रॉन्टगन
SI से बाहर की इकाई · राशि: एक्स-किरण और गामा किरण की अनावरण मात्रा
01 · परिभाषा
रॉन्टगन एक्स-किरण या गामा किरण की वह मात्रा है जो एक किलोग्राम शुष्क वायु में प्रत्येक चिह्न का 2.58·10⁻⁴ कूलॉम आवेश उत्पन्न करती है। यह इकाई न किसी पिंड का वर्णन करती है और न किसी पदार्थ का, बल्कि वायु को आयनित करने की विकिरण की क्षमता का।
वायु का चुनाव संयोग नहीं था: 1928 में गैस का आयनन नापा जा सकता था, पर ऊतक को दी गई ऊर्जा बिलकुल नहीं। आवेश इलेक्ट्रोडों पर इकट्ठा होता है और ठीक-ठीक गिना जाता है, इसीलिए यह राशि आरंभ से ही दोहराने योग्य रही। इसकी कीमत है प्रयोग की सँकरी सीमाएँ: रॉन्टगन केवल एक्स-किरण और गामा किरण के लिए, केवल वायु में और केवल लगभग तीन मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट तक परिभाषित है। अल्फ़ा और बीटा कणों के लिए इसका कोई अर्थ ही नहीं, और मनुष्य में मात्रा जानने के लिए पाठ को रूपांतरण गुणांक से गुणा करना पड़ता है: एक रॉन्टगन वायु में 8.76 मिलीग्रे देता है और मृदु ऊतक में लगभग 9.6।
मृदु ऊतक वायु की तुलना में एक्स-किरणों को थोड़ा अधिक सहजता से सोखता है, इसलिए समान अनावरण मात्रा पर उसे लगभग दस प्रतिशत अधिक ऊर्जा मिलती है। हड्डी में यह अंतर कम ऊर्जाओं पर चार गुना तक पहुँच जाता है — वहाँ बड़े परमाणु क्रमांक वाला कैल्सियम काम करता है। यहीं से मात्रामिति का नियम निकलता है: वायु में नापी गई अनावरण मात्रा अंग की मात्रा तभी बनती है जब पदार्थ, विकिरण के स्पेक्ट्रम और विकिरणन की ज्यामिति को गिनने वाली गणना की जाए। यही अतिरिक्त सीढ़ी अंततः रॉन्टगन से ग्रे की ओर ले गई, जो दी गई ऊर्जा को सीधे उसी पदार्थ में नापता है जिसकी बात हो रही है।
02 · रूपांतरण
मात्रा लिखिए — यह शीट उसे वायु और ऊतक दोनों के लिए बदल देगी
कूलॉम प्रति किलोग्राम से संबंध परिभाषा से ही ठीक है। शेष सब वायु से पदार्थ तक का संक्रमण है, और वह इस पर निर्भर करता है कि बात किस पदार्थ की है।
रॉन्टगन औपचारिक रूप से रद्द हो चुका है: रूस में इसे अस्सी के दशक में ही अनुमत इकाइयों से हटा दिया गया, केवल एक संक्रमण-काल छोड़कर; और अंतरराष्ट्रीय पद्धति ने इसकी जगह कूलॉम प्रति किलोग्राम रखा, जो कभी जमा ही नहीं — उसे कोई नहीं बरतता। फिर भी माइक्रोरॉन्टगन प्रति घंटा दोनों सुधारों को झेल गया और लगभग हर घरेलू मात्रामापी के पैमाने पर बना हुआ है, क्योंकि सारे सोवियत मानक और सारे जाने-पहचाने संदर्भ इसी इकाई में लिखे हैं। ऐसा यंत्र पढ़ते समय बस एक बात याद रखनी है: सौ माइक्रोरॉन्टगन प्रति घंटा लगभग एक माइक्रोसीवर्ट प्रति घंटा है।
| इकाई | नाम | मान | कहाँ मिलती है |
|---|---|---|---|
| R | रॉन्टगन, अनावरण मात्रा | 1 | यंत्र और पुराने मानक |
| C/kg | कूलॉम प्रति किलोग्राम, SI इकाई | 0 | परिभाषा है, व्यवहार नहीं |
| µC/kg | माइक्रोकूलॉम प्रति किलोग्राम | 258 | लिखने का सुविधाजनक रूप |
| वायु में Gy | वायु में अवशोषित मात्रा | 0.009 | यंत्रों का अंशांकन |
| ऊतक में mGy | मृदु ऊतक में अवशोषित मात्रा | 9.6 | चिकित्सा और विकिरण-सुरक्षा |
| mSv | गामा किरण के लिए तुल्य मात्रा | 9.6 | आज के नियम |
ऊतक में मात्रा 0.0096 ग्रे प्रति रॉन्टगन के रूपांतरण गुणांक से गिनी गई है, जो मृदु ऊतक और एक्स-रे नलिका की ऊर्जाओं के लिए सही है। तुल्य मात्रा अवशोषित मात्रा के बराबर है, क्योंकि एक्स-किरण और गामा किरण के लिए भार गुणांक एक होता है
03 · परिमाण की कोटियाँ
मात्रा दर: पृष्ठभूमि से रिएक्टर के मलबे तकदस माइक्रोरॉन्टगन प्रति घंटा: प्राकृतिक पृष्ठभूमि
04 · मापक उपकरण
रॉन्टगन किससे नापे जाते हैं
प्राथमिक मानक: पुंज प्लेटों के बीच से गुज़रता है, और संग्राहक इलेक्ट्रोड वायु के उस आयतन को घेरता है जो आरेख से माइक्रोमीटर तक ज्ञात है। इस यंत्र को किसी दूसरे यंत्र से अंशांकित करने की ज़रूरत नहीं — यह इकाई की परिभाषा को अक्षरशः साकार करता है, और इसीलिए राष्ट्रीय मापविज्ञान संस्थानों में रखा जाता है।
विकिरण चिकित्सा का कार्यकारी यंत्र: वायु-तुल्य पदार्थ की दीवार में मटर के दाने जितनी गुहा। इसे मानक कक्ष से अंशांकित कर सीधे फैंटम में डाला जाता है, ताकि उसी बिंदु पर मात्रा नापी जा सके जहाँ ट्यूमर होगा।
नागरिक सुरक्षा का उठाकर ले जाने योग्य यंत्र, जिसका पैमाना दो सौ रॉन्टगन प्रति घंटा तक जाता है और प्रोब अलग रहता है। दुर्घटना के पहले घंटों में चेर्नोबिल संयंत्र पर ठीक ऐसे ही यंत्र थे: उनकी 3.6 रॉन्टगन प्रति घंटा की सीमा सुरक्षा नहीं जताती थी, केवल यह कि सुई पैमाने के सिरे से जा टकराई है।
गाइगर गणक गिनता तो स्पंद है, पर दिखाता माइक्रोरॉन्टगन प्रति घंटा में है, क्योंकि खरीदार को यही परिचित लगता है। यंत्र सीज़ियम-137 से अंशांकित होता है, और दूसरी ऊर्जा के फ़ोटॉनों पर उसके पाठ कई गुना खिसक जाते हैं — रेडॉन वाले तहख़ाने में वह कम दिखाएगा, और एक्स-रे यंत्र के पास अधिक।
05 · लेखन नियम
संकेत में बड़ा अक्षर, नाम में छोटा
संकेत बिना बिंदु का बड़ा R है। यह इकाई एक व्यक्ति के नाम पर है: चलती लिखावट में नाम छोटे अक्षर से लिखा जाता है और संख्या के बाद उसका रूप नहीं बदलता — सौ रॉन्टगन; संकेत सदा अपरिवर्तित और बड़े अक्षर में रहता है।
बीच वाली लिखावट मात्रा को उसकी दर से उलझा देती है: माइक्रोरॉन्टगन संचित अनावरण मात्रा है, जबकि यंत्र माइक्रोरॉन्टगन प्रति घंटा दिखाता है, यानी संचय की गति। नीचे वाली समानता केवल लगभग सही है और केवल मृदु ऊतक तथा गामा किरण के लिए: वहाँ एक रॉन्टगन लगभग 0.96 रैड देता है, यानी लगभग, पर ठीक नहीं, एक रेम। यहीं से इस इकाई की सबसे बड़ी सीमा भी निकलती है, जिसे पुराने दस्तावेज़ पढ़ते समय ध्यान में रखना चाहिए: अनावरण मात्रा किसी एक बिंदु पर विकिरण क्षेत्र का वर्णन करती है, न कि उसका जो वहाँ खड़ा था; और उसकी स्थिति, परिरक्षण तथा ठहरने के समय को जाने बिना एक को दूसरे में नहीं बदला जा सकता।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
रॉन्टगन चार राशियों की शृंखला की पहली सीढ़ी है: स्रोत की सक्रियता, वायु का आयनन, अवशोषित ऊर्जा और अपेक्षित हानि। हर अगली सीढ़ी नई गणना माँगती है।
Simetrium के पत्रकों में से पास खड़े हैं रैड और रेम — उसी शृंखला की अगली दो सीढ़ियाँ, ग्रे और सीवर्ट, जिन्होंने उनकी जगह ली, कूलॉम आज की परिभाषा से, तथा बेकरल s क्यूरी स्रोत की सक्रियता के लिए।
07 · ऐतिहासिक भाग
मात्रा जलन से और गोली के रंग से नापी जाती थी
पहला मात्रामापी बेरियम प्लैटिनोसायनाइड की गोली थी, जो हरे से नारंगी में रंग बदलती थी। चिकित्सक उसे रोगी के पास रखता और जब रंग कार्ड पर बने नमूने तक पहुँच जाता तो सत्र रोक देता। शुद्धता कक्ष की रोशनी पर और चिकित्सक की आँख पर निर्भर थी।
दूसरा माप था रक्तिमा मात्रा — वह जो त्वचा पर टिकाऊ लाली ले आती थी। यह मान मनुष्य पर, शरीर के भाग पर और विकिरणन की अवधि पर निर्भर था, और रोगियों के बीच दुगुना तथा चिकित्सालयों के बीच पाँच गुना तक भिन्न होता था।
रेडियोलॉजिस्टों की दूसरी अंतरराष्ट्रीय कांग्रेस ने रॉन्टगन को अपनाया: सामान्य परिस्थितियों में एक घन सेंटीमीटर शुष्क वायु में उत्पन्न आवेश। अब इस राशि को यंत्र से नापा जा सकता था और दुनिया की किसी भी प्रयोगशाला में दोहराया जा सकता था।
परिभाषा को कूलॉम और किलोग्राम में बदल दिया गया, और फिर इकाई-पद्धति ग्रे की ओर चली गई, जो ऊर्जा को सीधे पदार्थ में नापता है। रॉन्टगन चलन से बाहर हो गया और केवल यंत्रों के पैमानों पर तथा पुरानी दुर्घटनाओं के विवरणों में बचा, जहाँ सारे अंक उसी में लिखे हैं।
अकेली राशि जो किसी बाहरी पदार्थ के द्वारा परिभाषित है
मापविज्ञानी की दृष्टि में रॉन्टगन विचित्र ढंग से बना है: वह विकिरण का वर्णन वायु की प्रतिक्रिया से करता है, जबकि वायु का इस बात से कोई सरोकार नहीं। कारण ऐतिहासिक है — 1928 में गैस का आयनन प्रतिशत के अंशों तक नापा जा सकता था, पर ऊतक को दी गई ऊर्जा बिलकुल नहीं। इस शुद्धता की कीमत दुहरी निकली। पहली: यह इकाई केवल एक्स-किरण और गामा किरण पर लागू होती है और केवल लगभग तीन मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट तक — उससे ऊपर द्वितीयक इलेक्ट्रॉन नापे जा रहे आयतन से बाहर निकल जाते हैं और वह संतुलन टूट जाता है जिस पर परिभाषा टिकी है। दूसरी: अनावरण मात्रा और मनुष्य में मात्रा के बीच एक गणना खड़ी है, और वह विकिरण के स्पेक्ट्रम पर तथा इस पर निर्भर है कि कौन-सा अंग देखा जा रहा है: मृदु ऊतक के लिए संक्रमण लगभग 1.1 का गुणक देता है, हड्डी के लिए कम ऊर्जाओं पर चार तक। यही अतिरिक्त सीढ़ी इस इकाई का भाग्य तय कर गई: ग्रे और सीवर्ट सीधे वही नापते हैं जिसमें चिकित्सक की रुचि है। फिर भी रॉन्टगन के पास एक लाभ बचा रहा जो उसके उत्तराधिकारियों के पास नहीं — मुक्त वायु कक्ष उसकी परिभाषा को ज्यामिति और आवेश से अक्षरशः साकार करता है, इसीलिए मात्रामिति के राष्ट्रीय मानक आज भी इसी रचना के चारों ओर बनाए जाते हैं और उसी से ग्रे में बदले जाते हैं।
सूची · माप की इकाइयाँ
हर राशि के लिए एक पत्रक
SI की सात मूल इकाइयाँ, अपने नाम वाली बाईस व्युत्पन्न इकाइयाँ और SI से बाहर की वे इकाइयाँ जिनके बिना न तकनीक चलती है न रोज़मर्रा। हर एक का अपना पत्रक: परिभाषा, रूपांतरण, उपकरण, लेखन नियम। 36 भाषाओं में।
SI से बाहर की इकाइयाँ
रॉन्टगन की शीट खुली हैSI की मूल इकाइयाँ
गेरुए रंग में वे, जिनसे कूलॉम प्रति किलोग्राम बना हैविकिरण राशियों की चार सीढ़ियाँ
स्रोत · वायु · पदार्थ · शरीरपत्रक की भाषा
36 भाषाएँ। संकेत R हर जगह पहचाना जाता है; अनूदित होते हैं यंत्रों और राशियों के नाम तथा पैमानों की व्याख्याएँ।