Anar al contingut

Gray (unitat)

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

 

El gray[1] (símbol: Gy) és una unitat derivada de la dosis de radiació ionisant en el Sistema Internacional d'Unitats (SI). Es definix com l'absorció d'un juliol d'energia de radiació per quilogram de matèria.[2]

S'utilisa com a unitat de la dosis absorbida de la cantitat de radiació que medix l'energia depositada per la radiació ionisant en una unitat de massa de matèria que s'està irradiando, i s'utilisa per a medir la dosis administrada de radiació ionisant en aplicacions com la radioteràpia, l'irradiació d'aliments i l'esterilisació per radiació i per a predir els possibles efectes aguts, com el síndrome d'irradiació aguda en la protecció radiològica. Com a mida dels baixos nivells de dosis absorbida, també constituïx la base per al càlcul de l'unitat de protecció radiològica sievert, que és una mida de l'efecte sobre la salut dels baixos nivells de radiació ionisant en el cos humà.

El gray també s'utilisa en la metrologia de la radiació com a unitat de la cantitat de radiació kerma; definida com la suma de l'energia inicial energies cinètiques de totes les partícules carregades lliberades per la radiació ionisant no carregada[n 1] en una mostra de matèria per unitat de massa. El gray és una unitat important en la medició de les radiacions ionisants i du el nom del físic britànic Louis Harold Gray, pioner en la medició de la radiació de rajos X i del radi i els seus efectes en els teixits vius.[3]

El gray va ser adoptat com a part del Sistema Internacional d'Unitats en 1975. L'unitat de cgs corresponent al gray és el rad (equivalent a 0,01 Gy), que seguix sent comú en gran mida en els Estats Units, encara que "fortament desaconsellada" en la guia d'estil per als autors del Institut Nacional d'Estàndarts i Tecnologia dels Estats Units.[4]

Aplicacions

El gray té una série de camps d'aplicació en la medició de dosis:

Magnituts de dosis externes utilisades en protecció radiològica i dosimetría

Radiobiología

La mida de la dosis absorbida en teixit és de fonamental importància en radiobiología i radioteràpia ya que és la mida de la cantitat d'energia que la radiació incident deposita en el teixit diana. La medició de la dosis absorbida és un problema complex per la dispersió i l'absorció, i molts dosímetros especialisats estan disponibles per a estes medicions i poden cobrir aplicacions en 1-D, 2-D i 3-D.[5][6][7]

En la radioteràpia, la cantitat de radiació aplicada varia segons el tipo i l'etapa del càncer que s'estiga tractant. Per a casos curativos, la dosis típica per a un tumor epitelial sòlit oscila entre 60 i 80 i, mentres que els limfomes es tracten en 20 a 40 Gy. Les dosis preventives (adyuvantes) solen oscilar entre 45 i 60 Gy en fraccions d'1,8 a 2 Gy (per a càncers de mama, cap i coll).

La dosis de radiació promig d'una radiografia abdominal és de 0,7 milisieverts (0,0007 Sv), la d'una tomografía computarizada abdominal és de 8 mSv, la d'una tomografía computarizada pèlvica és de 6 mGy i la d'una tomografía computarizada selectiva de l'abdomen i la pelvis és de 14 mGy.[8]

Protecció contra la radiació

Relació de cantitats i unitats de dosis de protecció calculades ICRU/ICRP

La dosis absorbida també juga un paper important en la protecció radiològica , ya que és el punt de partida per a calcular el risc estocàstic per a la salut de baixos nivells de radiació, que es definix com la provabilitat d'inducció de càncer i dany genètic.[9] El gray medix l'energia absorbida total de la radiació, pero la provabilitat de dany estocàstic també depén del tipo i l'energia de la radiació i els tipos de teixits involucrats. Esta provabilitat està relacionada en la dosis equivalent en sieverts (Sv), que té les mateixes dimensions que el gray. Es relaciona en el gray pels factors de ponderació descrits en els artículs sobre dosis equivalent i dosis efectiva .

El Comité Internacional de Pesos i Mides establix: Per a evitar qualsevol risc de confusió entre la dosis absorbida D i la dosis equivalent H , es deuen usar els noms especials per a les unitats respectives, és dir, es deu usar el nom gray en lloc de juliol per quilogram per a l'unitat de dosis absorbida D i el nom de sievert en lloc de juliol per quilogram per a l'unitat de dosis equivalent H.[10]

1 Gy=1 Jkg=1 m2s2

Els diagrames adjunts mostren cóm s'obté primer la dosis absorbida (en grays) per mig de tècniques computacionals i, a partir d'este valor, es deriven les dosis equivalents. Per als rajos X i els rajos gamma, el gray té el mateix valor numèric quan s'expressa en sieverts, pero per a les partícules alfa, un gray equival a 20 sieverts, i s'aplica un factor de ponderació de radiació en conseqüència.

Dosis absorbida en la matèria

El gray s'utilisa per a medir les taxes de dosis absorbida en materials que no són teixits per a processos com l'enduriment per radiació , l'irradiació d'aliments i l'irradiació d'electrons . Medir i controlar el valor de la dosis absorbida és vital per a assegurar el correcte funcionament d'estos processos.

Kerma

Kerma -energia cinètica lliberada per unitat de massa-, acrònim del nom en anglés -kinetic inergy released per unit mass"- s'utilisa en metrologia de radiació com una mida de l'energia de ionisació lliberada per l'irradiació, i s'expressa en grays. És important destacar que la dosis de kerma és diferent de la dosis absorbida, depenent de les energies de radiació involucrades, en part perque no es té en conte l'energia de ionisació. Si be és aproximadament igual a baixes energies, el kerma és molt més alt que la dosis absorbida a energies més altes, perque partix de l'energia escapa del volum absorbent en forma de radiació de frenat (rajos X) o electrons que es mouen ràpidament.

El Kerma, quan s'aplica a l'aire, és equivalent a l'antiga unitat roentgen d'exposició a la radiació, pero hi ha una diferència en la definició d'estes dos unitats. El gray es definix independentment de qualsevol material objectiu, no obstant, el roentgen es va definir específicament per l'efecte de ionisació en l'aire sec, que no representava necessàriament l'efecte en atres mijos.

Enverinament per radiació

Artícul principal → Síndrome d'irradiació aguda.

El gray s'usa convencionalment per a expressar la gravetat de lo que es coneix com "efectes tisulares" de les dosis rebudes en exposició aguda a alts nivells de radiació ionisant. Estos són efectes que segurament ocorreran, a diferència dels efectes incerts de nivells baixos de radiació que tenen provabilitat de causar danys. Una exposició aguda de tot el cos a 5 grays o més de radiació d'alta energia per lo general conduïx a la mort dins dels 14 dies. La LD1 is 2.5 Gy, LD50 és 5 Gy i LD99 és 8 Gy.[11] La dosis LD50 representa 375 J per a un adult de 75 kg.

Desenroll del concepte de dosis absorbida i de grays

Us dels primers aparats de rajos X de tubo de Crookes en 1896. Un home està mirant la seua mà en un fluoroscopio per a optimisar les emissions del tubo, l'atre té el cap prop del tubo. No s'estan prenent precaucions.
Monument als màrtirs de rajos X i ràdio de totes les nacions erigit en 1936 en l'hospital St. Georg en Hamburc, en commemoració de 359 primers treballadors de radiologia.

Wilhelm Röntgen va descobrir per primera volta els rajos X el 8 de novembre de 1895, i el seu us es va estendre molt ràpidament per a diagnòstic mèdics, en particular ossos trencats i objectes estranys incrustats, a on varen supondre una millora revolucionària sobre les tècniques anteriors.

Per l'ampli us dels rajos X i la creixent comprensió dels perills de la radiació ionisant, es varen fer necessaris estàndarts de medició per a l'intensitat de la radiació i varis països varen desenrollar els seus propis, pero utilisant diferents definicions i métodos. Eventualment, per a promoure l'estandardisació internacional, el primer Congrés Internacional de Radiologia (ICR) que es va reunir en Londres en 1925, va propondre un organisme separat per a considerar les unitats de mida. Esta es va denominar Comissió Internacional d'Unitats i Mides de Radiació , o ICRU, [b] i va nàixer en la Segona ICR en Estocolm en 1928, baix la presidència de Manne Siegbahn.[12][13][14] Una de les primeres tècniques per a medir l'intensitat dels rajos X va ser medir el seu efecte ionisant en l'aire per mig d'una cambra de ions ompli d'aire . En la primera reunió de ICRU es va propondre que una unitat de dosis de rajos X deuria definir-se com la cantitat de rajos X que produiria un esu de càrrega en un centímetro cúbic d'aire sec a 0 °C i 1 atm estàndar de pressió. Esta unitat d'exposició a la radiació es va denominar roentgen en honor a Wilhelm Röntgen, qui havia mort cinc anys abans. En la reunió de 1937 de la ICRU, esta definició es va ampliar per a aplicar-la a la radiació gamma. Este enfocament, encara que va supondre un gran pas alvance en la normalisació, tenia la desventaja de no ser una mida directa de l'absorció de radiació i, per tant, de l'efecte de ionisació, en varis tipos de matèria, inclós el teixit humà, i era una mida únicament de l'efecte de les radiografies en una circumstància concreta; l'efecte de ionisació en aire sec.[15]

En 1940, Louis Harold Gray, que havia estat estudiant l'efecte del dany dels neutrons en el teixit humà, junt en William Valentine Mayneord i el radiobiólogo John Read, va publicar un artícul en el que una nova unitat de mida, denominada gram roentgen (símbol : gr), i es va definir com "la cantitat de radiació de neutrons que produïx un increment d'energia en l'unitat de volum de teixit igual a l'increment d'energia produït en l'unitat de volum d'aigua per un roentgen de radiació".[16] Es va trobar que esta unitat era equivalent a 88 ergios en l'aire, i va fer que la dosis absorbida, com es va conéixer posteriorment, depenguera de l'interacció de la radiació en el material irradiado, no solament una expressió de l'exposició o intensitat de la radiació, que el roentgen representat. En 1953, la ICRU va recomanar el rad , igual a 100 erg/g, com la nova unitat de mida de la radiació absorbida. El rad es va expressar en unitats cgs coherents.

A fins de la década de 1950, la CGPM va invitar a la ICRU a unir-se a atres organismes científics per a treballar en el desenroll del Sistema Internacional d'Unitats, o SI.[17] La CCU va decidir definir l'unitat SI de radiació absorbida com l'energia depositada per partícules carregades reabsorbidas per unitat de massa de material absorbent, que és com s'havia definit el rad, pero en unitats MKS seria equivalent al juliol per quilogram. Açò va ser confirmat en 1975 per la 15.ª CGPM, i l'unitat va rebre el nom de "gray" en honor a Louis Harold Gray, que havia mort en 1965. El gray era, per tant, igual a 100 rad. En particular, el centigray (numèricament equivalent al rad) encara s'usa àmpliament per a descriure les dosis absorbides absolutes en radioteràpia.

L'adopció del gray per la 15.ª Conferència General de Pesos i Mides com a unitat de mida de l'absorció de radiació ionisant , absorció d'energia específica i del kerma en 1975 va ser la culminació de més de mig sigle de treball, tant en la comprensió de la naturalea de la radiació ionisant i en la creació de cantitats i unitats de radiació coherents.

Referències

  1. ↑ Diccionario de la lengua española
  2. ↑ Bureau International dones Poids et Mesures (BIPM) (ed.): «Sistema Internacional d'Unitats (SI)». Consultat el 31 de giner de 2010.
  3. ↑ «Rays instead of scalpels». = LH Gray Memorial Trust (2002). Consultat el 15 de maig de 2012.
  4. ↑ «NIST Guide to SI Units – Units temporarily accepted for use with the SI». National Institute of Standards and Technology.
  5. ↑ Sec J, Clasie B, Partridge M(2014).«Review on the characteristics of radiation detectors for dosimetry and imaging».Phys Med Biol.59(20): R303–47.doi:10.1088/0031-9155/59/20/R303.
  6. ↑ Hill R, Healy B, Holloway L, Kuncic Z, Thwaites D, Baldock C(2014).«Advances in kilovoltage x-ray beam dosimetry».Phys Med Biol.59(6): R183–231.doi:10.1088/0031-9155/59/6/R183.
  7. ↑ Baldock C, De Deene I, Doren S, Ibbott G, Jirasek A, Lepage M, McAuley KB, Oldham M, Schreiner LJ(2010).«Polymer gel dosimetry».Phys Med Biol.55(5): R1–63.doi:10.1088/0031-9155/55/5/R01.
  8. ↑ «X-Ray Risk». www.xrayrisk.com.
  9. ↑ (2007).«The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection».Ann ICRP.37(2–4)doi:10.1016/j.icrp.2007.10.003.
  10. ↑ «CIPM, 2002: Recommendation 2». BIPM.
  11. ↑ «Lethal dose». European Nuclear Society.
  12. ↑ Siegbahn, Manne(October 1929).«Recommendations of the International X-ray Unit Committee».Radiology.13(4): 372–3.doi:10.1148/13.4.372.
  13. ↑ «About ICRU - History». International Commission on Radiation Units & Measures. Consultat el 2012-05-20.
  14. ↑ The host country nominated the chairman of the early ICRU meetings.
  15. ↑ Lovell, S (1979). «4: Dosimetric quantities and units», An introduction to Radiation Dosimetry, Cambridge University Press, pp. 52–64. ISBN 0-521-22436-5. Consultat el 2012-05-15.
  16. ↑ Gupta, S. V. (2009-11-19). «Louis Harold Gray», Units of Measurement: Past, Present and Future : International System of Units, Springer, p. 144. ISBN 978-3-642-00737-8. Consultat el 2012-05-14.
  17. ↑ «CCU: Consultative Committee for Units». International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Consultat el 2012-05-18.


Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "n", pero no es trobà una etiqueta <references group="n"/>

Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Gray_(unitat)&oldid=1295448»