Röntgen
Unidad ajena al SI · magnitud: exposición a rayos X y gamma
01 · Definición
El röntgen es la cantidad de radiación X o gamma que produce, en un kilogramo de aire seco, una carga de 2,58·10⁻⁴ culombios de cada signo. La unidad no describe ni un cuerpo ni una sustancia, sino la capacidad de la radiación para ionizar el aire.
La elección del aire no fue casual: en 1928 se sabía medir la ionización de un gas, pero no la energía depositada en el tejido. La carga se recoge en los electrodos y se cuenta con exactitud, de modo que la magnitud resultó reproducible desde el principio. El precio son unos límites de validez estrechos: el röntgen está definido solo para radiación X y gamma, solo en aire y solo hasta energías de unos tres megaelectronvoltios. Para partículas alfa y beta carece por completo de sentido, y para conocer la dosis en una persona hay que multiplicar la lectura por un factor de conversión: un röntgen da 8,76 miligrays en aire y unos 9,6 en tejido blando.
El tejido blando absorbe los rayos X algo mejor que el aire y, a igual exposición, recibe cerca de un diez por ciento más de energía. Con el hueso la diferencia llega a cuatro veces a bajas energías: allí actúa el calcio con su alto número atómico. De ahí la regla de la dosimetría: una exposición medida en aire se convierte en dosis a un órgano solo mediante un cálculo que tiene en cuenta la sustancia, el espectro de la radiación y la geometría de la irradiación. Precisamente ese escalón de más acabó por llevar del röntgen al gray, que mide la energía depositada directamente en la sustancia de la que se habla.
02 · Conversión
Introduzca una dosis y la ficha la convertirá para aire y para tejido
La relación con el culombio por kilogramo es exacta por definición. Todo lo demás es el paso del aire a una sustancia, y eso depende de qué sustancia se trate.
El röntgen está formalmente derogado: en Rusia se retiró de las unidades admitidas ya en los años ochenta, con un periodo de transición, y el sistema internacional lo sustituyó por el culombio por kilogramo, que nunca arraigó: nadie lo usa. En cambio el microröntgen por hora sobrevivió a ambas reformas y figura en la escala de casi cualquier dosímetro doméstico, porque en esa unidad están escritas todas las normas soviéticas y todas las referencias habituales. Lo único que hay que recordar al leer un aparato así: cien microröntgens por hora son aproximadamente un microsievert por hora.
| Unidad | Nombre | Valor | Dónde aparece |
|---|---|---|---|
| R | röntgen, exposición | 1 | aparatos y normas antiguas |
| C/kg | culombio por kilogramo, la unidad SI | 0 | la definición, pero no la práctica |
| µC/kg | microculombio por kilogramo | 258 | una forma cómoda de escribirlo |
| Gy en aire | dosis absorbida en aire | 0,009 | calibración de aparatos |
| mGy en tejido | dosis absorbida en tejido blando | 9,6 | medicina y protección radiológica |
| mSv | dosis equivalente para radiación gamma | 9,6 | la normativa actual |
La dosis en tejido se calcula con un factor de conversión de 0,0096 grays por röntgen, válido para tejido blando y energías de tubo de rayos X. La dosis equivalente coincide con la absorbida, porque para la radiación X y gamma el factor de ponderación vale uno
03 · Órdenes de magnitud
tasa de dosis: del fondo a las ruinas del reactorDiez microröntgens por hora: fondo natural
04 · Instrumentos de medida
Con qué se miden los röntgens
El patrón primario: el haz pasa entre las placas mientras el electrodo colector delimita un volumen de aire conocido por el plano con precisión de micrómetros. El aparato no necesita calibrarse contra otro: reproduce la definición de la unidad al pie de la letra, y por eso se encuentra en los institutos nacionales de metrología.
El aparato de trabajo de la radioterapia: una cavidad del tamaño de un guisante en una pared de material equivalente al aire. Se calibra contra la cámara patrón y se introduce directamente en un maniquí, para medir la dosis en el punto donde estará el tumor.
Un aparato portátil de protección civil con escala hasta doscientos röntgens por hora y sonda separada. Justamente aparatos de este tipo había en la central de Chernóbil en las primeras horas del accidente: su límite de 3,6 röntgens por hora no significaba seguridad, sino solo que la aguja había topado con el final de la escala.
Un contador Geiger cuenta impulsos, pero los muestra en microröntgens por hora porque es a lo que está acostumbrado el comprador. El aparato está calibrado con cesio-137 y, con fotones de otra energía, sus lecturas se desvían en factores enteros: subestimará el fondo en un sótano con radón y lo sobrestimará junto a un equipo de rayos X.
05 · Reglas de escritura
Mayúscula en el símbolo, minúscula en el nombre
El símbolo es una R mayúscula sin punto. La unidad lleva el nombre de una persona: en el texto corrido el nombre se escribe en minúscula y admite plural — cien röntgens —, mientras que el símbolo permanece invariable y en mayúscula.
La línea del medio confunde una dosis con su tasa: el microröntgen es exposición acumulada, mientras que el aparato muestra microröntgens por hora, es decir, la velocidad a la que se acumula. La igualdad de abajo solo vale de forma aproximada y solo para tejido blando y radiación gamma: allí un röntgen da unos 0,96 rad, o sea aproximadamente, pero no exactamente, un rem. De ahí viene también la limitación principal de la unidad, que conviene tener presente al leer documentos antiguos: la exposición describe el campo de radiación en un punto, no lo que recibió quien estaba allí, y sin saber su posición, su blindaje y el tiempo de permanencia no se puede convertir lo uno en lo otro.
06 · Unidades vecinas
El röntgen es el primer escalón de una cadena de cuatro magnitudes: actividad de la fuente, ionización del aire, energía absorbida y daño esperado. Cada escalón siguiente exige un cálculo nuevo.
la misma magnitud en el SI
ionización del aire
energía en la materia
De las fichas de Simetrium están al lado el rad y el rem — los dos escalones siguientes de la misma cadena, gray y sievert, que los reemplazaron, culombio de la definición actual, y becquerelio s curio para la actividad de la fuente.
07 · Parte histórica
La dosis se medía por la quemadura y por el color de una pastilla
El primer dosímetro fue una pastilla de platinocianuro de bario que pasaba del verde al anaranjado. El médico la colocaba junto al paciente y detenía la sesión cuando el tono alcanzaba la muestra de la tarjeta. La exactitud dependía de la luz de la consulta y del ojo del médico.
Otra medida era la dosis eritema: la que provocaba un enrojecimiento duradero de la piel. Dependía de la persona, de la zona del cuerpo y de la duración de la irradiación, y variaba el doble entre pacientes y el quíntuple entre clínicas.
El Segundo Congreso Internacional de Radiología adoptó el röntgen: la carga producida en un centímetro cúbico de aire seco en condiciones normales. La magnitud pasó a poder medirse con un aparato y reproducirse en cualquier laboratorio del mundo.
La definición se reformuló en culombios y kilogramos, y después el sistema de unidades pasó al gray, que mide la energía directamente en la materia. El röntgen cayó en desuso y solo sobrevive en las escalas de los aparatos y en los relatos de accidentes antiguos, donde todas las cifras están escritas en él.
La única magnitud definida a través de una sustancia ajena
Para un metrólogo el röntgen está construido de forma extraña: describe la radiación por la reacción del aire, que nada tiene que ver con el asunto. La razón es histórica: en 1928 se sabía medir la ionización de un gas con un error de fracciones de por ciento, y la energía depositada en el tejido no se sabía medir en absoluto. El precio de esa precisión resultó doble. Primero, la unidad solo se aplica a radiación X y gamma y solo hasta energías de unos tres megaelectronvoltios: por encima, los electrones secundarios escapan del volumen medido y se rompe el equilibrio en que se apoya la definición. Segundo, entre la exposición y la dosis en la persona se interpone un cálculo que depende del espectro de la radiación y del órgano que se considere: para tejido blando el paso da un factor de alrededor de 1,1; para hueso a bajas energías, hasta cuatro. Precisamente ese escalón de más decidió la suerte de la unidad: el gray y el sievert miden directamente lo que interesa al médico. Pero al röntgen le quedó una ventaja que sus sucesores no tienen: la cámara de aire libre reproduce su definición al pie de la letra, a partir de la geometría y la carga, y por eso los patrones nacionales de dosimetría se siguen construyendo alrededor de ese diseño, y solo después se convierten a grays.
Catálogo · unidades de medida
Una ficha para cada magnitud
Siete unidades básicas del SI, veintidós derivadas con nombre propio y aquellas unidades ajenas al SI sin las que no se arreglan ni la técnica ni la vida diaria. Cada una tiene su ficha: definición, conversión, instrumentos, reglas de escritura. En 36 idiomas.
Unidades ajenas al SI
la ficha del röntgen está abiertaUnidades básicas del SI
en ocre, aquellas con las que se construye el culombio por kilogramoLos cuatro escalones de las magnitudes radiológicas
fuente · aire · materia · organismoIdioma de la ficha
36 idiomas. El símbolo R se reconoce en todas partes; lo que se traduce son los nombres de los aparatos y las magnitudes y las explicaciones de las escalas.