Röntgen
Unit di luar SI · kuantiti: dos dedahan sinar-X dan sinar gama
01 · Takrif
Röntgen ialah kuantiti sinar-X atau sinar gama yang menghasilkan, dalam satu kilogram udara kering, cas sebanyak 2.58·10⁻⁴ coulomb bagi setiap tanda. Unit ini bukan memerihalkan jasad mahupun bahan, sebaliknya keupayaan sinaran untuk mengionkan udara.
Pemilihan udara bukan secara kebetulan: pada tahun 1928 pengionan gas sudah boleh diukur, manakala tenaga yang diserahkan kepada tisu belum boleh sama sekali. Cas dikumpulkan pada elektrod dan dikira dengan tepat, lalu kuantiti itu boleh diulang sejak mula. Harganya ialah sempadan penggunaan yang sempit: röntgen ditakrifkan hanya untuk sinar-X dan sinar gama, hanya dalam udara, dan hanya sehingga tenaga kira-kira tiga megaelektronvolt. Bagi zarah alfa dan beta ia langsung tidak bermakna, dan untuk mengetahui dos pada manusia bacaan perlu didarabkan dengan faktor penukaran: satu röntgen memberikan 8.76 miligray dalam udara dan kira-kira 9.6 dalam tisu lembut.
Tisu lembut menyerap sinar-X sedikit lebih mudah berbanding udara, lalu pada dos dedahan yang sama ia menerima kira-kira sepuluh peratus tenaga lebih. Pada tulang, jurangnya mencecah empat kali pada tenaga rendah — di situ kalsium dengan nombor atomnya yang besar bekerja. Daripada situ lahir kaedah dosimetri: dos dedahan yang diukur dalam udara hanya menjadi dos organ melalui pengiraan yang mengambil kira bahan, spektrum sinaran dan geometri penyinaran. Justeru langkah tambahan inilah yang akhirnya memaksa peralihan daripada röntgen kepada gray, yang mengukur tenaga yang diserahkan terus di dalam bahan yang dimaksudkan.
02 · Penukaran
Masukkan dos — helaian ini akan menukarkannya bagi udara dan tisu
Hubungan dengan coulomb per kilogram adalah tepat menurut takrif. Selebihnya ialah peralihan daripada udara kepada sesuatu bahan, dan itu bergantung pada bahan yang dimaksudkan.
Röntgen telah dimansuhkan secara rasmi: di Rusia ia dikeluarkan daripada unit yang dibenarkan sejak tahun lapan puluhan, dengan tempoh peralihan, manakala sistem antarabangsa menggantikannya dengan coulomb per kilogram, yang tidak pernah diterima pakai — tiada siapa menggunakannya. Sebaliknya mikroröntgen sejam bertahan melalui kedua-dua pembaharuan itu dan tertera pada skala hampir setiap dosimeter rumah, kerana semua peraturan Soviet dan semua rujukan yang biasa ditulis dalam unit tersebut. Satu perkara sahaja yang perlu diingat ketika membaca alat sebegitu: seratus mikroröntgen sejam lebih kurang sama dengan satu mikrosievert sejam.
| Unit | Nama | Nilai | Di mana ditemui |
|---|---|---|---|
| R | röntgen, dos dedahan | 1 | alat dan peraturan lama |
| C/kg | coulomb per kilogram, unit SI | 0 | takrifnya, bukan amalannya |
| µC/kg | mikrocoulomb per kilogram | 258 | bentuk penulisan yang mudah |
| Gy dalam udara | dos terserap dalam udara | 0.009 | penentukuran alat |
| mGy dalam tisu | dos terserap dalam tisu lembut | 9.6 | perubatan dan perlindungan sinaran |
| mSv | dos setara bagi sinar gama | 9.6 | peraturan masa kini |
Dos dalam tisu dikira dengan faktor penukaran 0.0096 gray per röntgen, yang sah bagi tisu lembut dan tenaga tiub x-ray. Dos setara sama dengan dos terserap, kerana bagi sinar-X dan sinar gama faktor pemberatnya bernilai satu
03 · Tertib magnitud
kadar dos: daripada latar hingga runtuhan reaktorSepuluh mikroröntgen sejam: latar semula jadi
04 · Alat pengukur
Dengan apa röntgen diukur
Piawai utama: alur sinaran melalui ruang antara plat, sementara elektrod pengumpul membataskan isi padu udara yang diketahui daripada lukisan hingga ketepatan mikrometer. Alat ini tidak perlu ditentukurkan terhadap alat lain — ia mewujudkan takrif unit secara harfiah, lalu ditempatkan di institut metrologi kebangsaan.
Alat kerja radioterapi: rongga sebesar sebiji kacang pea di dalam dinding daripada bahan setara udara. Ia ditentukurkan terhadap kebuk piawai dan dimasukkan terus ke dalam fantom, untuk mengukur dos di titik tempat tumor akan berada.
Alat mudah alih pertahanan awam dengan skala sehingga dua ratus röntgen sejam dan prob berasingan. Alat sebeginilah yang berada di stesen Chernobyl pada jam-jam pertama kemalangan: had 3.6 röntgen sejam padanya bukan bermakna selamat, hanya bermakna jarumnya sudah terhenti di hujung skala.
Pembilang Geiger membilang denyut, tetapi memaparkannya dalam mikroröntgen sejam, kerana pembeli sudah biasa dengannya. Alat ini ditentukurkan dengan sesium-137, dan pada foton bertenaga lain bacaannya menyimpang berganda-ganda — di ruang bawah tanah berradon ia menunjukkan terlalu rendah, di sisi mesin x-ray terlalu tinggi.
05 · Peraturan penulisan
Huruf besar pada simbol, kecil pada nama
Simbolnya ialah huruf R besar tanpa titik. Unit ini menyandang nama seseorang: dalam teks biasa namanya ditulis dengan huruf kecil dan tidak berubah bentuk — seratus röntgen — manakala simbolnya kekal sama dan berhuruf besar.
Baris tengah mengelirukan dos dengan kadarnya: mikroröntgen ialah dos dedahan yang terkumpul, manakala alat memaparkan mikroröntgen sejam, iaitu kelajuan pengumpulannya. Kesamaan di baris bawah hanya benar secara anggaran dan hanya bagi tisu lembut serta sinar gama: di situ satu röntgen memberikan kira-kira 0.96 rad, jadi lebih kurang, tetapi bukan tepat, satu rem. Daripada situ juga timbul batasan utama unit ini, yang baik diingat ketika membaca dokumen lama: dos dedahan memerihalkan medan sinaran pada satu titik, bukan apa yang diterima oleh orang yang berdiri di situ, dan tanpa maklumat tentang kedudukan, perisai dan tempoh berada di sana, yang satu tidak boleh ditukarkan kepada yang lain.
06 · Satuan tetangga
Röntgen ialah anak tangga pertama dalam rantai empat kuantiti: keaktifan sumber, pengionan udara, tenaga terserap dan mudarat yang dijangka. Setiap anak tangga berikutnya menuntut pengiraan baharu.
kuantiti yang sama dalam SI
pengionan udara
tenaga dalam bahan
Di antara helaian-helaian Simetrium di sebelahnya terdapat rad dan rem — dua anak tangga berikutnya dalam rantai yang sama, gray dan sievert, yang menggantikan kedua-duanya, coulomb daripada takrif masa kini, serta becquerel s curie bagi keaktifan sumber.
07 · Bahagian sejarah
Dos diukur daripada lecuran dan daripada warna sebiji tablet
Dosimeter pertama ialah tablet barium platinosianida yang bertukar warna daripada hijau kepada jingga. Doktor meletakkannya di sisi pesakit dan menghentikan sesi apabila warnanya menyamai sampel pada kad. Ketepatannya bergantung pada pencahayaan bilik dan pada mata doktor itu sendiri.
Ukuran lain ialah dos eritema — dos yang menimbulkan kemerahan kekal pada kulit. Ia bergantung pada orangnya, pada bahagian tubuh dan pada tempoh penyinaran, serta berbeza dua kali ganda antara pesakit dan lima kali ganda antara klinik.
Kongres Radiologi Antarabangsa Kedua menerima röntgen: cas yang terhasil dalam satu sentimeter padu udara kering pada keadaan biasa. Kuantiti itu kini boleh diukur dengan alat dan diulang di mana-mana makmal di dunia.
Takrifnya dialihkan kepada coulomb dan kilogram, kemudian sistem unit beralih kepada gray, yang mengukur tenaga terus di dalam bahan. Röntgen tidak lagi digunakan dan hanya tinggal pada skala alat serta dalam tulisan tentang kemalangan lama, tempat semua angkanya ditulis dalam unit itu.
Satu-satunya kuantiti yang ditakrifkan melalui bahan asing
Bagi ahli metrologi, röntgen tersusun secara ganjil: ia memerihalkan sinaran melalui tindak balas udara, yang tiada kaitan dengan perkara itu. Sebabnya bersifat sejarah — pada tahun 1928 pengionan gas boleh diukur dengan ralat sepersekian peratus, manakala tenaga yang diserahkan kepada tisu tidak boleh diukur langsung. Harga bagi ketepatan itu ternyata berganda. Pertama, unit ini terpakai hanya bagi sinar-X dan sinar gama dan hanya sehingga tenaga kira-kira tiga megaelektronvolt: di atasnya elektron sekunder terlepas keluar daripada isi padu yang diukur, lalu keseimbangan yang menyokong takrifnya pun runtuh. Kedua, antara dos dedahan dan dos pada manusia terletak satu pengiraan, dan pengiraan itu bergantung pada spektrum sinaran serta pada organ yang ditinjau: bagi tisu lembut peralihannya memberikan faktor kira-kira 1.1, bagi tulang pada tenaga rendah sehingga empat. Justeru langkah tambahan inilah yang menentukan nasib unit tersebut: gray dan sievert mengukur terus apa yang menjadi perhatian doktor. Namun röntgen menyimpan satu kelebihan yang tiada pada penggantinya — kebuk udara bebas mewujudkan takrifnya secara harfiah, daripada geometri dan cas, lalu piawai dosimetri kebangsaan sehingga hari ini dibina di sekeliling binaan itu, dan barulah daripadanya ditukarkan kepada gray.
Katalog · unit ukuran
Satu helaian bagi setiap kuantiti
Tujuh unit asas SI, dua puluh dua unit terbitan bernama sendiri dan unit di luar SI yang tidak dapat ditinggalkan oleh kejuruteraan mahupun kehidupan seharian. Setiap satu mempunyai helaiannya sendiri: takrif, penukaran, alat ukur, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Unit di luar SI
helaian röntgen sedang dibukaUnit asas SI
berwarna oker: unit yang membentuk coulomb per kilogramEmpat anak tangga kuantiti sinaran
sumber · udara · bahan · organismaBahasa helaian
36 bahasa. Simbol R dikenali di mana-mana; yang diterjemahkan ialah nama alat dan kuantiti serta keterangan pada skala.