en el apéndice se refieren al curie en 1964 y al radián (símbolo: rad) en 1960. Los folletos del NIST redefinieron el rad como 0,01 Gy. El NIST de EE. UU. aclaró en 1998 que estaba proporcionando sus propias interpretaciones del sistema SI, por lo que aceptó el rad para su uso en EE. UU. con el SI, al tiempo que reconocía que el CIPM no lo hacía. ^{[ 18 ]} El NIST recomienda definir el rad en relación con las unidades del SI en cada documento donde se utilice esta unidad. ^{[ 19 ]} Sin embargo, el uso del rad sigue estando muy extendido en los EE. UU., donde aún 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 del SI, ^{[ 21 ]} la Unión Europea exigió que su uso para "fines de salud pública" se eliminara gradualmente antes del 31 de diciembre de 1985. ^{[ 22 ]}

La siguiente tabla muestra las cantidades de radiación en unidades del SI y en unidades que no pertenecen al SI:

• Becquerel
• Curie (unidad)
• Radiación
• Gris (unidad)
• Roentgen (unidad)
• Hombre equivalente a Roentgen (rem)
• Sievert
• Orden de magnitud (unidad)