رونتجن
وحدة خارج النظام الدولي · الكمية: جرعة التعرض للأشعة السينية وأشعة جاما
01 · التعريف
الرونتجن هو مقدار الأشعة السينية أو أشعة جاما الذي يُنتج في كيلوجرام واحد من الهواء الجاف شحنة قدرها 2,58·10⁻⁴ كولوم من كل إشارة. لا تصف هذه الوحدة جسمًا ولا مادة، بل قدرة الإشعاع على تأيين الهواء.
لم يكن اختيار الهواء من قبيل الصدفة: ففي عام 1928 كان في الإمكان قياس تأيّن الغاز، أما الطاقة المسلَّمة إلى النسيج فلم يكن قياسها ممكنًا البتة. تُجمع الشحنة على الأقطاب وتُعدّ بدقة، ولذلك جاءت هذه الكمية قابلة للتكرار منذ البداية. وثمن ذلك حدودُ استعمالٍ ضيقة: الرونتجن معرَّف للأشعة السينية وأشعة جاما وحدها، وفي الهواء وحده، وحتى طاقات تبلغ نحو ثلاثة ميجا إلكترون فولت فقط. أما جسيمات ألفا وبيتا فلا معنى له معها إطلاقًا، ولمعرفة الجرعة في الإنسان يجب ضرب القراءة في معامل تحويل: يعطي رونتجن واحد في الهواء 8,76 ميلي جراي، وفي النسيج الرخو نحو 9,6.
يمتص النسيج الرخو الأشعة السينية بسهولة أكبر قليلًا من الهواء، ولذلك يتلقى عند جرعة التعرض نفسها طاقة أكثر بنحو عشرة في المئة. أما في العظم فيبلغ الفارق أربعة أضعاف عند الطاقات المنخفضة، إذ يعمل هناك الكالسيوم بعدده الذري الكبير. ومن هنا تأتي قاعدة قياس الجرعات: جرعة التعرض المقيسة في الهواء لا تصير جرعةً في عضوٍ إلا عبر حساب يأخذ في الاعتبار المادة وطيف الإشعاع وهندسة التشعيع. وهذه الدرجة الزائدة هي التي دفعت في النهاية إلى الانتقال من الرونتجن إلى الجراي، الذي يقيس الطاقة المسلَّمة مباشرةً في المادة نفسها موضع الحديث.
02 · التحويل
أدخل جرعة، وستحوّلها هذه الصفحة للهواء وللنسيج معًا
العلاقة بالكولوم لكل كيلوجرام دقيقة بحكم التعريف. وكل ما عداها انتقال من الهواء إلى مادة، وهو يتوقف على أي مادة يدور الحديث.
أُلغي الرونتجن رسميًا: ففي روسيا شُطب من الوحدات المسموح بها منذ الثمانينيات مع ترك فترة انتقالية، واستبدل به النظام الدولي الكولوم لكل كيلوجرام، غير أن هذا الأخير لم يترسّخ قط ولا أحد يستعمله. ومع ذلك نجا الميكرورونتجن في الساعة من الإصلاحين معًا، وما زال على تدريج كل مقياس جرعات منزلي تقريبًا، لأن جميع المعايير السوفيتية وجميع المرجعيات المألوفة مكتوبة بهذه الوحدة. والشيء الوحيد الذي ينبغي تذكره عند قراءة مثل هذا الجهاز: مئة ميكرورونتجن في الساعة تعادل نحو ميكروسيفرت واحد في الساعة.
| الوحدة | الاسم | القيمة | أين تُصادَف |
|---|---|---|---|
| R | رونتجن، جرعة التعرض | 1 | الأجهزة والمعايير القديمة |
| C/kg | كولوم لكل كيلوجرام، وحدة النظام الدولي | 0 | تعريف لا ممارسة |
| µC/kg | ميكروكولوم لكل كيلوجرام | 258 | صيغة كتابة مريحة |
| Gy في الهواء | الجرعة الممتصة في الهواء | 0,009 | معايرة الأجهزة |
| mGy في النسيج | الجرعة الممتصة في النسيج الرخو | 9,6 | الطب والوقاية من الإشعاع |
| mSv | الجرعة المكافئة لأشعة جاما | 9,6 | التنظيم اليوم |
حُسبت الجرعة في النسيج بمعامل تحويل قدره 0,0096 جراي لكل رونتجن، وهو صالح للنسيج الرخو ولطاقات أنبوب الأشعة السينية. وتساوي الجرعة المكافئة الجرعة الممتصة، لأن معامل الترجيح للأشعة السينية وأشعة جاما يساوي واحدًا
03 · رتب المقادير
معدل الجرعة: من الخلفية إلى أنقاض المفاعلعشرة ميكرورونتجن في الساعة: الخلفية الطبيعية
04 · أجهزة القياس
بماذا تُقاس الرونتجنات
المعيار الأولي: تمر الحزمة بين اللوحين، بينما يحدّ قطب التجميع حجمًا من الهواء معلومًا من الرسم بدقة الميكرومتر. لا يحتاج هذا الجهاز إلى معايرة بجهاز آخر، فهو يحقق تعريف الوحدة حرفيًا، ولذلك يوجد في معاهد القياس الوطنية.
الجهاز العملي في العلاج بالإشعاع: تجويف بحجم حبة بازلاء داخل جدار من مادة مكافئة للهواء. يُعاير على الغرفة المعيارية ويُدخل مباشرة في مجسّم لقياس الجرعة عند النقطة التي سيكون فيها الورم.
جهاز محمول للدفاع المدني، تدريجه حتى مئتي رونتجن في الساعة ومجسّه منفصل. هذه بالضبط هي الأجهزة التي كانت في محطة تشيرنوبل في الساعات الأولى من الحادث: لم يكن حدها البالغ 3,6 رونتجن في الساعة يعني الأمان، بل يعني فقط أن المؤشر بلغ طرف التدريج.
عدّاد جايجر يعدّ النبضات، لكنه يعرضها بالميكرورونتجن في الساعة لأن المشتري اعتاد ذلك. الجهاز معاير بالسيزيوم 137، وعند فوتونات ذات طاقة أخرى تنحرف قراءاته أضعافًا: في قبو مليء بالرادون يعطي أقل مما ينبغي، وبجوار جهاز الأشعة السينية يعطي أكثر.
05 · قواعد الكتابة
حرف كبير في الرمز وصغير في الاسم
الرمز حرف R كبير بلا نقطة. تحمل هذه الوحدة اسم شخص، فيُكتب الاسم في النص العادي بحرف صغير ولا يتغير بعد العدد — مئة رونتجن — بينما يبقى الرمز ثابتًا وبحرف كبير.
السطر الأوسط يخلط بين الجرعة ومعدلها: فالميكرورونتجن جرعة تعرض متراكمة، أما الجهاز فيعرض ميكرورونتجن في الساعة، أي سرعة التراكم. والمساواة في السطر الأخير صحيحة تقريبًا فقط، وللنسيج الرخو وأشعة جاما فقط: هناك يعطي رونتجن واحد نحو 0,96 rad، أي ما يقارب ريمًا واحدًا لا ريمًا بالضبط. ومن هنا يأتي أهم قيود هذه الوحدة، وهو جدير بالتذكر عند قراءة الوثائق القديمة: جرعة التعرض تصف مجال الإشعاع عند نقطة، لا ما تلقّاه من كان واقفًا هناك؛ ومن دون معرفة موضعه ودرعه ومدة بقائه لا يمكن تحويل إحداهما إلى الأخرى.
06 · الوحدات المجاورة
الرونتجن هو الدرجة الأولى في سلسلة من أربع كميات: نشاط المصدر، وتأيّن الهواء، والطاقة الممتصة، والضرر المتوقع. وكل درجة تالية تتطلب حسابًا جديدًا.
من بطاقات Simetrium يجاورها الراد والريم — الدرجتان التاليتان من السلسلة نفسها، الغراي و سيفرت، اللذان حلّا محلهما، كولوم من التعريف الحالي، و البيكريل s الكوري لنشاط المصدر.
07 · القسم التاريخي
كانت الجرعة تُقاس بالحرق وبلون قرص
كان أول مقياس للجرعات قرصًا من سيانيد البلاتين والباريوم يتحول لونه من الأخضر إلى البرتقالي. يضعه الطبيب بجوار المريض ويوقف الجلسة حين يبلغ اللون النموذج المرسوم على البطاقة. وكانت الدقة تتوقف على إضاءة الغرفة وعلى عين الطبيب.
وكان هناك مقياس آخر هو جرعة الحمامى، أي الجرعة التي تُحدث احمرارًا دائمًا في الجلد. وكانت القيمة تتوقف على الشخص وعلى موضع الجسم وعلى مدة التشعيع، فتختلف بين المرضى بمقدار الضعف وبين المستشفيات بمقدار خمسة أضعاف.
أقرّ المؤتمر الدولي الثاني لأطباء الأشعة الرونتجن: الشحنة التي تنشأ في سنتيمتر مكعب واحد من الهواء الجاف في الظروف العادية. وصار بالإمكان قياس هذه الكمية بجهاز وتكرارها في أي مختبر في العالم.
نُقل التعريف إلى الكولوم والكيلوجرام، ثم انتقل نظام الوحدات إلى الجراي الذي يقيس الطاقة مباشرة في المادة. وخرج الرونتجن من التداول ولم يبق إلا على تدريجات الأجهزة وفي النصوص عن الحوادث القديمة، حيث كُتبت كل الأرقام به.
الكمية الوحيدة المعرَّفة عبر مادة أجنبية عن الموضوع
يبدو الرونتجن لعالم القياس غريب البنية: فهو يصف الإشعاع عبر استجابة الهواء، والهواء لا شأن له بالموضوع. والسبب تاريخي: ففي عام 1928 كان قياس تأيّن الغاز ممكنًا بخطأ لا يتعدى أجزاءً من المئة، أما الطاقة المسلَّمة إلى النسيج فلم يكن قياسها ممكنًا البتة. وجاء ثمن هذه الدقة مضاعفًا. أولًا، الوحدة صالحة للأشعة السينية وأشعة جاما وحدها، وحتى طاقات تبلغ نحو ثلاثة ميجا إلكترون فولت فقط: وفوق ذلك تفلت الإلكترونات الثانوية خارج الحجم المقيس، فينكسر التوازن الذي يقوم عليه التعريف. وثانيًا، بين جرعة التعرض والجرعة في الإنسان يقف حساب، وهو يتوقف على طيف الإشعاع وعلى العضو موضع النظر: فللنسيج الرخو يعطي الانتقال معاملًا نحو 1,1، وللعظم عند الطاقات المنخفضة حتى أربعة. وهذه الدرجة الزائدة هي التي حسمت مصير الوحدة: فالجراي والسيفرت يقيسان مباشرة ما يهم الطبيب. غير أن للرونتجن ميزة لا يملكها خلفاؤه: غرفة الهواء الحر تحقق تعريفه حرفيًا انطلاقًا من الهندسة والشحنة، ولذلك ما زالت المعايير الوطنية لقياس الجرعات تُبنى حتى اليوم حول هذا التركيب، ومنه وحده يجري التحويل إلى الجراي.
الفهرس · وحدات القياس
صفحة لكل مقدار
سبع وحدات أساسية في النظام الدولي، واثنتان وعشرون وحدة مشتقة بأسماء خاصة، ووحدات خارج النظام لا تستغني عنها الهندسة ولا الحياة اليومية. لكل واحدة صفحتها: التعريف والتحويل والأجهزة وقواعد الكتابة. بـ36 لغة.
وحدات خارج SI
صفحة الرونتجن مفتوحةالوحدات الأساسية للنظام الدولي
باللون المغرة تلك التي يتألف منها الكولوم لكل كيلوجرامالدرجات الأربع لكميات الإشعاع
المصدر · الهواء · المادة · الكائنلغة الصفحة
٣٦ لغة. الرمز R معروف في كل مكان؛ وما يُترجم هو أسماء الأجهزة والكميات وشروح التدريجات.