Rendgen
Jedinica van SI · veličina: ekspoziciona doza rendgenskog i gama zračenja
01 · Definicija
Rendgen je ona količina rendgenskog ili gama zračenja koja u jednom kilogramu suvog vazduha stvara naelektrisanje od 2,58·10⁻⁴ kulona svakog znaka. Jedinica ne opisuje ni telo ni materiju, već sposobnost zračenja da jonizuje vazduh.
Izbor vazduha nije bio slučajan: 1928. godine jonizacija gasa mogla je da se meri, a energija predata tkivu nikako. Naelektrisanje se skuplja na elektrodama i broji tačno, pa je veličina od početka bila ponovljiva. Cena su uske granice primenljivosti: rendgen je određen samo za rendgensko i gama zračenje, samo u vazduhu i samo do energija od oko tri megaelektronvolta. Za alfa i beta čestice nema nikakvog smisla, a da bi se saznala doza u čoveku, očitanu vrednost treba pomnožiti prelaznim koeficijentom: jedan rendgen daje u vazduhu 8,76 miligreja, a u mekom tkivu oko 9,6.
Meko tkivo upija rendgenske zrake nešto voljnije od vazduha, pa pri istoj ekspozicionoj dozi prima oko deset odsto više energije. Kod kosti razlika na niskim energijama dostiže četiri puta — tamo radi kalcijum sa svojim visokim atomskim brojem. Odatle pravilo dozimetrije: ekspoziciona doza izmerena u vazduhu postaje doza u organu tek proračunom koji uzima u obzir materiju, spektar zračenja i geometriju ozračivanja. Upravo je taj dodatni stepenik na kraju nametnuo prelazak sa rendgena na grej, koji meri predatu energiju neposredno u onoj materiji o kojoj je reč.
02 · Pretvaranje
Unesite dozu — list će je pretvoriti za vazduh i za tkivo
Veza sa kulonom po kilogramu tačna je po definiciji. Sve ostalo je prelaz iz vazduha u materiju, a to zavisi od toga o kojoj je materiji reč.
Rendgen je formalno ukinut: u Rusiji je izbačen iz dozvoljenih jedinica još osamdesetih godina, uz prelazni period, a međunarodni sistem zamenio ga je kulonom po kilogramu, koji se nikada nije primio — niko ga ne koristi. Mikrorendgen na sat je, naprotiv, preživeo obe reforme i stoji na skali gotovo svakog kućnog dozimetra, jer su u toj jedinici zapisani svi sovjetski propisi i sve uobičajene tačke oslonca. Pri čitanju takvog instrumenta treba upamtiti samo jedno: sto mikrorendgena na sat je otprilike jedan mikrosivert na sat.
| Jedinica | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| R | rendgen, ekspoziciona doza | 1 | instrumenti i stari propisi |
| C/kg | kulon po kilogramu, jedinica SI | 0 | definicija, ali ne i praksa |
| µC/kg | mikrokulon po kilogramu | 258 | zgodan način zapisa |
| Gy u vazduhu | apsorbovana doza u vazduhu | 0,009 | etaloniranje instrumenata |
| mGy u tkivu | apsorbovana doza u mekom tkivu | 9,6 | medicina i zaštita od zračenja |
| mSv | ekvivalentna doza za gama zračenje | 9,6 | današnji propisi |
Doza u tkivu izračunata je prelaznim koeficijentom od 0,0096 greja po rendgenu, koji važi za meko tkivo i energije rendgenske cevi. Ekvivalentna doza poklapa se sa apsorbovanom, jer je za rendgensko i gama zračenje težinski činilac jednak jedinici
03 · Redovi veličine
jačina doze: od fona do ruševina reaktoraDeset mikrorendgena na sat: prirodni fon
04 · Merni instrumenti
Čime se mere rendgeni
Primarni etalon: snop prolazi između ploča, dok sabirna elektroda ograničava zapreminu vazduha poznatu sa crteža na mikrometar tačno. Instrument ne treba etalonirati prema drugom instrumentu — on doslovno ostvaruje definiciju jedinice i zato stoji u nacionalnim metrološkim institutima.
Radni instrument radioterapije: šupljina veličine zrna graška u zidu od materijala ekvivalentnog vazduhu. Etalonira se prema etalonskoj komori i uvodi pravo u fantom, da bi se izmerila doza u tački gde će biti tumor.
Prenosni instrument civilne zaštite sa skalom do dvesta rendgena na sat i izdvojenom sondom. Upravo su takvi instrumenti bili u černobiljskoj elektrani u prvim satima nesreće: njihova granica od 3,6 rendgena na sat nije značila bezbednost, već samo da je kazaljka stigla do kraja skale.
Gajgerov brojač broji impulse, ali ih prikazuje u mikrorendgenima na sat, jer je kupac na to navikao. Instrument je etaloniran cezijumom 137, a na fotonima druge energije njegova očitanja odstupaju za cele činioce — u podrumu sa radonom pokazaće premalo, a pored rendgen aparata previše.
05 · Pravila pisanja
Veliko slovo u oznaci, malo u nazivu
Oznaka je veliko R bez tačke. Jedinica nosi ime osobe: u tekućem tekstu naziv se piše malim slovom i menja se po padežima — sto rendgena — dok oznaka ostaje nepromenjena i velika.
Srednji zapis meša dozu sa njenom jačinom: mikrorendgen je nakupljena ekspoziciona doza, dok instrument pokazuje mikrorendgene na sat, odnosno brzinu nakupljanja. Donja jednakost važi samo približno i samo za meko tkivo i gama zračenje: tamo jedan rendgen daje oko 0,96 rada, dakle otprilike, ali ne tačno jedan rem. Odatle sledi i glavno ograničenje jedinice, koje vredi imati na umu pri čitanju starih dokumenata: ekspoziciona doza opisuje polje zračenja u tački, a ne ono što je primio čovek koji je tu stajao, i bez podataka o njegovom položaju, zaklonu i dužini boravka jedno se ne može pretvoriti u drugo.
06 · Susedne jedinice
Rendgen je prvi stepenik lanca od četiri veličine: aktivnost izvora, jonizacija vazduha, apsorbovana energija i očekivana šteta. Svaki sledeći stepenik traži novi proračun.
Od listova Simetrijuma pored stoje rad i rem — sledeća dva stepenika istog lanca, grej i sivert, koji su ih zamenili, kulon iz današnje definicije, kao i bekerel s kiri za aktivnost izvora.
07 · Istorijski deo
Doza se merila opekotinom i bojom tablete
Prvi dozimetar bila je tableta barijum-platinocijanida koja je menjala boju iz zelene u narandžastu. Lekar ju je stavljao pored pacijenta i prekidao seansu kada bi nijansa dostigla uzorak na kartici. Tačnost je zavisila od osvetljenja u ordinaciji i od lekarevog oka.
Druga mera bila je eritemska doza — ona koja je izazivala trajno crvenilo kože. Zavisila je od čoveka, od dela tela i od trajanja ozračivanja, i razlikovala se dvostruko među pacijentima, a petostruko među klinikama.
Drugi međunarodni kongres radiologa prihvatio je rendgen: naelektrisanje koje nastaje u jednom kubnom centimetru suvog vazduha pri normalnim uslovima. Veličina se od tada mogla izmeriti instrumentom i ponoviti u bilo kojoj laboratoriji sveta.
Definicija je prevedena na kulone i kilograme, a zatim je sistem jedinica prešao na grej, koji meri energiju neposredno u materiji. Rendgen je izašao iz upotrebe i ostao samo na skalama instrumenata i u tekstovima o starim nesrećama, gde su svi brojevi zapisani u njemu.
Jedina veličina određena preko strane materije
Za metrologa je rendgen čudno sklopljen: opisuje zračenje preko reakcije vazduha, koji sa stvari nema veze. Razlog je istorijski — 1928. godine jonizacija gasa merila se sa greškom od delova procenta, a energija predata tkivu nije se merila uopšte. Cena te tačnosti ispala je dvostruka. Prvo, jedinica važi samo za rendgensko i gama zračenje i samo do energija od oko tri megaelektronvolta: iznad toga sekundarni elektroni napuštaju mereni prostor i ravnoteža na kojoj definicija počiva se ruši. Drugo, između ekspozicione doze i doze u čoveku stoji proračun, a on zavisi od spektra zračenja i od toga koji se organ posmatra: za meko tkivo prelaz daje činilac oko 1,1, za kost na niskim energijama i do četiri. Upravo je taj dodatni stepenik odlučio sudbinu jedinice: grej i sivert mere neposredno ono što zanima lekara. Rendgenu je ipak ostala prednost koju njegovi naslednici nemaju — komora sa slobodnim vazduhom doslovno ostvaruje njegovu definiciju, iz geometrije i naelektrisanja, pa se nacionalni etaloni dozimetrije i danas grade oko te konstrukcije, a tek se od nje preračunava u greje.
Katalog · merne jedinice
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih jedinica SI, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i one jedinice van SI bez kojih ne mogu ni tehnika ni svakodnevica. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.
Jedinice van SI
otvoren je list rendgenaOsnovne jedinice SI
oker bojom one od kojih je sastavljen kulon po kilogramuČetiri stepenika radijacionih veličina
izvor · vazduh · materija · organizamJezik lista
36 jezika. Oznaka R prepoznatljiva je svuda; prevode se nazivi instrumenata i veličina i objašnjenja uz skale.