เรินต์เกน
หน่วยนอกระบบ SI · ปริมาณ: ปริมาณเอกซ์โพเชอร์ของรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา
01 · นิยาม
เรินต์เกนคือปริมาณรังสีเอกซ์หรือรังสีแกมมาที่ทำให้เกิดประจุ 2.58·10⁻⁴ คูลอมบ์ของแต่ละเครื่องหมาย ในอากาศแห้งหนึ่งกิโลกรัม หน่วยนี้ไม่ได้บรรยายวัตถุหรือสสารใด แต่บรรยายความสามารถของรังสีในการทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออน
การเลือกอากาศไม่ใช่เรื่องบังเอิญ ในปี 1928 มนุษย์วัดการแตกตัวเป็นไอออนของแก๊สได้แล้ว แต่วัดพลังงานที่ส่งให้เนื้อเยื่อยังไม่ได้เลย ประจุถูกเก็บบนขั้วไฟฟ้าและนับได้อย่างแม่นยำ ปริมาณนี้จึงทำซ้ำได้ตั้งแต่แรก ราคาที่ต้องจ่ายคือขอบเขตการใช้งานที่แคบ: เรินต์เกนนิยามไว้เฉพาะรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา เฉพาะในอากาศ และเฉพาะจนถึงพลังงานราวสามเมกะอิเล็กตรอนโวลต์ สำหรับอนุภาคแอลฟาและบีตาไม่มีความหมายเลย และหากต้องการทราบปริมาณรังสีในร่างกายคน ต้องนำค่าที่อ่านได้คูณด้วยสัมประสิทธิ์การแปลง: เรินต์เกนหนึ่งหน่วยให้ 8.76 มิลลิเกรย์ในอากาศ และราว 9.6 ในเนื้อเยื่ออ่อน
เนื้อเยื่ออ่อนดูดกลืนรังสีเอกซ์ได้ง่ายกว่าอากาศเล็กน้อย ที่ปริมาณเอกซ์โพเชอร์เท่ากันจึงได้รับพลังงานมากกว่าราวสิบเปอร์เซ็นต์ สำหรับกระดูก ช่องว่างนี้ขึ้นไปถึงสี่เท่าที่พลังงานต่ำ เพราะแคลเซียมซึ่งมีเลขอะตอมสูงทำงานอยู่ตรงนั้น จากนี้จึงเกิดกฎของการวัดปริมาณรังสี: ปริมาณเอกซ์โพเชอร์ที่วัดในอากาศจะกลายเป็นปริมาณรังสีที่อวัยวะได้รับ ก็ต่อเมื่อผ่านการคำนวณที่คำนึงถึงสสาร สเปกตรัมของรังสี และเรขาคณิตของการฉายรังสี ขั้นที่เพิ่มเข้ามานี้เองที่ในที่สุดบังคับให้เปลี่ยนจากเรินต์เกนไปเป็นเกรย์ ซึ่งวัดพลังงานที่ส่งเข้าไปในสสารที่กำลังพูดถึงโดยตรง
02 · การแปลงหน่วย
ใส่ค่าปริมาณรังสี แล้วแผ่นนี้จะแปลงให้ทั้งสำหรับอากาศและเนื้อเยื่อ
ความสัมพันธ์กับคูลอมบ์ต่อกิโลกรัมนั้นแม่นยำตามนิยาม ส่วนที่เหลือทั้งหมดคือการข้ามจากอากาศไปสู่สสาร และขึ้นอยู่กับว่ากำลังพูดถึงสสารใด
เรินต์เกนถูกยกเลิกอย่างเป็นทางการแล้ว ในรัสเซียถูกตัดออกจากหน่วยที่อนุญาต ตั้งแต่ทศวรรษที่แปดสิบ โดยมีช่วงเปลี่ยนผ่าน ส่วนระบบสากลแทนที่ด้วยคูลอมบ์ต่อกิโลกรัม ซึ่งไม่เคยหยั่งราก ไม่มีใครใช้เลย แต่ไมโครเรินต์เกนต่อชั่วโมงกลับผ่านการปฏิรูปทั้งสองครั้งมาได้ และยังอยู่บนสเกลของเครื่องวัดรังสีตามบ้านแทบทุกเครื่อง เพราะมาตรฐานโซเวียตทั้งหมดและจุดอ้างอิงที่คุ้นเคยทั้งหมดเขียนไว้ด้วยหน่วยนี้ สิ่งเดียวที่ต้องจำเมื่ออ่านเครื่องเช่นนี้: หนึ่งร้อยไมโครเรินต์เกนต่อชั่วโมงเท่ากับราวหนึ่งไมโครซีเวิร์ตต่อชั่วโมง
| หน่วย | ชื่อ | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|---|
| R | เรินต์เกน ปริมาณเอกซ์โพเชอร์ | 1 | เครื่องมือและมาตรฐานเก่า |
| C/kg | คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม หน่วย SI | 0 | เป็นนิยาม แต่ไม่ใช่การใช้จริง |
| µC/kg | ไมโครคูลอมบ์ต่อกิโลกรัม | 258 | รูปแบบการเขียนที่สะดวก |
| Gy ในอากาศ | ปริมาณรังสีดูดกลืนในอากาศ | 0.009 | การสอบเทียบเครื่องมือ |
| mGy ในเนื้อเยื่อ | ปริมาณรังสีดูดกลืนในเนื้อเยื่ออ่อน | 9.6 | การแพทย์และการป้องกันรังสี |
| mSv | ปริมาณรังสีสมมูลสำหรับรังสีแกมมา | 9.6 | ข้อกำหนดในปัจจุบัน |
ปริมาณรังสีในเนื้อเยื่อคำนวณด้วยสัมประสิทธิ์การแปลง 0.0096 เกรย์ต่อเรินต์เกน ซึ่งใช้ได้กับเนื้อเยื่ออ่อนและพลังงานของหลอดเอกซเรย์ ปริมาณรังสีสมมูลเท่ากับปริมาณรังสีดูดกลืน เพราะสำหรับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา ตัวประกอบถ่วงน้ำหนักมีค่าเท่ากับหนึ่ง
03 · อันดับของขนาด
อัตราปริมาณรังสี: จากพื้นหลังจนถึงซากเตาปฏิกรณ์สิบไมโครเรินต์เกนต่อชั่วโมง: รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติ
04 · เครื่องมือวัด
ใช้อะไรวัดเรินต์เกน
มาตรฐานปฐมภูมิ: ลำรังสีผ่านระหว่างแผ่นขั้ว ส่วนขั้วเก็บประจุกำหนดขอบเขตปริมาตรอากาศที่ทราบจากแบบเขียนถึงระดับไมโครเมตร เครื่องนี้ไม่ต้องสอบเทียบกับเครื่องอื่น เพราะสร้างนิยามของหน่วยขึ้นมาตามตัวอักษร จึงตั้งอยู่ในสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ
เครื่องมือใช้งานของรังสีรักษา: โพรงขนาดเท่าเมล็ดถั่วในผนัง ที่ทำจากวัสดุสมมูลอากาศ สอบเทียบกับห้องมาตรฐาน แล้วสอดเข้าไปในหุ่นจำลองโดยตรง เพื่อวัดปริมาณรังสี ณ จุดที่ก้อนเนื้องอกจะอยู่
เครื่องพกพาของหน่วยป้องกันภัยพลเรือน สเกลถึงสองร้อยเรินต์เกนต่อชั่วโมง พร้อมหัววัดแยก เครื่องแบบนี้เองที่อยู่ในโรงไฟฟ้าเชียร์โนบิล ในชั่วโมงแรกของอุบัติเหตุ: ขีดจำกัด 3.6 เรินต์เกนต่อชั่วโมงของเครื่อง ไม่ได้หมายถึงความปลอดภัย แต่หมายเพียงว่าเข็มชนสุดปลายสเกลแล้วเท่านั้น
เครื่องนับไกเกอร์นับพัลส์ แต่แสดงผลเป็นไมโครเรินต์เกนต่อชั่วโมง เพราะผู้ซื้อคุ้นเคยแบบนั้น เครื่องสอบเทียบด้วยซีเซียม-137 และเมื่อเจอโฟตอนพลังงานอื่น ค่าที่อ่านได้จะคลาดเคลื่อนเป็นเท่าตัว ในห้องใต้ดินที่มีเรดอนจะแสดงต่ำเกินไป ส่วนข้างเครื่องเอกซเรย์จะแสดงสูงเกินไป
05 · หลักการเขียน
ตัวพิมพ์ใหญ่ในสัญลักษณ์ ตัวเล็กในชื่อ
สัญลักษณ์คือตัว R พิมพ์ใหญ่ ไม่มีจุด หน่วยนี้ตั้งชื่อตามบุคคล ในเนื้อความชื่อเขียนด้วยอักษรตัวเล็ก และไม่เปลี่ยนรูปตามจำนวน — หนึ่งร้อยเรินต์เกน — ส่วนสัญลักษณ์คงรูปเดิมและเป็นตัวพิมพ์ใหญ่เสมอ
บรรทัดกลางสับสนระหว่างปริมาณรังสีกับอัตราของมัน: ไมโครเรินต์เกนคือปริมาณเอกซ์โพเชอร์ที่สะสมไว้ ส่วนเครื่องแสดงไมโครเรินต์เกนต่อชั่วโมง คือความเร็วของการสะสม ความเท่ากันบรรทัดล่างเป็นจริงเพียงโดยประมาณ และเฉพาะกับเนื้อเยื่ออ่อนและรังสีแกมมาเท่านั้น: ที่นั่นหนึ่งเรินต์เกนให้ราว 0.96 แรด คือประมาณหนึ่งเรม แต่ไม่ใช่หนึ่งเรมพอดี จากตรงนี้จึงเกิดข้อจำกัดสำคัญที่สุดของหน่วย ซึ่งควรจำไว้เมื่ออ่านเอกสารเก่า: ปริมาณเอกซ์โพเชอร์บรรยายสนามรังสี ณ จุดหนึ่ง ไม่ใช่สิ่งที่คนซึ่งยืนอยู่ตรงนั้นได้รับ และหากไม่ทราบตำแหน่ง การกำบัง และระยะเวลาที่อยู่ ก็ไม่อาจแปลงค่าหนึ่งเป็นอีกค่าหนึ่งได้
06 · หน่วยข้างเคียง
เรินต์เกนเป็นขั้นแรกในลูกโซ่ของปริมาณสี่อย่าง: กัมมันตภาพของต้นกำเนิด การแตกตัวเป็นไอออนของอากาศ พลังงานที่ดูดกลืน และความเสียหายที่คาดหมาย ทุกขั้นถัดไปต้องการการคำนวณใหม่
ปริมาณเดียวกันในระบบ SI
การแตกตัวเป็นไอออนของอากาศ
พลังงานในสสาร
ใน แผ่นข้อมูลของ Simetrium ที่อยู่ข้างกันคือ แรดและเรม — สองขั้นถัดไปของลูกโซ่เดียวกัน เกรย์ และ ซีเวิร์ตซึ่งเข้ามาแทนที่ทั้งสอง คูลอมบ์ จากนิยามปัจจุบัน และ เบ็กเคอเรล s คูรี สำหรับกัมมันตภาพของต้นกำเนิด
07 · ภาคประวัติศาสตร์
วัดปริมาณรังสีจากรอยไหม้และจากสีของเม็ดยา
เครื่องวัดรังสีเครื่องแรกคือเม็ดแบเรียมแพลทิโนไซยาไนด์ ที่เปลี่ยนสีจากเขียวเป็นส้ม แพทย์วางไว้ข้างผู้ป่วย และหยุดการฉายรังสีเมื่อสีถึงตัวอย่างบนบัตรเทียบ ความแม่นยำขึ้นอยู่กับแสงในห้องตรวจและสายตาของแพทย์
อีกมาตรวัดหนึ่งคือปริมาณรังสีก่อผื่นแดง คือปริมาณที่ทำให้ผิวหนังแดงอย่างถาวร ค่านี้ขึ้นอยู่กับตัวบุคคล บริเวณของร่างกาย และระยะเวลาที่ฉายรังสี ต่างกันสองเท่าระหว่างผู้ป่วย และห้าเท่าระหว่างสถานพยาบาล
การประชุมรังสีวิทยานานาชาติครั้งที่สองรับรองเรินต์เกน: ประจุที่เกิดขึ้นในอากาศแห้งหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรที่สภาวะปกติ ตั้งแต่นั้นปริมาณนี้จึงวัดด้วยเครื่องมือได้ และทำซ้ำได้ในห้องปฏิบัติการใดก็ได้ในโลก
นิยามถูกเปลี่ยนไปใช้คูลอมบ์และกิโลกรัม จากนั้นระบบหน่วยจึงย้ายไปใช้เกรย์ ซึ่งวัดพลังงานในสสารโดยตรง เรินต์เกนเลิกใช้ไปแล้ว เหลืออยู่เพียงบนสเกลของเครื่องมือ และในข้อเขียนเกี่ยวกับอุบัติเหตุเก่า ที่ตัวเลขทั้งหมดบันทึกไว้ด้วยหน่วยนี้
ปริมาณเดียวที่นิยามผ่านสสารที่ไม่เกี่ยวข้อง
สำหรับนักมาตรวิทยา เรินต์เกนถูกสร้างขึ้นอย่างประหลาด: มันบรรยายรังสีผ่านปฏิกิริยาของอากาศ ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้เลย เหตุผลเป็นเรื่องประวัติศาสตร์ — ในปี 1928 การแตกตัวเป็นไอออนของแก๊สวัดได้ด้วยความคลาดเคลื่อนเพียงเศษส่วนของเปอร์เซ็นต์ ส่วนพลังงานที่ส่งให้เนื้อเยื่อนั้นวัดไม่ได้เลย ราคาของความแม่นยำนี้กลายเป็นสองเท่า ประการแรก หน่วยนี้ใช้ได้เฉพาะกับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา และเฉพาะจนถึงพลังงานราวสามเมกะอิเล็กตรอนโวลต์: สูงกว่านั้นอิเล็กตรอนทุติยภูมิจะหลุดออกนอกปริมาตรที่วัด และสมดุลที่นิยามตั้งอยู่ก็พังลง ประการที่สอง ระหว่างปริมาณเอกซ์โพเชอร์กับปริมาณรังสีในร่างกายคนมีการคำนวณคั่นอยู่ และการคำนวณนั้นขึ้นกับสเปกตรัมของรังสีและอวัยวะที่พิจารณา: สำหรับเนื้อเยื่ออ่อนการข้ามให้ตัวคูณราว 1.1 สำหรับกระดูกที่พลังงานต่ำถึงสี่ ขั้นที่เพิ่มเข้ามานี้เองที่ตัดสินชะตากรรมของหน่วย: เกรย์และซีเวิร์ตวัดสิ่งที่แพทย์สนใจโดยตรง แต่เรินต์เกนยังคงมีข้อได้เปรียบที่ผู้สืบทอดไม่มี — ห้องอากาศอิสระสร้างนิยามของมันขึ้นมาตามตัวอักษร จากเรขาคณิตและประจุ ด้วยเหตุนี้มาตรฐานการวัดปริมาณรังสีของชาติ จึงยังสร้างขึ้นรอบโครงสร้างนี้จนถึงทุกวันนี้ แล้วจึงค่อยแปลงเป็นเกรย์
สารบบ · หน่วยวัด
หนึ่งแผ่นสำหรับแต่ละปริมาณ
หน่วยฐานเจ็ดหน่วยของ SI หน่วยอนุพัทธ์ยี่สิบสองหน่วยที่มีชื่อเฉพาะ และหน่วยนอกระบบที่ทั้งงานช่างและชีวิตประจำวันขาดไม่ได้ แต่ละหน่วยมีแผ่นของตัวเอง นิยาม การแปลงหน่วย เครื่องมือวัด และหลักการเขียน ใน 36 ภาษา
หน่วยนอกระบบ SI
แผ่นข้อมูลเรินต์เกนเปิดอยู่หน่วยฐานของ SI
สีเหลืองดิน: หน่วยที่ประกอบขึ้นเป็นคูลอมบ์ต่อกิโลกรัมสี่ขั้นของปริมาณทางรังสี
ต้นกำเนิด · อากาศ · สสาร · สิ่งมีชีวิตภาษาของแผ่นข้อมูล
36 ภาษา สัญลักษณ์ R เป็นที่รู้จักทั่วโลก สิ่งที่แปลคือชื่อเครื่องมือ ชื่อปริมาณ และคำอธิบายของสเกล