راد (وحدة الإشعاع)

الراد وحدة لقياس جرعة الإشعاع الممتصة ، ويُعرَّف بأنه 1 راد = 0.01 غراي = 0.01 جول/كغ. ^{[ 2 ]} وقد عُرِّف في الأصل بوحدات نظام السنتيمتر-غرام-ثانية (CGS) عام 1953 بأنه الجرعة التي تتسبب في امتصاص غرام واحد من المادة 100 إرج من الطاقة . ويمكن أن تكون المادة الممتصة للإشعاع أنسجة بشرية، أو هواء، أو ماء، أو أي مادة أخرى.

استُبدلت وحدة الراد بوحدة الجراي (رمزها Gy) في وحدات النظام الدولي للوحدات . ولا تزال وحدة الراد مستخدمة في الولايات المتحدة، على الرغم من أن الفصل 5.2 من دليل النظام الدولي للوحدات ، الذي كتبه ونشره المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا ، يُوصي بشدة بعدم استخدامها . ^{[ 3 ]} ومع ذلك، فإن وحدة السنتيغراي (رمزها cGy)، وهي مكافئة عدديًا لوحدة النظام الدولي للوحدات ، تُستخدم على نطاق واسع للإبلاغ عن الجرعات الممتصة في العلاج الإشعاعي. ويمكن ربط وحدة الرونتجن ، المستخدمة لتحديد كمية التعرض للإشعاع ، بالجرعة الممتصة المقابلة باستخدام عامل F.

لا تُسبب جرعة أقل من 100 راد عادةً أي أعراض فورية باستثناء تغيرات في الدم. قد تُسبب جرعة تتراوح بين 100 و200 راد تُعطى لكامل الجسم في أقل من يوم متلازمة الإشعاع الحادة ، ولكنها عادةً لا تكون قاتلة. أما الجرعات التي تتراوح بين 200 و1000 راد والتي تُعطى في غضون ساعات قليلة فتُسبب مرضًا خطيرًا، مع سوء التكهن في الحالات التي تتجاوز فيها الجرعة 1000 راد. وتُعد جرعات الإشعاع التي تُعطى لكامل الجسم والتي تزيد عن 1000 راد قاتلة في أغلب الأحيان. ^{[ 4 ]} غالبًا ما تُعطى جرعات علاجية من العلاج الإشعاعي ويتم تحملها جيدًا حتى عند الجرعات العالية لعلاج تراكيب تشريحية محددة وواضحة المعالم. ويقل احتمال تسبب الجرعة نفسها، عند إعطائها على مدى فترة زمنية أطول، في الإصابة بمتلازمة الإشعاع الحادة. وتكون عتبات الجرعة أعلى بنحو 50% لمعدلات جرعة تبلغ 20 راد/ساعة، وأعلى من ذلك لمعدلات جرعة أقل. ^{[ 5 ]}

تحتفظ اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع بنموذج للمخاطر الصحية كدالة للجرعة الممتصة وعوامل أخرى. يحسب هذا النموذج جرعة إشعاعية فعالة ، تُقاس بوحدة ريم ، وهي أكثر تمثيلاً للمخاطر العشوائية من الجرعة الممتصة بوحدة راد. في معظم سيناريوهات محطات الطاقة، حيث يهيمن على بيئة الإشعاع أشعة إكس أو أشعة جاما المطبقة بشكل موحد على كامل الجسم، فإن 1 راد من الجرعة الممتصة يعطي 1 ريم من الجرعة الفعالة. ^{[ 6 ]} في حالات أخرى، قد تكون الجرعة الفعالة بوحدة ريم أعلى بثلاثين مرة أو أقل بآلاف المرات من الجرعة الممتصة بوحدة راد.

في ثلاثينيات القرن العشرين، كانت وحدة الرونتجن هي الأكثر شيوعًا لقياس التعرض للإشعاع. هذه الوحدة قديمة وغير محددة بدقة. يُنتج الرونتجن الواحد 0.877 راد في الهواء الجاف، و0.96 راد في الأنسجة الرخوة، ^{[ 10 ]} أو ما بين 1 إلى أكثر من 4 راد في العظام، وذلك تبعًا لطاقة الشعاع. ^{[ 11 ]} تعتمد هذه التحويلات إلى طاقة ممتصة على طاقة التأين للوسط القياسي، وهي غير واضحة في أحدث تعريف للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). حتى في حال تحديد الوسط القياسي بدقة، غالبًا ما تكون طاقة التأين غير معروفة بدقة.

في عام 1940، نشر الفيزيائي البريطاني لويس هارولد غراي ، الذي كان يدرس تأثير تلف النيوترونات على الأنسجة البشرية، بالاشتراك مع ويليام فالنتاين ماينورد وجون ريد، ورقة بحثية اقترحوا فيها وحدة قياس تُسمى " غرام رونتجن " (رمزها: gr)، تُعرَّف بأنها "كمية إشعاع النيوترونات التي تُنتج زيادة في الطاقة في وحدة حجم من الأنسجة تُعادل الزيادة في الطاقة المُنتجة في وحدة حجم من الماء بواسطة رونتجن واحد من الإشعاع" ^{[ 12 ]} . وقد وُجد أن هذه الوحدة تُعادل 88  إرج في الهواء. وشكّلت هذه الوحدة تحولًا نحو القياسات القائمة على الطاقة بدلًا من الشحنة.

الجرعة الفيزيائية المكافئة للرونتجن (rep)، التي قدمها هربرت باركر عام 1945، ^{[ 13 ]} هي الجرعة الطاقية الممتصة في الأنسجة قبل احتساب الفعالية البيولوجية النسبية . وقد عُرّفت الجرعة الفيزيائية المكافئة للرونتجن بتعريفات مختلفة، منها 83 أو 93 إرج لكل غرام من الأنسجة (8.3/9.3 ملي غراي ) ^{[ 14 ]} أو لكل سنتيمتر مكعب من الأنسجة. ^{[ 15 ]}

في عام 1953 أوصت اللجنة الدولية لوحدات القياس الإشعاعي (ICRU) باستخدام الراد، الذي يساوي 100  إرج/جم كوحدة جديدة للإشعاع الممتص، ^{[ 16 ]} ولكنها شجعت بعد ذلك على التحول إلى وحدة الجراي في السبعينيات.

لم تقبل اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس (CIPM) استخدام وحدة الراد. ففي الفترة من عام 1977 إلى عام 1998، ذكرت ترجمات المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (NIST) لكتيب النظام الدولي للوحدات (SI) أن اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس قد قبلت مؤقتًا استخدام وحدة الراد (ووحدات الأشعة الأخرى) مع وحدات النظام الدولي منذ عام 1969. ^{[ 17 ]} ومع ذلك، فإن قرارات اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس ذات الصلة والموضحة في الملحق تتعلق فقط بوحدة الكوري في عام 1964 ووحدة الراديان (رمزها: rad) في عام 1960. وقد أعادت كتيبات المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا تعريف وحدة الراد على أنها 0.01 غراي. وفي عام 1998، أوضح المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا أنه يقدم تفسيراته الخاصة لنظام النظام الدولي، حيث قبل استخدام وحدة الراد في الولايات المتحدة مع النظام الدولي، مع إقراره بأن اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس لم تقبلها. ^{[ 18 ]} ويوصي المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا بتعريف وحدة الراد بالنسبة لوحدات النظام الدولي في كل وثيقة تُستخدم فيها هذه الوحدة. ^{[ 19 ]} مع ذلك، لا يزال استخدام الراد شائعًا في الولايات المتحدة، حيث لا يزال معيارًا صناعيًا. ^{[ 20 ]} على الرغم من أن هيئة التنظيم النووي الأمريكية لا تزال تسمح باستخدام وحدات الكوري والراد والريم إلى جانب وحدات النظام الدولي للوحدات، ^{[ 21 ]} فقد اشترط الاتحاد الأوروبي التخلص التدريجي من استخدامها لأغراض "الصحة العامة" بحلول 31 ديسمبر 1985. ^{[ 22 ]}

يوضح الجدول التالي كميات الإشعاع بوحدات النظام الدولي للوحدات (SI) ووحدات أخرى غير تابعة للنظام الدولي للوحدات:

• بيكريل
• كوري (وحدة)
• إشعاع
• رمادي (وحدة)
• رونتجن (وحدة)
• مكافئ رونتجن للرجل (ريم)
• سيفرت
• رتبة المقدار (الوحدة)