رونتگن
یکای بیرون از SI · کمیت: دز پرتوگیری پرتو ایکس و گاما
01 · تعریف
رونتگن آن مقدار پرتو ایکس یا گاماست که در یک کیلوگرم هوای خشک باری برابر 2,58·10⁻⁴ کولن از هر علامت پدید میآورد. این یکا نه جسمی را وصف میکند و نه مادهای را، بلکه توانایی پرتو در یونیدن هوا را.
گزینش هوا تصادفی نبود: در ۱۹۲۸ یونش گاز را میشد اندازه گرفت، اما انرژی سپردهشده به بافت را به هیچ روی نمیشد. بار روی الکترودها گرد میآید و دقیق شمرده میشود، از این رو این کمیت از همان آغاز تکرارپذیر درآمد. بهای آن مرزهای تنگ کاربرد است: رونتگن تنها برای پرتو ایکس و گاما، تنها در هوا و تنها تا انرژیهای حدود سه مگاالکترونولت تعریف شده است. برای ذرههای آلفا و بتا هیچ معنایی ندارد، و برای دانستن دز در بدن انسان باید عدد خواندهشده را در ضریب تبدیل ضرب کرد: یک رونتگن در هوا 8,76 میلیگری میدهد و در بافت نرم حدود 9,6.
بافت نرم پرتو ایکس را اندکی آسانتر از هوا میبلعد، از این رو در دز پرتوگیری یکسان حدود ده درصد انرژی بیشتری میگیرد. در استخوان این فاصله در انرژیهای پایین تا چهار برابر میرسد — آنجا کلسیم با عدد اتمی بزرگش کار میکند. از همینجا قاعدهٔ دزسنجی برمیآید: دز پرتوگیری اندازهگرفته در هوا تنها از راه محاسبهای به دز عضو بدل میشود که ماده، طیف پرتو و هندسهٔ پرتودهی را در نظر بگیرد. همین پلهٔ اضافی سرانجام گذر از رونتگن به گری را ناگزیر کرد؛ گری انرژی سپردهشده را مستقیم در همان مادهای میسنجد که سخن از آن است.
02 · تبدیل
دزی وارد کنید تا این برگه آن را هم برای هوا و هم برای بافت تبدیل کند
پیوند با کولن بر کیلوگرم بنا بر تعریف دقیق است. باقی همه گذر از هوا به ماده است و به این بستگی دارد که سخن از کدام ماده باشد.
رونتگن رسماً برچیده شده است: در روسیه همان دههٔ هشتاد از یکاهای مجاز کنار گذاشته شد و تنها دورهای گذار برجای ماند؛ نظام بینالمللی هم کولن بر کیلوگرم را جایگزین آن کرد، اما این یکی هرگز جا نیفتاد و کسی به کارش نمیبرد. با این همه میکرورونتگن در ساعت از هر دو اصلاح جان به در برد و هنوز روی درجهبندی تقریباً هر دزسنج خانگی هست، زیرا همهٔ ضوابط شوروی و همهٔ نشانههای آشنا با همین یکا نوشته شدهاند. هنگام خواندن چنین دستگاهی تنها یک نکته را باید به یاد داشت: صد میکرورونتگن در ساعت تقریباً یک میکروسیورت در ساعت است.
| یکا | نام | مقدار | کجا دیده میشود |
|---|---|---|---|
| R | رونتگن، دز پرتوگیری | 1 | دستگاهها و ضوابط کهنه |
| C/kg | کولن بر کیلوگرم، یکای SI | 0 | تعریف است، نه کاربرد |
| µC/kg | میکروکولن بر کیلوگرم | 258 | شکل نگارش آسان |
| Gy در هوا | دز جذبی در هوا | 0,009 | کالیبراسیون دستگاهها |
| mGy در بافت | دز جذبی در بافت نرم | 9,6 | پزشکی و حفاظت در برابر پرتو |
| mSv | دز معادل برای پرتو گاما | 9,6 | ضوابط امروز |
دز در بافت با ضریب گذر 0,0096 گری بر رونتگن حساب شده است که برای بافت نرم و انرژیهای لولهٔ پرتو ایکس درست است. دز معادل با دز جذبی یکی است، زیرا ضریب وزنی برای پرتو ایکس و گاما برابر یک است
03 · مرتبههای بزرگی
آهنگ دز: از زمینه تا ویرانهٔ رآکتورده میکرورونتگن در ساعت: زمینهٔ طبیعی
04 · ابزارهای اندازهگیری
رونتگن را با چه میسنجند
مرجع نخستین: باریکه از میان صفحهها میگذرد و الکترود گردآورنده حجمی از هوا را مرزبندی میکند که از نقشه تا دقت میکرومتر معلوم است. این دستگاه به کالیبراسیون با دستگاهی دیگر نیاز ندارد — تعریف یکا را مو به مو تحقق میبخشد و از همین رو در مؤسسههای ملی اندازهشناسی نگهداری میشود.
دستگاه کاری پرتودرمانی: حفرهای به اندازهٔ یک نخود در دیوارهای از مادهای همارز هوا. آن را با اتاقک مرجع کالیبره میکنند و مستقیم در فانتوم جای میدهند تا دز را در همان نقطهای بسنجند که تومور خواهد بود.
دستگاه دستی پدافند غیرنظامی با درجهبندی تا دویست رونتگن در ساعت و کاوشگر جدا. درست همین دستگاهها در ساعتهای نخست حادثه در نیروگاه چرنوبیل بودند: مرز 3,6 رونتگن در ساعت آنها ایمنی را نشان نمیداد، تنها نشان میداد که عقربه به انتهای درجهبندی رسیده است.
شمارندهٔ گایگر تپشها را میشمارد، اما آنها را بر حسب میکرورونتگن در ساعت نشان میدهد، چون خریدار به همین خو گرفته است. دستگاه با سزیم ۱۳۷ کالیبره شده و در فوتونهای با انرژی دیگر خواندههایش چندبرابر میلغزد — در زیرزمین پر از رادون کمتر نشان میدهد و کنار دستگاه پرتو ایکس بیشتر.
05 · قواعد نگارش
حرف بزرگ در نماد، حرف کوچک در نام
نماد حرف بزرگ R بدون نقطه است. این یکا نام یک شخص را بر خود دارد: در متن روان نام با حرف کوچک نوشته میشود و پس از عدد هم شکلش تغییر نمیکند — صد رونتگن؛ اما نماد همواره دستنخورده و بزرگ میماند.
سطر میانی دز را با آهنگ آن درمیآمیزد: میکرورونتگن دز پرتوگیری انباشته است، حال آنکه دستگاه میکرورونتگن در ساعت نشان میدهد، یعنی سرعت انباشت. برابری سطر پایین تنها به تقریب درست است و تنها برای بافت نرم و پرتو گاما: آنجا یک رونتگن حدود 0,96 rad میدهد، یعنی تقریباً و نه دقیقاً یک رم. از همینجا مهمترین محدودیت این یکا هم برمیآید که هنگام خواندن اسناد کهنه باید در یاد داشت: دز پرتوگیری میدان پرتو را در یک نقطه وصف میکند، نه آنچه کسی که آنجا ایستاده بوده دریافت کرده است؛ و بیدانستن جای او، پوشش و مدت ماندنش نمیتوان یکی را به دیگری تبدیل کرد.
06 · یکاهای همسایه
رونتگن نخستین پلهٔ زنجیرهای از چهار کمیت است: پرتوزایی چشمه، یونش هوا، انرژی جذبشده و آسیب مورد انتظار. هر پلهٔ بعدی محاسبهای تازه میطلبد.
از شناسنامههای Simetrium در کنار آناند راد و رم — دو پلهٔ بعدی همان زنجیره، گری و سیورت، که جای آنها را گرفتند، کولن از تعریف امروزی، و نیز بکرل s کوری برای پرتوزایی چشمه.
07 · بخش تاریخی
دز را از سوختگی و از رنگ یک قرص میسنجیدند
نخستین دزسنج قرصی از پلاتینوسیانید باریم بود که رنگش از سبز به نارنجی میگرایید. پزشک آن را کنار بیمار میگذاشت و هرگاه رنگ به نمونهٔ روی کارت میرسید جلسه را پایان میداد. دقت به روشنایی اتاق و به چشم پزشک بستگی داشت.
سنجهٔ دیگر دز سرخی بود — آن دزی که سرخی ماندگار پوست را پدید میآورد. مقدار آن به شخص، به ناحیهٔ بدن و به مدت پرتودهی بستگی داشت و میان بیماران دو برابر و میان درمانگاهها پنج برابر فرق میکرد.
دومین کنگرهٔ بینالمللی پرتوشناسان رونتگن را پذیرفت: باری که در یک سانتیمتر مکعب هوای خشک در شرایط عادی پدید میآید. از آن پس این کمیت را میشد با دستگاه سنجید و در هر آزمایشگاهی در جهان بازآفرید.
تعریف را به کولن و کیلوگرم برگرداندند و سپس نظام یکاها به گری رفت که انرژی را یکراست در خود ماده میسنجد. رونتگن از گردش بیرون آمد و تنها روی درجهبندی دستگاهها و در نوشتههایی دربارهٔ حادثههای کهنه ماند، آنجا که همهٔ عددها با آن نوشته شدهاند.
تنها کمیتی که از راه مادهای بیگانه تعریف شده است
در چشم اندازهشناس ساختار رونتگن شگفت است: پرتو را از راه واکنش هوا وصف میکند، و هوا به این موضوع هیچ ربطی ندارد. علت تاریخی است — در ۱۹۲۸ یونش گاز را میشد با خطایی در حد کسری از درصد سنجید، اما انرژی سپردهشده به بافت را به هیچ روی نمیشد. بهای این دقت دوچندان درآمد. نخست، این یکا تنها برای پرتو ایکس و گاما به کار میآید و تنها تا انرژیهای حدود سه مگاالکترونولت: بالاتر از آن الکترونهای ثانویه از حجم اندازهگیریشده بیرون میپرند و تعادلی که تعریف بر آن استوار است فرو میریزد. دوم، میان دز پرتوگیری و دز در بدن انسان محاسبهای ایستاده است که به طیف پرتو و به اینکه کدام عضو در نظر باشد بستگی دارد: برای بافت نرم ضریب گذر حدود 1,1 است و برای استخوان در انرژیهای پایین تا چهار. همین پلهٔ اضافی سرنوشت این یکا را رقم زد: گری و سیورت همان چیزی را که پزشک میخواهد یکراست میسنجند. با این همه رونتگن برتریای دارد که جانشینانش ندارند — اتاقک هوای آزاد تعریف آن را مو به مو از هندسه و بار تحقق میبخشد، و از همین رو مرجعهای ملی دزسنجی تا امروز گرد همین ساختار بنا میشوند و تنها پس از آن به گری تبدیل میگردند.
فهرست · یکاهای اندازهگیری
یک برگه برای هر کمیت
هفت یکای پایهٔ SI، بیست و دو یکای فرعی با نامهای ویژه، و یکاهای بیرون از SI که نه فناوری از آنها بینیاز است نه زندگی روزمره. هر کدام برگهٔ خود را دارد: تعریف، تبدیل، ابزارها، قواعد نگارش. به ۳۶ زبان.
یکاهای بیرون از SI
برگهٔ رونتگن باز استیکاهای پایهٔ SI
به رنگ خاکی آنهایی که کولن بر کیلوگرم از آنها ساخته شده استچهار پلهٔ کمیتهای پرتوی
چشمه · هوا · ماده · موجود زندهزبان برگه
۳۶ زبان. نماد R همهجا شناخته است؛ آنچه ترجمه میشود نام دستگاهها و کمیتها و توضیح درجهبندیهاست.