Röntgen
Satuan di luar SI · besaran: dosis paparan sinar-X dan sinar gama
01 · Definisi
Röntgen adalah jumlah sinar-X atau sinar gama yang menghasilkan, dalam satu kilogram udara kering, muatan sebesar 2,58·10⁻⁴ coulomb untuk masing-masing tanda. Satuan ini tidak menggambarkan benda maupun zat, melainkan kemampuan radiasi mengionkan udara.
Pemilihan udara bukanlah kebetulan: pada 1928 ionisasi gas sudah dapat diukur, sedangkan energi yang diserahkan kepada jaringan sama sekali belum. Muatan dikumpulkan pada elektrode dan dihitung dengan tepat, sehingga besaran ini sejak awal dapat diulang. Harganya adalah batas berlaku yang sempit: röntgen hanya ditetapkan untuk sinar-X dan sinar gama, hanya di udara, dan hanya sampai energi sekitar tiga megaelektronvolt. Untuk partikel alfa dan beta ia tidak bermakna sama sekali, dan untuk mengetahui dosis pada manusia bacaan harus dikalikan dengan faktor konversi: satu röntgen memberi 8,76 miligray di udara dan sekitar 9,6 di jaringan lunak.
Jaringan lunak menyerap sinar-X sedikit lebih mudah daripada udara, sehingga pada dosis paparan yang sama ia menerima energi sekitar sepuluh persen lebih banyak. Pada tulang selisihnya mencapai empat kali pada energi rendah — di sana kalsium dengan nomor atomnya yang besar bekerja. Dari sini lahir kaidah dosimetri: dosis paparan yang diukur di udara baru menjadi dosis organ melalui perhitungan yang memperhitungkan zat, spektrum radiasi, dan geometri penyinaran. Justru langkah tambahan inilah yang akhirnya memaksa perpindahan dari röntgen ke gray, yang mengukur energi yang diserahkan langsung di dalam zat yang dimaksud.
02 · Konversi
Masukkan dosis — lembar ini akan mengonversinya untuk udara dan jaringan
Kaitan dengan coulomb per kilogram tepat menurut definisi. Selebihnya adalah peralihan dari udara ke suatu zat, dan itu bergantung pada zat apa yang dimaksud.
Röntgen secara resmi telah dihapus: di Rusia ia dikeluarkan dari satuan yang diizinkan sejak tahun delapan puluhan, dengan masa peralihan, sedangkan sistem internasional menggantinya dengan coulomb per kilogram, yang tidak pernah mengakar — tak seorang pun memakainya. Sebaliknya, mikroröntgen per jam bertahan melewati kedua pembaruan itu dan tertera pada skala hampir setiap dosimeter rumah tangga, sebab semua ketentuan Soviet dan semua patokan yang lazim ditulis dalam satuan tersebut. Satu hal saja yang perlu diingat saat membaca alat semacam itu: seratus mikroröntgen per jam kira-kira sama dengan satu mikrosievert per jam.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| R | röntgen, dosis paparan | 1 | alat dan ketentuan lama |
| C/kg | coulomb per kilogram, satuan SI | 0 | definisinya, bukan praktiknya |
| µC/kg | mikrocoulomb per kilogram | 258 | bentuk penulisan yang praktis |
| Gy di udara | dosis serap di udara | 0,009 | kalibrasi alat |
| mGy di jaringan | dosis serap di jaringan lunak | 9,6 | kedokteran dan proteksi radiasi |
| mSv | dosis ekivalen untuk sinar gama | 9,6 | ketentuan masa kini |
Dosis di jaringan dihitung dengan faktor konversi 0,0096 gray per röntgen, yang berlaku untuk jaringan lunak dan energi tabung sinar-X. Dosis ekivalen sama dengan dosis serap, sebab untuk sinar-X dan sinar gama faktor bobotnya bernilai satu
03 · Orde besaran
laju dosis: dari latar hingga reruntuhan reaktorSepuluh mikroröntgen per jam: latar alami
04 · Alat ukur
Dengan apa röntgen diukur
Standar primer: berkas melewati ruang di antara pelat, sementara elektrode pengumpul membatasi volume udara yang diketahui dari gambar sampai ketelitian mikrometer. Alat ini tidak perlu dikalibrasi terhadap alat lain — ia mewujudkan definisi satuan secara harfiah, dan karena itu berada di lembaga metrologi nasional.
Alat kerja radioterapi: rongga sebesar sebutir kacang polong di dalam dinding dari bahan setara udara. Ia dikalibrasi terhadap kamar acuan dan dimasukkan langsung ke dalam fantom, untuk mengukur dosis di titik tempat tumor nantinya berada.
Alat jinjing pertahanan sipil dengan skala hingga dua ratus röntgen per jam dan probe terpisah. Justru alat semacam inilah yang ada di PLTN Chernobyl pada jam-jam pertama kecelakaan: batas 3,6 röntgen per jam pada alat itu tidak berarti aman, melainkan hanya bahwa jarumnya sudah mentok di ujung skala.
Pencacah Geiger menghitung pulsa, tetapi menampilkannya dalam mikroröntgen per jam, karena pembeli terbiasa demikian. Alat ini dikalibrasi dengan sesium-137, dan pada foton berenergi lain bacaannya menyimpang berlipat-lipat — di ruang bawah tanah berradon ia menunjukkan terlalu kecil, di dekat pesawat sinar-X terlalu besar.
05 · Aturan penulisan
Huruf besar pada lambang, kecil pada nama
Lambangnya adalah huruf R besar tanpa titik. Satuan ini menyandang nama orang: dalam teks biasa namanya ditulis dengan huruf kecil dan tidak berubah bentuk — seratus röntgen — sedangkan lambangnya tetap dan berhuruf besar.
Baris tengah mengacaukan dosis dengan lajunya: mikroröntgen adalah dosis paparan yang terkumpul, sedangkan alat menampilkan mikroröntgen per jam, yakni kecepatan pengumpulannya. Kesamaan di baris bawah hanya berlaku secara pendekatan dan hanya untuk jaringan lunak dan sinar gama: di sana satu röntgen memberi sekitar 0,96 rad, jadi kira-kira, tetapi tidak persis, satu rem. Dari sini pula muncul batasan utama satuan ini, yang baik diingat saat membaca dokumen lama: dosis paparan menggambarkan medan radiasi di satu titik, bukan apa yang diterima orang yang berdiri di sana, dan tanpa keterangan tentang posisi, perisai, serta lama berada, yang satu tidak dapat dikonversikan menjadi yang lain.
06 · Satuan tetangga
Röntgen adalah anak tangga pertama dari rantai empat besaran: aktivitas sumber, ionisasi udara, energi yang terserap, dan kerusakan yang diperkirakan. Setiap anak tangga berikutnya menuntut perhitungan baru.
besaran yang sama dalam SI
ionisasi udara
energi di dalam zat
Di antara lembar-lembar Simetrium di sebelahnya berdiri rad dan rem — dua anak tangga berikutnya dari rantai yang sama, gray dan sievert, yang menggantikan keduanya, coulomb dari definisi masa kini, serta becquerel s curie untuk aktivitas sumber.
07 · Bagian sejarah
Dosis diukur dari luka bakar dan dari warna sebutir tablet
Dosimeter pertama berupa tablet barium platinosianida yang berubah warna dari hijau menjadi jingga. Dokter meletakkannya di samping pasien dan menghentikan sesi ketika coraknya mencapai contoh pada kartu. Ketelitiannya bergantung pada penerangan ruang dan pada mata sang dokter.
Ukuran lain adalah dosis eritema — dosis yang menimbulkan kemerahan menetap pada kulit. Ia bergantung pada orangnya, pada bagian tubuh, dan pada lamanya penyinaran, serta berbeda dua kali lipat antarpasien dan lima kali lipat antarklinik.
Kongres Radiologi Internasional Kedua menerima röntgen: muatan yang terbentuk dalam satu sentimeter kubik udara kering pada keadaan normal. Besaran itu kini dapat diukur dengan alat dan diulang di laboratorium mana pun di dunia.
Definisinya dialihkan ke coulomb dan kilogram, lalu sistem satuan beralih ke gray, yang mengukur energi langsung di dalam zat. Röntgen tidak lagi dipakai dan hanya tersisa pada skala alat serta dalam tulisan tentang kecelakaan lama, tempat semua angkanya ditulis dalam satuan itu.
Satu-satunya besaran yang ditetapkan lewat zat asing
Bagi seorang ahli metrologi, röntgen tersusun secara ganjil: ia menggambarkan radiasi melalui tanggapan udara, yang sama sekali tidak berkaitan dengan pokok soalnya. Alasannya bersifat sejarah — pada 1928 ionisasi gas dapat diukur dengan galat sepersekian persen, sedangkan energi yang diserahkan kepada jaringan tidak dapat diukur sama sekali. Harga ketelitian itu ternyata berlipat dua. Pertama, satuan ini hanya berlaku untuk sinar-X dan sinar gama dan hanya sampai energi sekitar tiga megaelektronvolt: di atas itu elektron sekunder lolos keluar dari volume yang diukur, dan kesetimbangan yang menopang definisinya pun runtuh. Kedua, antara dosis paparan dan dosis pada manusia terdapat perhitungan, dan perhitungan itu bergantung pada spektrum radiasi serta pada organ mana yang ditinjau: untuk jaringan lunak peralihannya memberi faktor sekitar 1,1, untuk tulang pada energi rendah sampai empat. Justru langkah tambahan inilah yang menentukan nasib satuan tersebut: gray dan sievert mengukur langsung apa yang menjadi perhatian dokter. Namun röntgen menyimpan satu keunggulan yang tidak dimiliki penerusnya — kamar udara bebas mewujudkan definisinya secara harfiah, dari geometri dan muatan, sehingga standar dosimetri nasional sampai hari ini dibangun di sekitar rancangan itu, dan baru dari sana dikonversikan ke gray.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar SI yang tak bisa ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembar sendiri: definisi, konversi, alat ukur, aturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan di luar SI
lembar röntgen sedang terbukaSatuan dasar SI
berwarna oker: satuan yang menyusun coulomb per kilogramEmpat anak tangga besaran radiasi
sumber · udara · zat · organismeBahasa lembar
36 bahasa. Lambang R dikenali di mana-mana; yang diterjemahkan adalah nama alat dan besaran serta keterangan pada skala.