अवशोषित खुराक

अवशोषित खुराक एक खुराक मात्रा है। जो प्रति इकाई द्रव्यमान में आयनीकरण विकिरण द्वारा पदार्थ में जमा ऊर्जा का माप है। अवशोषित खुराक का उपयोग विकिरण संरक्षण (हानिकारक प्रभावों में कमी) और रेडियोलोजी (कैंसर उपचार में उदाहरण के लिए संभावित लाभकारी प्रभाव) दोनों में जीवित ऊतक में खुराक की वृद्धि की गणना में किया जाता है। इसका उपयोग सीधे निर्जीव पदार्थों पर विकिरण के प्रभाव की तुलना करने के लिए भी किया जाता है। जैसे कि विकिरण सख्त करने में।

माप की SI इकाई ग्रे (इकाई) (Gy) है। जिसे प्रति किलोग्राम पदार्थ में अवशोषित एक जूल ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया गया है। यूनिट रेड (यूनिट) की पुरानी ​​गैर-एसआई सेंटीमीटर-ग्राम-दूसरी प्रणाली कभी-कभी मुख्य रूप से यूएसए में भी उपयोग की जाती है।

नियतात्मक प्रभाव
परंपरागत रूप से विकिरण सुरक्षा में असंशोधित अवशोषित खुराक का उपयोग केवल तीव्र खुराक के उच्च स्तर के कारण तुरंत स्वास्थ्य प्रभावों को इंगित करने के लिए किया जाता है। ये ऊतक प्रभाव हैं जैसे कि तीव्र विकिरण सिंड्रोम में जिन्हें नियतात्मक प्रभाव के रूप में भी जाना जाता है। ये ऐसे प्रभाव हैं जिनका कम समय में होना निश्चित है।

विकिरण चिकित्सा
ऊतक में अवशोषित खुराक का माप रेडियोबायोलॉजी में मूलभूत महत्व का है क्योंकि यह उस ऊर्जा की मात्रा का माप है जो घटना विकिरण लक्ष्य ऊतक को प्रदान कर रहा है।

खुराक की गणना
अवशोषित खुराक विकिरण बीम के विकिरण जोखिम (आयनों या कूलम्ब/किग्रा) के बराबर है। जो आयनित होने वाले माध्यम की आयनीकरण ऊर्जा से गुणा किया जाता है।

उदाहरण के लिए, 20 °C और 101.325 kPa दबाव पर शुष्क हवा की आयनीकरण ऊर्जा 33.97±0.05 J/C है। [3] (33.97 ईवी प्रति आयन जोड़ी) इसलिए, 2.58×10-4 सी/किग्रा (1 रेंटजेन) का एक्सपोजर शुष्क हवा में 8.76×10-3 जे/किग्रा (0.00876 Gy या 0.876 रेड) की अवशोषित खुराक जमा करेगा। स्थितियाँ।

जब अवशोषित खुराक समान नहीं होती है, या जब यह केवल शरीर या वस्तु के एक हिस्से पर लागू होती है, तो पूरे मद के एक अवशोषित खुराक प्रतिनिधि की गणना प्रत्येक बिंदु पर अवशोषित खुराक के द्रव्यमान-भारित औसत से की जा सकती है।

ज्यादा ठीक,

$$\bar{D_T}=\frac{\int_{T}D(x,y,z)\rho(x,y,z)dV}{\int_{T}\rho(x,y,z)dV}$$

जहाँ
 * $$\bar{D_T}$$ संपूर्ण आइटम T की द्रव्यमान-औसत अवशोषित खुराक है।
 * $$T$$ रुचि की वस्तु है।
 * $$D(x,y,z)$$ स्थान के समारोह के रूप में अवशोषित खुराक है।
 * $$\rho(x,y,z)$$ स्थान के कार्य के रूप में घनत्व है।
 * $$V$$ मात्रा है।

चिकित्सकीय विचार
कम ऊर्जा वाले एक्स-रे या बीटा विकिरण जैसे नरम विकिरणों के लिए गैर-समान अवशोषित खुराक सामान्य है। स्व-परिरक्षण का अर्थ है कि अवशोषित खुराक शरीर में गहरे की तुलना में स्रोत का सामना करने वाले ऊतकों में अधिक होगी।

द्रव्यमान औसत रेडियोथेरेपी उपचारों के जोखिमों का मूल्यांकन करने में महत्वपूर्ण हो सकता है, क्योंकि वे शरीर में बहुत विशिष्ट मात्रा सामान्यतः एक ट्यूमर को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उदाहरण के लिए यदि किसी रोगी के अस्थि मज्जा द्रव्यमान का 10% स्थानीय स्तर पर 10 Gy विकिरण से विकिरणित होता है, तो अस्थि मज्जा में अवशोषित खुराक कुल मिलाकर 1 Gy होगी। अस्थि मज्जा शरीर द्रव्यमान का 4% बनाता है। इसलिए पूरे शरीर द्वारा अवशोषित खुराक 0.04 Gy होगी। पहला आंकड़ा (10 Gy) ट्यूमर पर स्थानीय प्रभावों का संकेत है। जबकि दूसरा और तीसरा आंकड़ा (1 Gy और 0.04 Gy) पूरे जीव पर समग्र स्वास्थ्य प्रभावों के बेहतर संकेतक हैं। सार्थक प्रभावी खुराक पर पहुंचने के लिए इन आंकड़ों पर अतिरिक्त डोसिमेट्री गणना करनी होगी। जो कैंसर या अन्य स्टोकेस्टिक प्रभावों के जोखिम का अनुमान लगाने के लिए आवश्यक है।

जब आयनीकरण विकिरण का उपयोग कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है, तो डॉक्टर सामान्यतः ग्रे की इकाइयों में रेडियोथेरेपी उपचार लिखेंगे। मेडिकल इमेजिंग खुराक को कूलम्ब प्रति किलोग्राम की इकाइयों में वर्णित किया जा सकता है। लेकिन जब रेडियोफार्मास्यूटिकल का उपयोग किया जाता है, तो उन्हें सामान्यतः बैकेरल की इकाइयों में प्रशासित किया जाएगा।

स्टोकेस्टिक जोखिम - समकक्ष खुराक में रूपांतरण


स्टोकेस्टिक विकिरण जोखिम के लिए कैंसर के सम्मिलित होने की संभावना और लंबे समय के पैमाने पर होने वाले आनुवंशिक प्रभावों के रूप में परिभाषित विकिरण के प्रकार और विकिरणित ऊतकों की संवेदनशीलता पर विचार किया जाना चाहिए। जिसके लिए जोखिम पैदा करने के लिए संशोधित कारकों के उपयोग की आवश्यकता होती है। सिवर्ट में कारक। रैखिक नो-थ्रेशोल्ड मॉडल के आधार पर एक सीवर्ट अंततः कैंसर के विकास का 5.5% मौका देता है। यह गणना अवशोषित खुराक से शुरू होती है।

स्टोकेस्टिक जोखिम का प्रतिनिधित्व करने के लिए खुराक की मात्रा बराबर खुराक H T और प्रभावी खुराक (विकिरण) E का उपयोग किया जाता है, और अवशोषित खुराक से इनकी गणना करने के लिए उपयुक्त खुराक कारक और गुणांक का उपयोग किया जाता है। समतुल्य और प्रभावी खुराक मात्रा सीवर्ट या वास्तविक (इकाई) की इकाइयों में व्यक्त की जाती है। जिसका अर्थ है कि जैविक प्रभावों को ध्यान में रखा गया है। स्टोचैस्टिक जोखिम की व्युत्पत्ति ICRP (ICRP) और विकिरण इकाइयों और मापन (ICRU) पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग की सिफारिशों के अनुसार है। उनके द्वारा विकसित रेडियोलॉजिकल सुरक्षा मात्राओं की सुसंगत प्रणाली को संलग्न आरेख में दिखाया गया है।

पूरे शरीर के विकिरण के लिए गामा किरणों या एक्स-रे के साथ संशोधित कारक संख्यात्मक रूप से 1 के बराबर होते हैं। जिसका अर्थ है कि उस स्थितियों में ग्रे खुराक सीवर्ट में खुराक के बराबर होती है।

अवशोषित खुराक अवधारणा का विकास और ग्रे
विल्हेम रॉन्टगन ने पहली बार 8 नवंबर, 1895 को एक्स-रे की खोज की। और उनका उपयोग चिकित्सा निदान विशेष रूप से टूटी हुई हड्डियों और एम्बेडेड विदेशी वस्तुओं के लिए बहुत तेज़ी से फैल गया। जहाँ वे पिछली तकनीकों पर एक क्रांतिकारी सुधार थे।

एक्स-रे के व्यापक उपयोग और आयनकारी विकिरण के खतरों के बढ़ते अहसास के कारण विकिरण तीव्रता के लिए माप मानक आवश्यक हो गए और विभिन्न देशों ने अलग-अलग परिभाषाओं और विधियों का उपयोग करते हुए अपने स्वयं के विकसित किए। आखिरकार अंतरराष्ट्रीय मानकीकरण को बढ़ावा देने के लिए 1925 में लंदन में पहली अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस ऑफ रेडियोलॉजी (आईसीआर) की बैठक में माप की इकाइयों पर विचार करने के लिए अलग निकाय का प्रस्ताव रखा गया। इसे विकिरण इकाइयों और मापन पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग या आईसीआरयू कहा जाता था। और 1928 में मैन सिगबान की अध्यक्षता में स्टॉकहोम में द्वितीय आईसीआर में अस्तित्व में आया।

एक्स-रे की तीव्रता को मापने की प्रारंभिक तकनीकों में से हवा से भरे आयन कक्ष के माध्यम से हवा में उनके आयनकारी प्रभाव को मापना था। आईसीआरयू की पहली बैठक में यह प्रस्तावित किया गया था कि एक्स-रे खुराक की एक इकाई को एक्स-रे की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाना चाहिए। जो 0 डिग्री सेल्सियस और दबाव के 1 मानक दबाव में शुष्क हवा के एक घन सेंटीमीटर में एक स्टैटकूलम्ब चार्ज का उत्पादन करेगा। विकिरण जोखिम की इस इकाई को विल्हेम रॉन्टगन के सम्मान में रॉन्टजेन (यूनिट) नाम दिया गया था। जिनकी मृत्यु पांच साल पहले हो गई थी। आईसीआरयू की 1937 की बैठक में गामा विकिरण पर लागू करने के लिए इस परिभाषा का विस्तार किया गया था। यह दृष्टिकोण चूंकि मानकीकरण में एक बड़ा कदम था। विकिरण के अवशोषण का प्रत्यक्ष माप नहीं होने का नुकसान था, और इस तरह मानव ऊतक सहित विभिन्न प्रकार के पदार्थों में आयनीकरण प्रभाव और केवल प्रभाव का माप था। विशिष्ट परिस्थिति में एक्स-रे शुष्क हवा में आयनीकरण प्रभाव।

1940 में, लुई हेरोल्ड ग्रे, जो मानव ऊतक पर न्यूट्रॉन क्षति के प्रभाव का अध्ययन कर रहे थे, ने विलियम वेलेंटाइन मेनॉर्ड और रेडियोबायोलॉजिस्ट जॉन रीड के साथ मिलकर पेपर प्रकाशित किया। जिसमें माप की नई इकाई ने ग्राम रेंटजेन (प्रतीक: जीआर को डब किया। ) प्रस्तावित किया गया था, और न्यूट्रॉन विकिरण की उस मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया था जो विकिरण के रेंटजेन द्वारा पानी की इकाई मात्रा में उत्पादित ऊर्जा की वृद्धि के बराबर ऊतक की इकाई मात्रा में ऊर्जा में वृद्धि का उत्पादन करता है। यह इकाई हवा में 88 एर्ग के बराबर पाई गई थी, और अवशोषित खुराक को बना दिया। जैसा कि बाद में पता चला विकिरणित सामग्री के साथ विकिरण की बातचीत पर निर्भर करता है, न कि केवल विकिरण जोखिम या तीव्रता की अभिव्यक्ति जो कि रेंटजेन प्रतिनिधित्व किया। 1953 में आईसीआरयू ने अवशोषित विकिरण के माप की नई इकाई के रूप में 100 erg/g के बराबर रेड (यूनिट) की सिफारिश की। रेड को सुसंगत सीजीएस प्रणाली इकाइयों में व्यक्त किया गया था।

1950 के दशक के अंत में सीजीपीऍम ने आईसीआरयू को अन्य वैज्ञानिक निकायों में सम्मिलित होने के लिए आमंत्रित किया। जिससे वे इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली या SI के विकास पर काम कर सकें। अवशोषित विकिरण की SI इकाई को प्रति इकाई द्रव्यमान में जमा ऊर्जा के रूप में परिभाषित करने का निर्णय लिया गया था। जो कि रेड को कैसे परिभाषित किया गया था लेकिन इकाइयों की MKS प्रणाली में यह J/kg होगा। इसकी पुष्टि 1975 में 15वीं सीजीपीएम द्वारा की गई थी, और यूनिट का नाम लुई हेरोल्ड ग्रे के सम्मान में ग्रे रखा गया था। जिनकी मृत्यु 1965 में हुई थी। ग्रे 100 रेड सीजीएस यूनिट के बराबर था।

अन्य उपयोग
अवशोषित खुराक का उपयोग विकिरण को प्रबंधित करने और कई क्षेत्रों में निर्जीव पदार्थ पर आयनकारी विकिरण के प्रभाव को मापने के लिए भी किया जाता है।

घटक उत्तरजीविता
अवशोषित खुराक का उपयोग आयनीकरण विकिरण वातावरण में इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे उपकरणों की उत्तरजीविता को रेट करने के लिए किया जाता है।

विकिरण सख्त
निर्जीव पदार्थ द्वारा अवशोषित खुराक का मापन विकिरण सख्त करने की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण है। जो विकिरण प्रभाव के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रतिरोध में सुधार करता है।

खाद्य किरणन
अवशोषित खुराक भौतिक खुराक मात्रा है। जिसका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि विकिरणित भोजन को प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए सही खुराक प्राप्त हुई है। अनुप्रयोग के आधार पर परिवर्तनीय खुराक का उपयोग किया जाता है और यह 70 kGy जितना अधिक हो सकता है।

विकिरण-संबंधी मात्राएँ
निम्न तालिका एसआई और गैर-एसआई इकाइयों में विकिरण मात्रा दर्शाती है:

यद्यपि संयुक्त राज्य परमाणु नियामक आयोग एसआई इकाइयों के साथ-साथ क्यूरी (इकाई) रेड (यूनिट) और रेम (यूनिट) इकाइयों के उपयोग की अनुमति देता है। यूरोपीय संघ माप निर्देशों की यूरोपीय इकाइयों के लिए आवश्यक है कि सार्वजनिक स्वास्थ्य उद्देश्यों के लिए उनके उपयोग को 31 दिसंबर 1985 तक समाप्त कर दिया जाए।

यह भी देखें

 * कर्म (भौतिकी)
 * मतलब ग्रंथियों की खुराक
 * :श्रेणी:विकिरण खुराक की इकाइयाँ

बाहरी संबंध

 * Specific Gamma-Ray Dose Constants for Nuclides Important to Dosimetry and Radiological Assessment, Laurie M. Unger and D. K . Trubey, Oak Ridge National Laboratory, May 1982 - contains gamma-ray dose constants (in tissue) for approximately 500 radionuclides.