흡수 선량

Absorbed dose
이온화 방사선의 흡수 선량
공통 기호
D
SI 단위회색
기타 유닛
Rad, Erg
SI 기준 단위jkg−1

흡수선량은 단위 질량당 방사선을 이온화함으로써 물질에 축적된 에너지를 측정하는 선량량이다.흡수 선량은 방사선 방호(유해 영향 감소)와 방사선학(예: 암 치료에서 잠재적 유익 효과) 모두에서 생체 조직의 선량 흡수 계산에 사용된다.방사선 경화 등 무생물물에 대한 방사선의 영향을 직접 비교하는 데도 사용된다.

SI 측정 단위는 회색(Gy)으로,[1] 물질의 kg당 흡수되는 에너지 1줄로 정의됩니다.오래된 비 SI CGS 단위 rad도 미국에서 주로 사용됩니다.

결정론적 효과

일반적으로 방사선 방호에서 수정되지 않은 흡수 선량은 높은 수준의 급성 선량으로 인한 즉각적인 건강상 영향을 나타내기 위해서만 사용된다.이것들은 결정론적 효과로도 알려진 급성 방사선 증후군과 같은 조직 효과이다.이것들은 단시간에 [citation needed]일어날 수 있는 영향들이다.

급성 방사선 피폭의 영향

단계 증상 전신 흡수 선량(Gy)
1 ~ 2 Gy 2 ~ 6 Gy 6~8 Gy 8~30 Gy > 30 Gy
즉각적인 메스꺼움과 구토 5–50% 50–100% 75–100% 90–100% 100%
개시 시각 2 ~ 6 시간 1~2시간 10~60분 10분 미만 회의록
지속 24시간 미만 24~48시간 48시간 미만 48시간 미만 : (48시간 미만)
설사. 없음. 없음에서 경도 (10 % 미만) 중량 (10 % 이상) 중량 (95 % 이상) 중량(100%)
개시 시각 — 3~8시간 1 ~ 3 시간 1시간 미만 1시간 미만
두통. 경미하다 보통~중간(50%) 보통(80%) 심각(80~90%) 심각(100%)
개시 시각 — 4 ~ 24 시간 3~4시간 1~2시간 1시간 미만
열. 없음. 중간 정도 증가(10~100%) 중간에서 중대(100%) 심각(100%) 심각(100%)
개시 시각 — 1 ~ 3 시간 1시간 미만 1시간 미만 1시간 미만
CNS 기능 손상 없음 인지장애 6~20시간 인지장애 > 24시간 신속한 무력화 발작, 떨림, 운동실조, 무기력증
잠복기 28~31일 7 ~ 28 일 7일 미만 없음. 없음.
병 경도에서 중등도 백혈구 감소증
피로
약점 		중간에서 중증 백혈병
퍼부라
출혈
감염
3 Gy 이후의 탈모 		중증백혈감소증
고열
설사.
구토
현기증과 방향감각 상실
저혈압
전해질 교란 		메스꺼움
구토
심한 설사
고열
전해질 교란
쇼크 		: (48시간 미만)
사망률 신경 쓰지 않고 0–5% 5–95% 95–100% 100% 100%
주의해서 0–5% 5–50% 50–100% 99–100% 100%
죽음. 6~8주 4~6주 2 ~ 4주 2일 ~ 2주 1~2일
테이블 소스[2]

방사선 치료

주요 기사: 방사선 치료

조직의 흡수선량 측정은 방사선이 대상 [citation needed]조직에 부여하는 에너지의 양을 측정하는 것이므로 방사선 생물학에서 기본적으로 중요하다.

선량 계산

흡수 선량은 방사선 빔의 방사선 피폭(이온 또는 C/kg)에 이온화할 매체의 이온화 에너지를 곱한 값과 같다.

예를 들어, 20 °C, 101.325 kPa의 압력에서 건조한 공기의 이온화 에너지는 33.97±0.05 J/[3]C이다(이온쌍당 33.97 eV).따라서 2.58×10−4 C/kg(1광선)의 노출은 그러한 조건에서 건조한 공기에 8.76×10−3 J/kg(0.00876 Gy 또는 0.876 rad)의 흡수 선량을 침전시킨다.

흡수 선량이 균일하지 않거나 신체나 물체의 일부에만 적용되는 경우, 각 지점에서 흡수 선량의 질량 가중 평균을 취함으로써 전체 항목의 흡수 선량을 계산할 수 있다.

좀 [4]더 정확히 말하면

어디에

T{\({는 전체 항목의 질량 평균 흡수 선량이다.
T는 관심 아이템입니다.
( , ,) { D , )는 위치의 함수로서 흡수된 선량이다.
(, ,z ) { display (, y ,z )는 함수로서의 입니다.
V는 볼륨입니다.

의학적 고려사항

비균일 흡수 선량은 낮은 에너지 X선 또는 베타 방사선과 같은 연성 방사선에 일반적이다.자가 차폐는 흡수 선량이 몸 [citation needed]속 깊은 곳보다 선원에 면한 조직에서 더 높다는 것을 의미한다.

질량 평균은 방사선 치료 치료의 위험을 평가하는 데 중요할 수 있다. 방사선 치료 치료는 신체에서 매우 특정한 부피(일반적으로 종양)를 대상으로 설계되기 때문이다.예를 들어, 환자 골수 질량의 10%에 10 Gy의 방사선이 국소적으로 조사되는 경우, 골수에서 흡수된 선량은 전체적으로 1 Gy가 될 것이다.골수는 체질량의 4%를 차지하므로 전신 흡수량은 0.04 Gy가 된다.첫 번째 그림(10 Gy)은 종양에 대한 국소적 영향을 나타내며, 두 번째와 세 번째 그림(1 Gy 및 0.04 Gy)은 전체 유기체에 대한 전반적인 건강 영향을 나타내는 더 나은 지표이다.암이나 기타 확률적 영향의 위험을 추정하는 데 필요한 유의한 유효 선량에 도달하려면 이러한 수치들에 대해 추가 선량측정 계산을 수행해야 한다.

암 치료에 이온화 방사선을 사용할 경우 의사는 일반적으로 방사선 치료를 회색 단위로 처방합니다.의료 영상 선량은 킬로그램당 쿨롱 단위로 설명할 수 있지만, 방사선 의약품을 사용할 때는 보통 베크렐 단위로 투여된다.

확률적 위험 - 등가 선량에 대한 변환

방사선 방호 및 선량측정에 사용되는 외부 선량량
SI 단위로 "보호 선량" 수량의 관계를 보여주는 그래픽

장기간에 걸쳐 발생하는 암 유도 및 유전적 영향의 확률로 정의되는 확률적 방사선 위험의 경우 방사선 유형과 조사 조직의 민감도를 고려해야 한다. 이 경우 시버트 위험 인자를 생성하기 위해 수정 인자를 사용해야 한다.한 시버트는 선형 무임계 [5][6]모델에 기반하여 최종적으로 암에 걸릴 확률이 5.5%이다.이 계산은 흡수된 선량에서 시작됩니다.

확률적 위험을 나타내기 위해 선량 양 등가 선량 H와 유효 선량 E를 사용하고 흡수 [7]선량으로부터 이를 계산하기 위해 적절한 선량 인자와 계수를 사용한다.등가 및 유효 선량량은 시버트 또는 렘 단위로 표시되며, 이는 생물학적 영향이 고려되었음을 의미한다.확률적 위험의 도출은 국제방사선방호위원회(ICRP)와 국제방사선단위측정위원회(ICRU)의 권고에 따른다.이들이 개발한 방사선 방호량의 일관성 있는 시스템은 첨부 도표에 나와 있다.

전신 방사선의 경우 감마선 또는 X선의 경우 수정 인자는 수치적으로 1과 같다. 즉, 이 경우 회색 선량은 시버트 선량과 동일하다.

흡수 선량 개념과 회색 개발

1896년 초기 Crookes 튜브 X-Ray 장치를 사용.한 남자는 튜브 배출을 최적화하기 위해 형광 투시경으로 손을 보고 있고, 다른 한 남자는 튜브에 머리를 가까이 대고 있습니다.어떤 예방책도 취해지지 않고 있다.
1936년 세인트루이스에 세워진 방사선 순교자 기념비.함부르크에 있는 게오르그 병원, 1959년에 더 많은 이름이 추가되었습니다.

빌헬름 뢴트겐은 1895년 11월 8일 X선을 처음 발견했고, X선의 사용은 의학 진단, 특히 부러진 뼈와 내장된 이물질로 매우 빠르게 확산되었다. 이 물질들은 이전의 기술보다 혁명적인 발전이었다.

X선의 광범위한 사용과 이온화 방사선의 위험의 인식 증가로 인해 방사선 강도에 대한 측정 표준이 필요하게 되었고 다양한 국가가 자체 개발되었지만 다른 정의와 방법을 사용했다.결국 국제 표준화를 촉진하기 위해 1925년 런던에서 열린 제1차 국제방사선학회의(ICR)는 측정 단위를 고려할 별도의 기구를 제안했다.이는 국제방사선단위측정위원회(ICRU)[a]라고 불리며 1928년 스톡홀름에서 열린 제2차 ICR에서 Manne Siegbahn의 [8][9][b]의장직으로 출범했다.

X선의 강도를 측정하는 가장 초기 기술 중 하나는 공기가 채워진 이온 챔버를 사용하여 공기 중의 이온화 효과를 측정하는 것이었습니다.첫 번째 ICRU에서 X선 선량 한 단위를 0°C에서 1입방센티미터의 건조한 공기와 1개의 표준 압력 분위기에서 1 esu의 전하량을 생성하는 X선 양으로 정의해야 한다고 제안했다.이 방사선 피폭 단위는 5년 전에 사망한 빌헬름 뢴트겐을 기리기 위해 뢴트겐으로 명명되었다.1937년 ICRU 회의에서 이 정의는 감마선에 [10]적용되도록 확장되었다.이 접근방식은 표준화의 큰 진전이었지만 인체 조직을 포함한 다양한 유형의 물질에서 방사선의 흡수, 그에 따른 이온화 효과를 직접 측정할 수 없다는 단점이 있었고, 특정 상황에서 X선의 영향만을 측정했다. 건조한 공기에서의 이온화 효과를 클릭합니다.[11]

1940년, 윌리엄 발렌타인 메이어드, 방사선 생물학자인 존 리드와 함께 중성자 손상의 인체 조직에 미치는 영향을 연구해 온 루이스 해롤드 그레이는 "그램 로엔트겐"(기호: gr)이라고 불리는 새로운 측정 단위를 제안하고 "인상인을 생성하는 중성자 방사선의 양"으로 정의했다는 논문을 발표했다.단위 부피의 에너지 t는 물의 단위 부피에서 생성되는 에너지의 1회 방사선량 증가량과 같다."[12]이 단위는 공기 중 88erg에 상당하는 것으로 밝혀졌으며, 이후 알려지게 된 흡수 선량은 방사선 피폭이나 방사선 강도의 표현뿐만 아니라 방사선 조사 물질과의 상호작용에 의존하게 되었다.1953년 ICRU는 흡수된 방사선의 새로운 측정단위로 100erg/g에 해당하는 rad를 권고했다.rad는 일관성 있는 CGS [10]단위로 표현되었다.

1950년대 후반, CGPM은 국제 단위계(SI)[13]의 개발에 임하기 위해 ICRU를 다른 과학 기구에 초대했다.흡수 방사선의 SI 단위는 단위 질량당 축적된 에너지로 정의하기로 결정되었으며, 이는 방사선이 정의된 방법이지만 MKS 단위는 J/kg이다.이는 1975년 제15차 CGPM에 의해 확인되었고, 1965년에 사망한 루이스 해롤드 그레이를 기리기 위해 "그레이"로 명명되었다.회색은 cgs 단위인 100 rad와 같았습니다.

기타 용도

흡수 선량은 또한 조사를 관리하고 많은 분야에서 무생물 물질에 대한 이온화 방사선의 영향을 측정하는 데 사용된다.

컴포넌트 존속성

흡수 선량은 이온화 방사선 환경에서 전자 부품과 같은 장치의 생존 가능성을 평가하는 데 사용된다.

방사선 경화

방사선 경화 과정에서 무생물 물질에 흡수된 흡수 선량의 측정은 방사선 효과에 대한 전자 장치의 저항을 개선하는 데 필수적이다.

식품 조사

흡수선량은 방사선이 조사된 식품이 효과를 보장하기 위해 정확한 선량을 공급받도록 하는 데 사용되는 물리적 선량량이다.용도에 따라 다양한 선량이 사용되며 최대 70 kGy까지 높을 수 있습니다.

방사선 관련량

다음 표는 SI 단위 및 비 SI 단위로 방사선량을 보여줍니다.

이온화 방사선 관련 수량 보기 talk토크 edit편집
양 구성 단위 기호. 파생 연도 SI 당량
액티비티(A) 베크렐 Bq s−1. 1974 SI 단위
퀴리 사 3.7 × 10초10−1 1953 3.7×1010 Bq
러더포드 Rd 10초6−1 1946 1,000,000 Bq
노출(X) 킬로그램당 쿨롱 C/kg 공기량 Cµkg−1 1974 SI 단위
동작하지 않다 R esu / 0.001293g의 공기 1928 2.58 × 10−4 C/kg
흡수 선량(D) 잿빛 끝무렵 jkg−1 1974 SI 단위
그램당 에르고 erg/g 에르고그−1 1950 1.0 × 10−4 Gy
rad rad 100 erg−1 1953 0.010 Gy
등가 선량(H) 시버트 Sv Jkg−1×WR 1977 SI 단위
뢴트겐 당량자 기억하다 100 erg−1 x WR 1971 0.010 Sv
유효 선량(E) 시버트 Sv Jkgkg−1×WR×WT 1977 SI 단위
뢴트겐 당량자 기억하다 100 erg−1 × WR × WT 1971 0.010 Sv

미국 원자력규제위원회는 SI [14]단위와 함께 퀴리, 라디, 렘 단위의 사용을 허용하고 있지만, 유럽연합 유럽 측정지침 단위는 1985년 [15]12월 31일까지 "공공보건 ... 목적"을 위한 사용을 단계적으로 중단할 것을 요구했다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 원래 국제 X선 단위 위원회로 알려져 있습니다.
  2. ^ 주최국은 초기 ICRU 회의의 의장을 지명했다.

레퍼런스

  1. ^ ICRP 2007, 용어집.
  2. ^ "Radiation Exposure and Contamination - Injuries; Poisoning - Merck Manuals Professional Edition". Merck Manuals Professional Edition. Retrieved 2017-09-06.
  3. ^ Boutillon, M; Perroche-Roux, A M (1987-02-01). "Re-evaluation of the W value for electrons in dry air". Physics in Medicine and Biology. 32 (2): 213–219. doi:10.1088/0031-9155/32/2/005. ISSN 0031-9155.
  4. ^ ICRP 2007, 페이지 1.
  5. ^ "The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection". Annals of the ICRP. ICRP publication 103. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Retrieved 17 May 2012.
  6. ^ ICRP는 "약 100 mSv 미만의 낮은 선량 범위에서, 암 또는 유전 영향의 발생률이 관련 장기 및 조직의 등가 선량의 증가에 정비례하여 증가할 것이라고 가정하는 것은 과학적으로 타당하다"고 말한다.ICRP 간행물 103 64항
  7. ^ ICRP 2007, 104 및 105항.
  8. ^ Siegbahn, Manne; et al. (October 1929). "Recommendations of the International X-ray Unit Committee" (PDF). Radiology. 13 (4): 372–3. doi:10.1148/13.4.372. Retrieved 2012-05-20.
  9. ^ "About ICRU - History". International Commission on Radiation Units & Measures. Retrieved 2012-05-20.
  10. ^ a b Guill, JH; Moteff, John (June 1960). "Dosimetry in Europe and the USSR". Third Pacific Area Meeting Papers — Materials in Nuclear Applications. Symposium on Radiation Effects and Dosimetry - Third Pacific Area Meeting American Society for Testing Materials, October 1959, San Francisco, 12–16 October 1959. American Society Technical Publication. Vol. 276. ASTM International. p. 64. LCCN 60014734. Retrieved 2012-05-15.
  11. ^ Lovell, S (1979). "4: Dosimetric quantities and units". An introduction to Radiation Dosimetry. Cambridge University Press. pp. 52–64. ISBN 0-521-22436-5. Retrieved 2012-05-15.
  12. ^ 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. Retrieved 2012-05-14.
  13. ^ "CCU: Consultative Committee for Units". International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Retrieved 2012-05-18.
  14. ^ 10 CFR 20.1004. US Nuclear Regulatory Commission. 2009.
  15. ^ The Council of the European Communities (1979-12-21). "Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC". Retrieved 19 May 2012.

문학.

외부 링크