Røntgen
Enhet utenfor SI · størrelse: eksponering for røntgen- og gammastråling
01 · Definisjon
Røntgen er den mengden røntgen- eller gammastråling som i ett kilogram tørr luft skaper en ladning på 2,58·10⁻⁴ coulomb av hvert fortegn. Enheten beskriver verken et legeme eller et stoff, men strålingens evne til å ionisere luft.
Valget av luft var ikke tilfeldig: i 1928 kunne man måle ioniseringen i en gass, men ikke energien som ble avsatt i vev. Ladningen samles på elektroder og telles nøyaktig, og derfor ble størrelsen reproduserbar fra første stund. Prisen er trange gyldighetsgrenser: røntgen er bare definert for røntgen- og gammastråling, bare i luft og bare opp til energier rundt tre megaelektronvolt. For alfa- og betapartikler har den ingen mening i det hele tatt, og for å finne dosen i et menneske må avlesningen ganges med en omregningsfaktor: én røntgen gir 8,76 milligray i luft og omtrent 9,6 i bløtvev.
Bløtvev tar opp røntgenstråler litt villigere enn luft og får derfor ved samme eksponering omtrent ti prosent mer energi. For bein vokser forskjellen ved lave energier til fire ganger — der virker kalsium med sitt høye atomnummer. Herav dosimetriens regel: en eksponering målt i luft blir først en organdose gjennom en beregning som tar hensyn til stoffet, strålingens spektrum og bestrålingens geometri. Nettopp dette ekstra trinnet tvang til slutt fram overgangen fra røntgen til gray, som måler den avsatte energien direkte i det stoffet saken gjelder.
02 · Omregning
Skriv inn en dose — bladet regner den om for luft og for vev
Sammenhengen med coulomb per kilogram er nøyaktig per definisjon. Alt annet er overgangen fra luft til et stoff, og den avhenger av hvilket stoff det gjelder.
Røntgen er formelt avskaffet: i Russland ble den strøket fra de tillatte enhetene allerede på åttitallet, med en overgangsperiode, og det internasjonale systemet erstattet den med coulomb per kilogram, som aldri slo an — ingen bruker den. Mikrorøntgen i timen overlevde derimot begge reformene og står på skalaen til nesten ethvert forbrukerdosimeter, fordi alle sovjetiske normer og alle vante holdepunkter er skrevet i denne enheten. Det eneste man trenger å huske når man leser et slikt instrument: hundre mikrorøntgen i timen er omtrent én mikrosievert i timen.
| Enhet | Navn | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| R | røntgen, eksponering | 1 | instrumenter og gamle normer |
| C/kg | coulomb per kilogram, SI-enheten | 0 | definisjonen, men ikke praksisen |
| µC/kg | mikrocoulomb per kilogram | 258 | en hendig skrivemåte |
| Gy i luft | absorbert dose i luft | 0,009 | kalibrering av instrumenter |
| mGy i vev | absorbert dose i bløtvev | 9,6 | medisin og strålevern |
| mSv | ekvivalentdose for gammastråling | 9,6 | dagens regelverk |
Vevsdosen er regnet ut med en omregningsfaktor på 0,0096 gray per røntgen, gyldig for bløtvev og røntgenrørets energier. Ekvivalentdosen er lik den absorberte, fordi vektfaktoren for røntgen- og gammastråling er én
03 · Størrelsesordener
doserate: fra bakgrunnen til den ødelagte reaktorenTi mikrorøntgen i timen: naturlig bakgrunn
04 · Måleinstrumenter
Hva røntgen måles med
Primærnormalen: strålen går mellom platene mens samleelektroden avgrenser et luftvolum som er kjent fra tegningen på mikrometeren nær. Instrumentet trenger ingen kalibrering mot et annet — det realiserer enhetens definisjon bokstavelig, og står derfor ved de nasjonale metrologiinstituttene.
Stråleterapiens arbeidsinstrument: et hulrom på størrelse med en ert i en vegg av luftekvivalent materiale. Det kalibreres mot normalkammeret og føres rett inn i et fantom for å måle dosen i det punktet der svulsten kommer til å ligge.
Et bærbart sivilforsvarsinstrument med skala opp til to hundre røntgen i timen og med løs sonde. Nettopp slike instrumenter fantes ved Tsjernobyl-verket i ulykkens første timer: grensen deres på 3,6 røntgen i timen betydde ikke trygghet, bare at viseren hadde slått i enden av skalaen.
En geigerteller teller pulser, men viser dem i mikrorøntgen i timen, fordi kjøperen er vant til det. Instrumentet er kalibrert med cesium-137, og ved fotoner av annen energi avviker verdiene med hele faktorer — i en kjeller med radon viser det for lite, ved siden av et røntgenapparat for mye.
05 · Skriveregler
Stor bokstav i symbolet, liten i navnet
Symbolet er en stor R uten punktum. Enheten bærer navnet til en person: i løpende tekst skrives navnet med liten bokstav og bøyes ikke i flertall — hundre røntgen — mens symbolet forblir uendret og med stor bokstav.
Den midterste linja blander en dose med raten dens: mikrorøntgen er oppsamlet eksponering, mens instrumentet viser mikrorøntgen i timen, altså farten den samles opp med. Den nederste likheten gjelder bare omtrentlig og bare for bløtvev og gammastråling: der gir én røntgen omtrent 0,96 rad, altså omtrent, men ikke nøyaktig, én rem. Herav følger også enhetens viktigste begrensning, verdt å huske når man leser gamle dokumenter: eksponeringen beskriver strålefeltet i et punkt, ikke det mennesket som stod der faktisk fikk, og uten opplysninger om posisjon, skjerming og oppholdstid lar det ene seg ikke regne om til det andre.
06 · Naboenheter
Røntgen er første trinn i en kjede av fire størrelser: kildens aktivitet, ioniseringen av lufta, den absorberte energien og den ventede skaden. Hvert nytt trinn krever en ny beregning.
Blant databladene til Simetrium står ved siden av rad og rem — de to neste trinnene i samme kjede, gray og sievert, som avløste dem, coulomb fra dagens definisjon, samt becquerel s curie for kildens aktivitet.
07 · Historisk del
Dosen ble målt på brannsåret og på fargen til en tablett
Det første dosimeteret var en tablett av bariumplatinacyanid som skiftet farge fra grønt til oransje. Legen la den ved siden av pasienten og avbrøt behandlingen når fargen nådde prøven på kortet. Nøyaktigheten avhang av lyset i rommet og av legens øye.
Et annet mål var erytemdosen — den som gav varig rødme i huden. Den avhang av mennesket, av kroppsdelen og av bestrålingstiden, og var dobbelt så forskjellig mellom pasienter og fem ganger så forskjellig mellom klinikker.
Den andre internasjonale radiologkongressen vedtok røntgen: ladningen som dannes i én kubikkcentimeter tørr luft under normale forhold. Størrelsen kunne nå måles med et instrument og gjenskapes i et hvilket som helst laboratorium i verden.
Definisjonen ble skrevet om til coulomb og kilogram, og deretter gikk enhetssystemet over til gray, som måler energien direkte i stoffet. Røntgen gikk ut av bruk og ble bare igjen på instrumentskalaer og i tekster om gamle ulykker, der alle tall er skrevet i den.
Den eneste størrelsen som er definert gjennom et fremmed stoff
For en metrolog er røntgen underlig bygd: den beskriver strålingen gjennom reaksjonen til lufta, som ikke har noe med saken å gjøre. Grunnen er historisk — i 1928 kunne ioniseringen i en gass måles til brøkdeler av en prosent, mens energien avsatt i vev ikke kunne måles i det hele tatt. Prisen for den nøyaktigheten ble dobbel. For det første gjelder enheten bare røntgen- og gammastråling og bare opp til energier rundt tre megaelektronvolt: over det forlater sekundærelektronene det målte volumet, og likevekten definisjonen hviler på brytes. For det andre står det en beregning mellom eksponeringen og dosen i mennesket, og den avhenger av strålingens spektrum og av hvilket organ som betraktes: for bløtvev gir overgangen en faktor rundt 1,1, for bein ved lave energier opptil fire. Nettopp dette ekstra trinnet avgjorde enhetens skjebne: gray og sievert måler direkte det legen er interessert i. Men røntgen beholdt et fortrinn etterfølgerne mangler — friluftskammeret realiserer definisjonen bokstavelig, ut fra geometri og ladning, og derfor bygges de nasjonale dosimetrinormalene den dag i dag rundt denne konstruksjonen og regnes om til gray først etterpå.
Katalog · måleenheter
Ett ark for hver størrelse
Sju SI-grunnenheter, tjueto avledede med egne navn, og de enhetene utenfor SI som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt eget ark: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 36 språk.
Enheter utenfor SI
røntgenbladet er åpentSIs grunnenheter
i oker de som coulomb per kilogram er bygd avStrålingsstørrelsenes fire trinn
kilde · luft · stoff · organismeArkets språk
36 språk. Symbolet R kjennes igjen overalt; det som oversettes er navnene på instrumenter og størrelser samt forklaringene til skalaene.