Röntgen
SI-n kívüli egység · mennyiség: a röntgen- és gamma-sugárzás besugárzási dózisa
01 · Meghatározás
A röntgen az a röntgen- vagy gamma-sugárzásmennyiség, amely egy kilogramm száraz levegőben 2,58·10⁻⁴ coulomb töltést kelt mindkét előjelből. Az egység nem testet és nem anyagot ír le, hanem a sugárzás azon képességét, hogy a levegőt ionizálja.
A levegő választása nem volt véletlen: 1928-ban a gáz ionizációját mérni tudták, a szövetnek átadott energiát azonban egyáltalán nem. A töltés az elektródákon gyűlik össze és pontosan megszámolható, ezért a mennyiség kezdettől fogva reprodukálható volt. Az ár a szűk érvényességi határ: a röntgen csak röntgen- és gamma-sugárzásra van meghatározva, csak levegőben és csak körülbelül három megaelektronvoltig. Alfa- és béta-részecskékre semmi értelme, az emberben elnyelt dózis megismeréséhez pedig a leolvasott értéket átszámítási tényezővel kell szorozni: egy röntgen levegőben 8,76 milligrayt ad, lágy szövetben körülbelül 9,6-ot.
A lágy szövet valamivel készségesebben nyeli el a röntgensugarakat, mint a levegő, ezért azonos besugárzási dózis mellett körülbelül tíz százalékkal több energiát kap. Csontnál a különbség alacsony energiákon a négyszeresét is eléri — ott a nagy rendszámú kalcium dolgozik. Innen a dozimetria szabálya: a levegőben mért besugárzási dózis csak számítás útján lesz szervdózis, amely figyelembe veszi az anyagot, a sugárzás spektrumát és a besugárzás geometriáját. Éppen ez a többletlépés kényszerítette ki végül az áttérést a röntgenről a grayre, amely az átadott energiát közvetlenül abban az anyagban méri, amelyről szó van.
02 · Átváltás
Adjon meg egy dózist — az adatlap átszámítja levegőre és szövetre
A coulomb per kilogrammal való kapcsolat meghatározás szerint pontos. Minden más a levegőből az anyagba való átmenet, és ez attól függ, milyen anyagról van szó.
A röntgent formálisan eltörölték: Oroszországban már a nyolcvanas években kivezették az engedélyezett egységek közül, átmeneti időszakkal, a nemzetközi rendszer pedig a coulomb per kilogrammal váltotta fel, amely soha nem honosodott meg — senki sem használja. A mikroröntgen óránként ellenben mindkét reformot túlélte, és szinte minden háztartási doziméter skáláján ott van, mert ebben az egységben íródott minden szovjet előírás és minden megszokott viszonyítási pont. Egy ilyen műszer leolvasásakor csak egyet kell észben tartani: száz mikroröntgen óránként nagyjából egy mikrosievert óránként.
| Egység | Név | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|---|
| R | röntgen, besugárzási dózis | 1 | műszerek és régi előírások |
| C/kg | coulomb per kilogramm, az SI-egység | 0 | a meghatározás, de nem a gyakorlat |
| µC/kg | mikrocoulomb per kilogramm | 258 | kényelmes írásmód |
| Gy levegőben | elnyelt dózis levegőben | 0,009 | műszerek hitelesítése |
| mGy szövetben | elnyelt dózis lágy szövetben | 9,6 | orvoslás és sugárvédelem |
| mSv | egyenérték-dózis gamma-sugárzásra | 9,6 | a mai szabályozás |
A szöveti dózist 0,0096 gray per röntgen átszámítási tényezővel számoltuk, amely lágy szövetre és röntgencső-energiákra érvényes. Az egyenérték-dózis megegyezik az elnyelttel, mert röntgen- és gamma-sugárzásra a súlyozó tényező egy
03 · Nagyságrendek
dózisteljesítmény: a háttértől a szétrombolt reaktorigTíz mikroröntgen óránként: természetes háttér
04 · Mérőműszerek
Mivel mérik a röntgent
Az elsődleges etalon: a nyaláb a lemezek között halad, miközben a gyűjtőelektróda mikrométer pontossággal, rajzról ismert levegőtérfogatot határol. A műszert nem kell másik műszerhez hitelesíteni — szó szerint megvalósítja az egység meghatározását, ezért áll a nemzeti mérésügyi intézetekben.
A sugárterápia munkaműszere: borsó nagyságú üreg levegőekvivalens anyagú falban. Az etalonkamrához hitelesítik, és közvetlenül a fantomba vezetik, hogy megmérjék a dózist ott, ahol majd a daganat lesz.
A polgári védelem hordozható műszere, kétszáz röntgen óránkénti skálával és különálló szondával. Pontosan ilyen műszerek voltak a csernobili erőműben a baleset első óráiban: a 3,6 röntgen óránkénti határuk nem biztonságot jelentett, csupán azt, hogy a mutató nekifeszült a skála végének.
A Geiger-számláló impulzusokat számol, de mikroröntgen óránként mértékben jelzi ki őket, mert a vásárló ehhez szokott. A műszert cézium-137-tel hitelesítik, és más energiájú fotonoknál értékei egész szorzókkal térnek el — radonos pincében kevesebbet mutat, röntgenkészülék mellett többet.
05 · Írásszabályok
Nagybetű a jelben, kisbetű a névben
A jel nagy R, pont nélkül. Az egység személynevet visel: folyó szövegben a neve kisbetűs, és szám után egyes számban áll — száz röntgen — mert a szám maga jelzi a többességet; a jel viszont változatlan és nagybetűs marad.
A középső bejegyzés összekeveri a dózist a teljesítményével: a mikroröntgen felhalmozott besugárzási dózis, a műszer viszont mikroröntgen óránként értéket mutat, vagyis a felhalmozódás sebességét. Az alsó egyenlőség csak közelítőleg és csak lágy szövetre és gamma-sugárzásra igaz: ott egy röntgen körülbelül 0,96 radot ad, azaz nagyjából, de nem pontosan egy remet. Innen ered az egység fő korlátja is, amelyet régi iratok olvasásakor érdemes észben tartani: a besugárzási dózis a sugárzási teret írja le egy pontban, nem azt, amit az ott álló ember kapott, és helyzetének, árnyékolásának és tartózkodási idejének ismerete nélkül az egyik nem számítható át a másikra.
06 · Szomszédos egységek
A röntgen négy mennyiségből álló lánc első foka: a forrás aktivitása, a levegő ionizációja, az elnyelt energia és a várható kár. Minden további fok új számítást kíván.
ugyanaz a mennyiség SI-ben
a levegő ionizációja
energia az anyagban
A Simetrium adatlapjai közül mellette áll a rad és a rem — ugyanannak a láncnak a következő két foka, gray és sievert, amelyek felváltották őket, coulomb a mai meghatározásból, valamint becquerel s curie a forrás aktivitására.
07 · Történeti rész
A dózist égési sérülésből és egy tabletta színéből mérték
Az első doziméter báriumplatinacianid tabletta volt, amely zöldből narancssárgává változott. Az orvos a beteg mellé tette, és akkor szakította meg a kezelést, amikor az árnyalat elérte a kártyán lévő mintát. A pontosság a rendelő megvilágításától és az orvos szemétől függött.
Másik mérték az eritémadózis volt — az, amely tartós bőrpírt okozott. Az embertől, a testtájéktól és a besugárzás időtartamától függött, és betegenként kétszeresen, klinikánként ötszörösen tért el.
A Második Nemzetközi Radiológiai Kongresszus elfogadta a röntgent: az a töltés, amely egy köbcentiméter száraz levegőben normál körülmények között keletkezik. A mennyiséget ettől kezdve műszerrel lehetett mérni és a világ bármely laboratóriumában megismételni.
A meghatározást coulombra és kilogrammra fogalmazták át, majd az egységrendszer áttért a grayre, amely az energiát közvetlenül az anyagban méri. A röntgen kiment a használatból, és csak a műszerek skáláin maradt meg, valamint a régi balesetekről szóló szövegekben, ahol minden szám ebben van írva.
Az egyetlen mennyiség, amelyet idegen anyag határoz meg
A mérésügy embere számára a röntgen furcsán van felépítve: a sugárzást a levegő válaszán át írja le, a levegőnek pedig semmi köze a dologhoz. Az ok történeti — 1928-ban a gáz ionizációját a százalék töredékére pontosan lehetett mérni, a szövetnek átadott energiát pedig egyáltalán nem. E pontosság ára kétszeres lett. Először: az egység csak röntgen- és gamma-sugárzásra érvényes, és csak körülbelül három megaelektronvoltig — fölötte a másodlagos elektronok elhagyják a mért térfogatot, és felborul az egyensúly, amelyen a meghatározás nyugszik. Másodszor: a besugárzási dózis és az emberben elnyelt dózis között számítás áll, amely a sugárzás spektrumától és a vizsgált szervtől függ: lágy szövetre az átmenet körülbelül 1,1-es szorzót ad, csontra alacsony energiákon akár négyet. Éppen ez a többletlépés döntötte el az egység sorsát: a gray és a sievert közvetlenül azt méri, ami az orvost érdekli. A röntgennek azonban megmaradt egy előnye, amely utódainak nincs meg: a szabadlevegős kamra szó szerint megvalósítja a meghatározását, geometriából és töltésből, ezért a nemzeti dozimetriai etalonok mind a mai napig e szerkezet köré épülnek, és csak onnan számítanak át grayre.
Katalógus · mértékegységek
Egy lap minden mennyiséghez
Az SI hét alapegysége, huszonkét saját nevű származtatott egység, és azok az SI-n kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek saját lapja van: meghatározás, átváltás, műszerek, írásszabályok. 36 nyelven.
Az SI-n kívüli egységek
a röntgen adatlapja nyitvaAz SI alapegységei
okkerrel azok, amelyekből a coulomb per kilogramm felépülA sugárzási mennyiségek négy foka
forrás · levegő · anyag · szervezetA lap nyelve
36 nyelv. Az R jel mindenütt felismerhető; a műszerek és mennyiségek nevét, valamint a skálák magyarázatát fordítjuk.