Röntgen
SI:n ulkopuolinen yksikkö · suure: röntgen- ja gammasäteilyn altistus
01 · Määritelmä
Röntgen on se määrä röntgen- tai gammasäteilyä, joka synnyttää yhdessä kilogrammassa kuivaa ilmaa 2,58·10⁻⁴ coulombin varauksen kumpaakin merkkiä. Yksikkö ei kuvaa kappaletta eikä ainetta, vaan säteilyn kykyä ionisoida ilmaa.
Ilman valinta ei ollut sattumaa: vuonna 1928 kaasun ionisaatio osattiin mitata, mutta kudokseen luovutettua energiaa ei lainkaan. Varaus kerätään elektrodeille ja lasketaan tarkasti, ja siksi suure oli toistettavissa heti alusta. Hinta on kapeat pätevyysrajat: röntgen on määritelty vain röntgen- ja gammasäteilylle, vain ilmassa ja vain noin kolmen megaelektronivoltin energioihin asti. Alfa- ja beetahiukkasille sillä ei ole mitään mieltä, ja ihmisen annoksen saamiseksi lukema on kerrottava muunnoskertoimella: yksi röntgen antaa ilmassa 8,76 milligrayta ja pehmytkudoksessa noin 9,6.
Pehmytkudos imee röntgensäteitä hieman ilmaa halukkaammin ja saa siksi samalla altistuksella noin kymmenen prosenttia enemmän energiaa. Luulla ero kasvaa matalilla energioilla nelinkertaiseksi — siellä vaikuttaa kalsium suurine järjestyslukuineen. Tästä seuraa dosimetrian sääntö: ilmassa mitattu altistus muuttuu elinannokseksi vasta laskennan kautta, joka ottaa huomioon aineen, säteilyn spektrin ja säteilytyksen geometrian. Juuri tämä ylimääräinen askel pakotti lopulta siirtymään röntgenistä grayhin, joka mittaa luovutetun energian suoraan siinä aineessa, josta on kyse.
02 · Muunnos
Syötä annos — lehti muuntaa sen ilmalle ja kudokselle
Yhteys coulombiin kilogrammaa kohti on määritelmän mukaan tarkka. Kaikki muu on siirtymä ilmasta aineeseen, ja se riippuu siitä, mistä aineesta on kyse.
Röntgen on muodollisesti kumottu: Venäjällä se poistettiin sallituista yksiköistä jo kahdeksankymmentäluvulla siirtymäajan kanssa, ja kansainvälinen järjestelmä korvasi sen coulombilla kilogrammaa kohti, joka ei koskaan juurtunut — kukaan ei käytä sitä. Mikroröntgen tunnissa sen sijaan selvisi molemmista uudistuksista ja on lähes jokaisen kuluttajadosimetrin asteikolla, koska kaikki neuvostoliittolaiset normit ja kaikki tutut vertailukohdat on kirjoitettu siinä yksikössä. Ainoa asia, joka tällaista laitetta luettaessa on muistettava: sata mikroröntgeniä tunnissa on suunnilleen yksi mikrosievert tunnissa.
| Yksikkö | Nimi | Arvo | Missä se esiintyy |
|---|---|---|---|
| R | röntgen, altistus | 1 | laitteet ja vanhat normit |
| C/kg | coulomb kilogrammaa kohti, SI-yksikkö | 0 | määritelmä, ei käytäntö |
| µC/kg | mikrocoulomb kilogrammaa kohti | 258 | kätevä kirjoitusasu |
| Gy ilmassa | absorboitunut annos ilmassa | 0,009 | laitteiden kalibrointi |
| mGy kudoksessa | absorboitunut annos pehmytkudoksessa | 9,6 | lääketiede ja säteilysuojelu |
| mSv | ekvivalenttiannos gammasäteilylle | 9,6 | nykyinen säännöstö |
Kudosannos on laskettu muunnoskertoimella 0,0096 grayta röntgeniä kohti, joka pätee pehmytkudokselle ja röntgenputken energioille. Ekvivalenttiannos on sama kuin absorboitunut annos, koska röntgen- ja gammasäteilyn painotuskerroin on yksi
03 · Suuruusluokat
annosnopeus: taustasta reaktorin raunioihinKymmenen mikroröntgeniä tunnissa: luonnon tausta
04 · Mittalaitteet
Millä röntgeniä mitataan
Ensiönormaali: säde kulkee levyjen välistä, ja keräyselektrodi rajaa ilmatilavuuden, joka tunnetaan piirustuksesta mikrometrin tarkkuudella. Laitetta ei tarvitse kalibroida toista laitetta vasten — se toteuttaa yksikön määritelmän kirjaimellisesti ja on siksi kansallisissa mittatekniikan laitoksissa.
Sädehoidon työlaite: herneen kokoinen ontelo ilmaa vastaavasta aineesta tehdyssä seinämässä. Se kalibroidaan normaalikammiota vasten ja viedään suoraan fantomiin, jotta annos voidaan mitata siinä kohdassa, jossa kasvain tulee olemaan.
Väestönsuojelun kannettava laite, jonka asteikko yltää kahteensataan röntgeniin tunnissa ja jossa on erillinen anturi. Juuri tällaisia laitteita oli Tšernobylin voimalassa onnettomuuden ensimmäisinä tunteina: niiden raja 3,6 röntgeniä tunnissa ei tarkoittanut turvallisuutta, vaan vain sitä, että osoitin oli pysähtynyt asteikon päähän.
Geigerlaskuri laskee pulsseja mutta näyttää ne mikroröntgeneinä tunnissa, koska ostaja on siihen tottunut. Laite on kalibroitu cesium-137:llä, ja muun energian fotoneilla sen lukemat heittävät kokonaisilla kertoimilla — radonpitoisessa kellarissa se näyttää liian vähän ja röntgenlaitteen vieressä liikaa.
05 · Kirjoitussäännöt
Iso kirjain tunnuksessa, pieni nimessä
Tunnus on iso R ilman pistettä. Yksikkö on nimetty henkilön mukaan: juoksevassa tekstissä nimi kirjoitetaan pienellä ja taipuu suomen sääntöjen mukaan — sata röntgeniä — kun taas tunnus pysyy muuttumattomana ja isolla.
Keskimmäinen merkintä sekoittaa annoksen ja sen nopeuden: mikroröntgen on kertynyt altistus, kun taas laite näyttää mikroröntgeniä tunnissa eli kertymisnopeuden. Alin yhtälö pätee vain likimäärin ja vain pehmytkudokselle ja gammasäteilylle: siinä yksi röntgen antaa noin 0,96 radia eli suunnilleen, mutta ei tasan, yhden remin. Tästä seuraa myös yksikön tärkein rajoitus, joka kannattaa pitää mielessä vanhoja asiakirjoja luettaessa: altistus kuvaa säteilykenttää yhdessä pisteessä, ei sitä, minkä siellä ollut ihminen sai, eikä yhtä voi muuntaa toiseksi tuntematta hänen sijaintiaan, suojaustaan ja oleskeluaikaansa.
06 · Naapuriyksiköt
Röntgen on ensimmäinen askel neljän suureen ketjussa: lähteen aktiivisuus, ilman ionisaatio, absorboitunut energia ja odotettu haitta. Jokainen seuraava askel vaatii uuden laskennan.
Simetriumin korteista vieressä ovat rad ja rem — saman ketjun kaksi seuraavaa askelta, gray ja sievert, jotka korvasivat ne, coulombi nykyisestä määritelmästä sekä becquerel s curie lähteen aktiivisuudelle.
07 · Historiaosa
Annosta mitattiin palovammalla ja tabletin värillä
Ensimmäinen dosimetri oli bariumplatinasyanidista tehty tabletti, joka muutti värinsä vihreästä oranssiksi. Lääkäri asetti sen potilaan viereen ja keskeytti hoidon, kun sävy saavutti kortin mallin. Tarkkuus riippui huoneen valaistuksesta ja lääkärin silmästä.
Toinen mitta oli eryteema-annos — se, joka aiheutti pysyvän punoituksen ihoon. Se riippui ihmisestä, kehon kohdasta ja säteilytyksen kestosta ja vaihteli potilaiden välillä kaksinkertaisesti ja klinikoiden välillä viisinkertaisesti.
Toinen kansainvälinen radiologikongressi hyväksyi röntgenin: varaus, joka syntyy yhteen kuutiosenttimetriin kuivaa ilmaa normaaleissa olosuhteissa. Suure voitiin nyt mitata laitteella ja toistaa missä tahansa maailman laboratoriossa.
Määritelmä muotoiltiin coulombeina ja kilogrammoina, ja sitten yksikköjärjestelmä siirtyi grayhin, joka mittaa energian suoraan aineessa. Röntgen jäi pois käytöstä ja säilyi vain laitteiden asteikoilla ja vanhoja onnettomuuksia käsittelevissä teksteissä, joissa kaikki luvut on kirjoitettu siinä.
Ainoa suure, joka on määritelty vieraan aineen kautta
Mittatekniikan kannalta röntgen on oudosti rakennettu: se kuvaa säteilyä ilman reaktion kautta, eikä ilmalla ole asian kanssa mitään tekemistä. Syy on historiallinen — vuonna 1928 kaasun ionisaatio osattiin mitata prosentin murto-osien tarkkuudella, mutta kudokseen luovutettua energiaa ei lainkaan. Tuon tarkkuuden hinta oli kaksinkertainen. Ensinnäkin yksikkö pätee vain röntgen- ja gammasäteilylle ja vain noin kolmen megaelektronivoltin energioihin asti: sen yli sekundaarielektronit karkaavat mitatun tilavuuden ulkopuolelle, ja tasapaino, jonka varassa määritelmä lepää, rikkoutuu. Toiseksi altistuksen ja ihmisen annoksen välissä on laskenta, ja se riippuu säteilyn spektristä ja siitä, mitä elintä tarkastellaan: pehmytkudokselle siirtymä antaa noin kertoimen 1,1, luulle matalilla energioilla jopa neljä. Juuri tämä ylimääräinen askel ratkaisi yksikön kohtalon: gray ja sievert mittaavat suoraan sen, mikä lääkäriä kiinnostaa. Röntgenille jäi kuitenkin etu, jota sen seuraajilla ei ole — vapaailmakammio toteuttaa sen määritelmän kirjaimellisesti, geometriasta ja varauksesta, ja siksi kansalliset dosimetrian normaalit rakennetaan yhä tämän rakenteen ympärille ja muunnetaan vasta siitä grayksi.
Luettelo · mittayksiköt
Yksi lehti jokaiselle suureelle
Seitsemän SI:n perusyksikköä, kaksikymmentäkaksi omalla nimellä varustettua johdannaista ja ne SI:n ulkopuoliset yksiköt, joita ilman ei tule toimeen tekniikka eikä arki. Jokaisella on oma lehtensä: määritelmä, muunnos, laitteet, kirjoitussäännöt. 36 kielellä.
SI:n ulkopuoliset yksiköt
röntgenin lehti on aukiSI:n perusyksiköt
okran värillä ne, joista coulomb kilogrammaa kohti rakentuuSäteilysuureiden neljä askelta
lähde · ilma · aine · elimistöLehden kieli
36 kieltä. Tunnus R tunnistetaan kaikkialla; käännettäviä ovat laitteiden ja suureiden nimet sekä asteikkojen selitykset.