Войти
| Рентген | |
|---|---|
 Отображение кварцевого волоконного дозиметра, в единицах рентгена. | |
| Общая информация | |
| Система единиц | Старая единица |
| Единица | экспозиции в ионизирующее излучение |
| Символ | R |
| Назван в честь | Вильгельма Рентгена |
| Преобразования | |
| 1 R в... | ... равно... |
| по базе СИ единиц | 2,58 × 10 A ⋅s /kg |
рентген или рентген (; символ R ) является устаревшей единицей измерения для экспозиции рентгеновских лучей и гамма-лучей, и определяется как электрический заряд fre вызванное таким излучением в указанном объеме воздуха, деленное на массу этого воздуха (кулон на килограмм). В 1928 году он был принят как первая международная величина измерения для ионизирующего излучения, определяемая для радиационной защиты, поскольку в то время это был наиболее легко воспроизводимый метод измерения ионизации воздуха с использованием ионные камеры. Он назван в честь немецкого физика Вильгельма Рентгена, открывшего рентгеновские лучи.
Однако, хотя это был большой шаг вперед в стандартизации измерения радиации, рентген имеет недостаток, заключающийся в том, что он является лишь мерой ионизации воздуха, а не прямым измерением поглощения излучения другими материалами, такими как другие материалы. формы ткани человека. Например, один рентген оставляет 0,00877 грей (0,877 рад ) поглощенной дозы в сухом воздухе или 0,0096 Гр (0,96 рад) в мягких тканях. Один рентген рентгеновского излучения может оседать в кости от 0,01 до 0,04 Гр (от 1,0 до 4,0 рад) в зависимости от энергии луча.
Поскольку наука дозиметрия излучения развивалась, это было поняли, что ионизирующий эффект и, следовательно, повреждение тканей были связаны с поглощенной энергией, а не только с радиационным воздействием. Следовательно, были определены новые радиометрические единицы для радиационной защиты, учитывающие это. В 1953 году Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) рекомендовала рад, равный 100 эрг / г, в качестве единицы измерения нового количества излучения поглощенной дозы. Рад был выражен в когерентных единицах cgs. В 1975 году единица серый была названа единицей измерения поглощенной дозы в СИ. Один серый равен 1 Дж / кг (т.е. 100 рад). Кроме того, новая величина, Керма, была определена для ионизации воздуха как величина воздействия для калибровки прибора, и на основании этого поглощенная доза может быть рассчитана с использованием известных коэффициентов для конкретных целевых материалов. Сегодня для радиационной защиты в подавляющем большинстве используются современные единицы измерения: поглощенная доза для поглощения энергии и эквивалентная доза (зиверт) для стохастического эффекта, а рентген используется редко. Международный комитет мер и весов (CIPM) никогда не соглашался с использованием рентгена.
Рентген был метрологически переопределен на протяжении многих лет. Последний раз он был определен Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) США в 1998 году как 2,58 × 10 C / кг, с рекомендацией давать определение в каждом документе, где используется рентген.
Рентген берет свое начало в аппарате Вилларда определено в 1908 году Американским обществом рентгеновских лучей как «количество излучения, которое выделяет при ионизации один esu электричества на см воздуха при нормальных условиях. условия температуры и давления ». Используя 1 esu ≈ 3,33564 × 10 C и плотность воздуха ~ 1,293 кг / м³ при 0 ° C и 101 кПа, это преобразуется в 2,58 × 10 C / кг, что является современным значением, данным NIST.
1 esu / см × 3,33564 × 10 C / esu × 1000000 см / м ÷ 1,293 кг / м = 2,58 × 10 C / кг
Это определение использовалось под разными названиями (e, Rи немецкая радиационная единица ) на ближайшие 20 лет. Между тем, французскому рентгену было дано другое определение, которое составило 0,444 немецких R.
В 1928 году Международный конгресс радиологов (ICR) определяет рентген как «количество рентгеновского излучения, которое, когда вторичные электроны полностью используются и устраняется эффект стенок камеры, производится в 1 куб. См атмосферного воздуха при 0 ° C и 76 см. давления ртути с такой степенью проводимости, что при токе насыщения измеряется 1 ед. Заявленный 1 кубический сантиметр воздуха имел бы массу 1,293 мг при данных условиях, поэтому в 1937 году ICR переписал это определение в терминах этой массы воздуха вместо объема, температуры и давления. Определение 1937 года было также распространено на гамма-лучи, но позже в 1950 году было установлено ограничение на уровне 3 МэВ.
Всесоюзный комитет стандартов USSR (ГОСТ) тем временем принял значительно иное определение рентгена в 1934 году. Стандарт ГОСТ 7623 определил его как «физическая доза рентгеновского излучения, которая производит заряды в одну электростатическую единицу величиной на 1 см облучаемого объема в воздухе. при 0 ° C и нормальном атмосферном давлении после завершения ионизации ». Различие между физической дозой и дозой вызвало путаницу, некоторые из которых, возможно, привели к тому, что Кантрил и Паркер сообщили, что рентген стал сокращением для 83 эрг на грамм (0,0083 Гр ) ткани. Они назвали эту производную величину физическим эквивалентом рентгена (rep), чтобы отличить ее от рентгена ICR.
Введение единицы измерения рентгеновского излучения, которая основывалась на измерении ионизации воздуха, заменило более ранние менее точные методы, основанные на выдержке по времени, экспонировании пленки или флуоресценции. Это привело к установлению пределов воздействия, и Национальный совет по радиационной защите и измерениям США установил первый официальный предел дозы в 1931 году, равный 0,1 рентгена в день. Международный комитет по защите от рентгеновского излучения и радия, ныне известный как Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ), вскоре в 1934 г. установил ограничение в 0,2 рентгена в день. В 1950 г. МКРЗ снизила рекомендуемый предел до 0,3 рентгена в неделю для облучения всего тела.
Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) взяла на себя определение рентгена в 1950 году, определив его как «количество рентгеновского или гамма-излучения, такое, что соответствующее корпускулярное выбросы на 0,001293 грамма воздуха создают в воздухе ионы, несущие 1 электростатическую единицу количества электричества любого знака ". Ограничение на 3 МэВ больше не входило в определение, но в сопроводительном тексте упоминалось снижение полезности этого устройства при высоких энергиях пучка. Тем временем была разработана новая концепция человека, эквивалентного рентгену (rem).
Начиная с 1957 года, МКРЗ начала публиковать свои рекомендации в отношении бэма, и рентген вышел из употребления. Сообщество медицинской визуализации все еще нуждается в измерениях ионизации, но они постепенно перешли на использование C / кг по мере замены устаревшего оборудования. ICRU рекомендовал пересмотреть определение рентгена, чтобы в 1971 году он составлял точно 2,58 × 10 Кл / кг.
В 1971 году Европейское экономическое сообщество в Директиве 71/354 / EEC каталогизировал единицы измерения, которые могут использоваться «для... целей общественного здравоохранения...». Директива включала кюри, рад, rem и рентген как допустимые единицы, но требовала, чтобы использование рад, бэр и рентген было пересмотрено до 31 декабря. 1977 г. В соответствии с рекомендацией ICRU, в этом документе рентген определен как точно 2,58 × 10 Кл / кг. Директива 80/181 / EEC, опубликованная в декабре 1979 года, которая заменила директиву 71/354 / EEC, в явном виде каталогизировала серый, беккерель и зиверт для этой цели и требовал, чтобы кюри, рад, бэр и рентген были постепенно прекращены к 31 декабря 1985 года.
Сегодня рентген используется редко, а Международный комитет мер и весов (CIPM) никогда не соглашался на использование рентгена. С 1977 по 1998 год в переводах брошюры SI, выполненных NIST США, говорилось, что CIPM временно разрешил использование рентгена (и других радиологических единиц) с единицами SI с 1969 года. Однако единственное связанное решение CIPM, показанное в приложении, касается до кюри в 1964 году. В брошюрах NIST определено, что рентген составляет 2,58 × 10 Кл / кг, который должен использоваться при облучении рентгеновским или гамма-излучением, но не указана среда, которая должна быть ионизирована. Текущая брошюра СИ CIPM исключает рентген из таблиц единиц, не относящихся к системе СИ, принятых для использования с СИ. В 1998 г. NIST США пояснил, что он предоставляет свою собственную интерпретацию системы SI, в соответствии с которой он принимает рентген для использования в США с SI, признавая, что CIPM этого не делает. К тому времени ограничение на x- и γ-излучение было снято. NIST рекомендует указывать рентген в каждом документе, где используется этот прибор. NIST категорически не рекомендует дальнейшее использование рентгена.
Внешние современные величины излучения, используемые в радиологической защите Хотя количество удобное для измерения с помощью воздушно-ионной камеры, rontgen имел недостаток в том, что он не был прямым измерением интенсивности рентгеновских лучей или их поглощения, а скорее был измерением ионизирующего эффекта рентгеновских лучей в определенных обстоятельствах; который представлял собой сухой воздух при 0 ° C и давлении 1 стандартная атмосфера.
Из-за этого рентген имел переменную зависимость от количества энергии, поглощенной дозой на единицы массы в целевом материале, поскольку разные материалы имеют разные характеристики поглощения. По мере развития науки дозиметрии излучения это было замечено как серьезный недостаток.
В 1940 году Луи Гарольд Грей, который изучал влияние нейтронного повреждения на человеческие ткани, вместе с Уильямом Валентином Мейнердом и радиобиологом Джоном Ридом опубликовал документ, в котором единица измерения, получившая название «грамм рентген» (символ: гр), определяется как «количество нейтронного излучения, которое производит приращение энергии в единице объема ткани, равное приращению энергии, произведенной в единице объема вода на один рентген ». Было обнаружено, что эта единица эквивалентна 88 эрг в воздухе. В 1953 году ICRU рекомендовал рад, равный 100 эрг / г, в качестве новой единицы измерения поглощенного излучения. Рад был выражен в последовательных cgs единицах.
В конце 1950-х годов Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) предложила ICRU присоединиться к другим научным организациям, чтобы работать с Международным комитетом мер и весов (CIPM) над разработкой системы единиц, которую можно было бы последовательно использовать во многих дисциплинах. Этот орган, первоначально известный как «Комиссия по системе единиц», переименованный в 1964 году в «Консультативный комитет по единицам» (CCU), отвечал за надзор за развитием Международной системы единиц ( SI). В то же время становилось все более очевидным, что определение рентгена было неправильным, и в 1962 году оно было пересмотрено. CCU решил определить в системе СИ единицу поглощенного излучения в виде энергии на единицу массы, которая в единицах MKS составляла Дж / кг. Это было подтверждено в 1975 году 15-м CGPM, и устройство было названо «серым» в честь Луи Гарольда Грея, умершего в 1965 году. Серый цвет был равен 100 рад. Определение рентгена привлекательно тем, что его относительно просто определить для фотонов в воздухе, но серый цвет не зависит от типа первичного ионизирующего излучения и может использоваться как для кермы, так и для поглощенной дозы в широком диапазоне веществ.
При измерении поглощенной дозы у человека в результате внешнего облучения используется единица СИ: серый или связанные не-SI рад.. На их основе можно разработать эквиваленты доз для учета биологических эффектов от различных типов излучения и материалов мишени. Это эквивалентная доза и эффективная доза, для которых используются единицы СИ зиверт или не-СИ rem.
В следующей таблице показаны величины излучения в единицах СИ и не в системе СИ:
| Количество | Единица | Символ | Деривация | Год | SI эквивалент |
|---|---|---|---|---|---|
| Деятельность (A) | беккерель | Бк | s | 1974 | единица СИ |
| кюри | Ки | 3,7 × 10 с | 1953 | 3,7 × 10 Бк | |
| резерфорд | Rd | 10 с | 1946 | 1000000 Бк | |
| Воздействие (X) | кулон на килограмм | C / кг | C⋅kg воздуха | 1974 | единица СИ |
| röntgen | R | esu / 0,001293 г воздух | 1928 | 2,58 × 10 Кл / кг | |
| Поглощенная доза (D) | серый | Гр | J ⋅кг | 1974 | единица СИ |
| эрг на грамм | эрг / г | erg⋅g | 1950 | 1,0 × 10 Гр | |
| рад | рад | 100 эрг⋅г | 1953 | 0,010 Гр | |
| Эквивалентная доза (H) | зиверт | Зв | Дж⋅кг × WR | 1977 | S I единица |
| эквивалент рентгена man | rem | 100 эрг⋅gx WR | 1971 | 0,010 Зв |
