Röntgen
Unidade fora do SI · grandeza: exposição a raios X e gama
01 · Definição
O röntgen é a quantidade de radiação X ou gama que produz, num quilograma de ar seco, uma carga de 2,58·10⁻⁴ coulomb de cada sinal. A unidade não descreve um corpo nem uma substância, mas a capacidade da radiação de ionizar o ar.
A escolha do ar não foi casual: em 1928 sabia-se medir a ionização de um gás, mas não a energia depositada no tecido. A carga é recolhida nos elétrodos e contada com exatidão, pelo que a grandeza saiu reprodutível desde o início. O preço são limites de validade estreitos: o röntgen está definido apenas para radiação X e gama, apenas no ar e apenas até energias de cerca de três megaeletrãovolts. Para partículas alfa e beta não faz sentido algum, e para conhecer a dose numa pessoa é preciso multiplicar a leitura por um fator de conversão: um röntgen dá 8,76 miligrays no ar e cerca de 9,6 no tecido mole.
O tecido mole absorve os raios X um pouco mais prontamente do que o ar e, à mesma exposição, recebe cerca de dez por cento mais energia. Com o osso a diferença chega a quatro vezes em baixas energias — aí atua o cálcio com o seu número atómico elevado. Daí a regra da dosimetria: uma exposição medida no ar só se torna dose num órgão através de um cálculo que tem em conta a substância, o espetro da radiação e a geometria da irradiação. Foi precisamente este degrau a mais que acabou por levar do röntgen ao gray, que mede a energia depositada diretamente na substância de que se fala.
02 · Conversão
Introduza uma dose — a ficha converte-a para o ar e para o tecido
A ligação ao coulomb por quilograma é exata por definição. Todo o resto é a passagem do ar para uma substância, e isso depende de que substância se trata.
O röntgen está formalmente revogado: na Rússia foi retirado das unidades admitidas ainda nos anos oitenta, com um período de transição, e o sistema internacional substituiu-o pelo coulomb por quilograma, que nunca pegou — ninguém o usa. Já o microröntgen por hora sobreviveu a ambas as reformas e figura na escala de quase qualquer dosímetro doméstico, porque é nessa unidade que estão escritas todas as normas soviéticas e todas as referências habituais. A única coisa a recordar ao ler um aparelho destes: cem microröntgens por hora são cerca de um microsievert por hora.
| Unidade | Nome | Valor | Onde aparece |
|---|---|---|---|
| R | röntgen, exposição | 1 | aparelhos e normas antigas |
| C/kg | coulomb por quilograma, a unidade SI | 0 | a definição, mas não a prática |
| µC/kg | microcoulomb por quilograma | 258 | uma forma cómoda de escrever |
| Gy no ar | dose absorvida no ar | 0,009 | calibração de aparelhos |
| mGy no tecido | dose absorvida no tecido mole | 9,6 | medicina e proteção radiológica |
| mSv | dose equivalente para radiação gama | 9,6 | a regulamentação atual |
A dose no tecido é calculada com um fator de conversão de 0,0096 gray por röntgen, válido para tecido mole e energias de ampola de raios X. A dose equivalente coincide com a absorvida, porque para a radiação X e gama o fator de ponderação vale um
03 · Ordens de grandeza
taxa de dose: do fundo às ruínas do reatorDez microröntgens por hora: fundo natural
04 · Instrumentos de medição
Com que se medem os röntgens
O padrão primário: o feixe passa entre as placas enquanto o elétrodo coletor delimita um volume de ar conhecido pelo desenho com precisão de micrómetros. O aparelho não precisa de ser calibrado contra outro — reproduz a definição da unidade à letra e por isso está nos institutos nacionais de metrologia.
O aparelho de trabalho da radioterapia: uma cavidade do tamanho de uma ervilha numa parede de material equivalente ao ar. É calibrada contra a câmara padrão e introduzida diretamente num fantoma, para medir a dose no ponto onde estará o tumor.
Um aparelho portátil da proteção civil com escala até duzentos röntgens por hora e sonda destacada. Foram exatamente aparelhos destes que estavam na central de Chernobyl nas primeiras horas do acidente: o seu limite de 3,6 röntgens por hora não significava segurança, apenas que o ponteiro tinha encostado ao fim da escala.
Um contador Geiger conta impulsos, mas apresenta-os em microröntgens por hora, porque é a isso que o comprador está habituado. O aparelho está calibrado com césio-137 e, com fotões de outra energia, as suas leituras desviam-se por fatores inteiros: subestima o fundo numa cave com rádon e sobrestima-o junto de um aparelho de raios X.
05 · Regras de escrita
Maiúscula no símbolo, minúscula no nome
O símbolo é um R maiúsculo sem ponto. A unidade tem o nome de uma pessoa: no texto corrido o nome escreve-se em minúscula e admite plural — cem röntgens —, ao passo que o símbolo se mantém invariável e em maiúscula.
A linha do meio confunde uma dose com a sua taxa: o microröntgen é exposição acumulada, ao passo que o aparelho mostra microröntgens por hora, ou seja, a velocidade a que se acumula. A igualdade de baixo só vale aproximadamente e só para tecido mole e radiação gama: aí um röntgen dá cerca de 0,96 rad, isto é, aproximadamente, mas não exatamente, um rem. Daqui decorre também a principal limitação da unidade, a ter presente ao ler documentos antigos: a exposição descreve o campo de radiação num ponto, não aquilo que recebeu quem ali se encontrava, e sem saber a sua posição, a blindagem e a duração não se pode converter uma coisa na outra.
06 · Unidades vizinhas
O röntgen é o primeiro degrau de uma cadeia de quatro grandezas: atividade da fonte, ionização do ar, energia absorvida e dano esperado. Cada degrau seguinte exige um novo cálculo.
a mesma grandeza no SI
ionização do ar
energia na matéria
De entre as fichas do Simetrium estão ao lado o rad e o rem — os dois degraus seguintes da mesma cadeia, gray e sievert, que os substituíram, coulomb da definição atual, e becquerel s curie para a atividade da fonte.
07 · Parte histórica
A dose media-se pela queimadura e pela cor de uma pastilha
O primeiro dosímetro foi uma pastilha de platinocianeto de bário que passava do verde ao alaranjado. O médico colocava-a junto do doente e interrompia a sessão quando o tom igualava a amostra do cartão. A exatidão dependia da iluminação do consultório e do olho do médico.
Outra medida era a dose de eritema — a que provocava um avermelhamento duradouro da pele. Dependia da pessoa, da zona do corpo e da duração da irradiação, variando para o dobro entre doentes e para o quíntuplo entre clínicas.
O Segundo Congresso Internacional de Radiologia adotou o röntgen: a carga produzida num centímetro cúbico de ar seco em condições normais. A grandeza passou a poder medir-se com um aparelho e a reproduzir-se em qualquer laboratório do mundo.
A definição foi reformulada em coulombs e quilogramas e depois o sistema de unidades passou ao gray, que mede a energia diretamente na matéria. O röntgen caiu em desuso e sobrevive apenas nas escalas dos aparelhos e nos relatos de acidentes antigos, onde todos os números estão escritos nele.
A única grandeza definida através de uma substância alheia
Para um metrologista o röntgen é de construção estranha: descreve a radiação pela reação do ar, que nada tem a ver com o assunto. A razão é histórica — em 1928 sabia-se medir a ionização de um gás com um erro de frações de por cento e a energia depositada no tecido não se sabia medir de todo. O preço dessa precisão foi duplo. Primeiro, a unidade só se aplica a radiação X e gama e só até energias de cerca de três megaeletrãovolts: acima disso os eletrões secundários escapam do volume medido e quebra-se o equilíbrio em que assenta a definição. Segundo, entre a exposição e a dose na pessoa interpõe-se um cálculo, que depende do espetro da radiação e do órgão considerado: para tecido mole a passagem dá um fator de cerca de 1,1; para osso em baixas energias, até quatro. Foi precisamente esse degrau a mais que decidiu o destino da unidade: o gray e o sievert medem diretamente aquilo que interessa ao médico. Mas ao röntgen ficou uma vantagem que os seus sucessores não têm — a câmara de ar livre reproduz a sua definição à letra, a partir da geometria e da carga, pelo que os padrões nacionais de dosimetria continuam a construir-se em torno dessa arquitetura, e só depois se convertem em grays.
Catálogo · unidades de medida
Uma ficha para cada grandeza
Sete unidades de base do SI, vinte e duas derivadas com nome próprio e aquelas unidades fora do SI sem as quais não se arranjam nem a técnica nem o dia a dia. Cada uma tem a sua ficha: definição, conversão, instrumentos, regras de escrita. Em 36 línguas.
Unidades fora do SI
a ficha do röntgen está abertaUnidades de base do SI
a ocre — aquelas de que é feito o coulomb por quilogramaOs quatro degraus das grandezas radiológicas
fonte · ar · matéria · organismoLíngua da ficha
36 línguas. O símbolo R é reconhecido em toda a parte; o que se traduz são os nomes dos aparelhos e das grandezas e as explicações das escalas.