Roentgen (unitat)

El roentgen o röntgen és una antiga unitat de mida per a l'exposició de rajos X i rajos gamma, i està definit com la càrrega elèctrica alimentada per tal radiació en un volum específic d'aire dividit per la massa d'eixe aire (statcoulomb per quilogram). En 1928, va ser adoptat com la primera magnitut de mida internacional en ser definida per a la protecció radiològica, ya que va ser el més fàcilment replicable método de medició d'aire ionisable per mig de l'us de cambres de ions. És cridat aixina pel físic alemà Wilhelm Röntgen, qui va descobrir els rajos X.

No obstant, encara que este va ser un gran pas cap a avant en l'estandardisació de la medició de radiació, el roentgen té la desventaja que és solament una mida de ionisació de l'aire, i no una mida directa d'absorció de radiació en atres materials, tals com a formes diferents de teixit humà. Per eixemple, un roentgen deposita 0.00877 grays (0.877 rads) de dosis absorbida en aire sec, o 0.0096 Gy (0.96 rad) en teixit bla. Un roentgen de rajos X deu depositar en qualsevol lloc en os de 0.01 a 0.04 Gy (1.0 a 4.0 rad), depenent del fes d'energia.

Com la ciència de dosimetría de radiació es va desenrollar, es va donar conte de que l'efecte de ionisació, i aixina el dany al teixit, estava vinculat a l'energia absorbida, no solament a exposició a la radiació. Conseqüentment, noves unitats radiométricas per a protecció per radiació varen ser definides, lo que va prendre açò en conte. En 1953, la "International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU)" va recomanar el rad, igual a 100 erg/g, com l'unitat de mida de la nova magnitut de radiació de dosis absorbida. El rad va ser expressat en unitats cgs coherents. En 1975, l'unitat gray va ser cridada com l'unitat SI de dosis absorbida. Un gray és igual a 1 J/kg (eixemple 100 rad). Adicionalment, una nova magnitut, el kerma, va ser definit per a ionisació d'aire com l'exposició per calibració d'instrument, i d'esta la dosis absorbida pot ser calculada utilisant coeficients coneguts per a materials objectiu específics. Hui, per a protecció radiològica, les unitats modernes, dosis absorbida per a absorció d'energia i dosis equivalent (sievert) per a efecte estocàstic, són abrumadoramente utilisades, i el roentgen és rarament utilisat. El "International Commitee for Weights and Measures (CIPM)" mai ha acceptat l'us del roentgen.

El roentgen ha segut redefinit sobre els anys. Últimament, va ser definit per la "US National Institute of Standards and Technology (NIST)" en 1998 com 2.58 x 10^-4 C/kg en una recomanació de que la definició siga donada en qualsevol document a on el roentgen és utilisat.

Història

El roentgen té les seues raïls en l'unitat Villard definida en 1908 per la "American Roentgen Ray Society" com "la magnitut de radiació que llibera per ionisació un esu d'electricitat per cm³ d'aire baix condicions normals de temperatura i pressió." Utilisant 1 esu ≈ 3.33564×10⁻¹⁰ C i la densitat d'aire de 1.293 kg/m³ a 0 °C i 101 kPa, açò es convertix a 2.58 x 10^-4 C/kg, el qual és el valor modern dau per el NIST.

$\left[1\frac{\text{esu}}{{\text{cm}}^3}\right][1,000,000\frac{{\text{cm}}^3}{{\text{m}}^3}]\frac{(3.33564\times 10^{-10}\frac{\text{C}}{\text{esu}})}{\left(1.293\frac{\text{kg}}{{\text{m}}^3}\right)}=(2.58\times 10^{-4})\frac{\text{C}}{\text{kg}}$

Esta definició va ser utilisada baix diferents noms (i, R, i unitat alemana de radiació) pels següents 20 anys. Mentrestant, al roentgen francés li va ser donat una definició diferent, el qual quantifica 0.444 R alemà.

Definicions ICR

En 1928, el "International Congress of Radiology (ICR)" va definir el roentgen com "la magnitut de radiació X, la qual, quan els electrons secundaris són totalment utilisats i l'efecte paret de la cambra s'evita, produïx en 1 cc d'aire atmosfèric a 0 °C i pressió de 76 cm de mercuri tal grau de conductivitat que 1 esu de càrrega és medit a corrent de saturació." El 1 cc d'aire establit tindrà una massa de 1293 mg a les condicions donades, aixina en 1937, el ICR va reescriure esta definició en térmens de la seua massa d'aire en lloc de volum, temperatura i pressió. La definició de 1937 va ser també estesa a rajos gamma, pero despuix tapat a 3 MeV en 1950.

Definició GOST

En 1934, mentrestant, el comité d'estàndarts de tota - l'unió (GOST) de la URSS ha adoptat una definició significativament diferent del roentgen. Els estàndarts GOST 7623 ho varen definir com "la dosis física de rajos X que produïx canvis cada u d'una unitat electrostàtica en magnitut per cm³ de volum irradiado en aire a 0 °C i pressió atmosfèrica normal quan l'ionisació és completa." La distinció de dosis física de dosis causa confusió, alguna de la qual pugues haver dut a Cantrill i Parker informar que el roentgen ha aplegat a quedar-se curt per a 83 ergs per gram (0.0083 Gv) de teixit. Ells varen cridar esta magnitut derivada, la física equivalent roentgen (rep) per a distinguir-la de la roentgen ICR.

Definició ICRP

L'introducció de l'unitat de mida roetgen, la qual va confiar sobre la medició de ionisació de l'aire, remplazando les primeres pràctiques menys precises que confiaven en exposició atiempada, exposició de película, o fluorescent. Açò guio el camí a llímits d'exposició establida, i al "National Council on Radiation Protection and Measurements" dels Estats Units va establir el primer llímit de dosis formal en 1931 com 0.1 roentgen per dia. La "International X-ray and Radium Protection Commitee", ara conegut com la "International Commission n Radiological Protection (ICRP)" pronte va seguir en un llímit de 0.2 roentgen per dia en 1934. En 1950, la ICRP va reduir el seu llímit recomanat a 0.3 roentgen per semana per a exposició de tot el cos.

La "International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU)" va prendre sobre la definició del roentgen en 1950, definint lo com "la magnitut de radiació X o i, tal que l'emissió corpuscular associada per 0.001 293 grams d'aire produïx, en aire, ions duent 1 unitat electrostàtica de magnitut d'electricitat de qualsevol signe. El tapó de 3 MeV no va ser més part de la definició, pero la degradada utilitat d'esta unitat a energies de fes alt va ser mencionada en el text acompanyant, Mentrestant, el nou concepte d'home equivalent roentgen (rem) ha segut desenrollat.

Escomençant en 1957, la ICRP va començar a publicar les seues recomanacions en térmens de rem i el roentgen cayo en desús. La comunitat d'image mèdica encara té una necessitat per a mides de ionisació, pero ells, gradualment, varen convergir en usar C/kg com a llegat, l'equip va ser remplazado. La ICRU va recomanar redefinir el roentgen per a ser exactament 2.58 x 10^-4 C/kg en 1971.

Unió Europea

En 1971, la Comunitat Econòmica Europea, en la Directiva 71/354/EEC, va catalogar les unitats de mida que poden ser utilisades "para .. propòsits de ... salut pública". La directiva inclou el curie, el rad, el rem i el roentgen com a unitats permissibles, pero requerix que l'us del rad, rem i roentgen siga revisada abans del 31 de decembre de 1977. Este document va definir el roentgen com exactament 2.58 x 10^-4 C/kg, com per les recomanacions de ICRU. La Directiva 80/181/EEC, publicada en decembre de 1979, la qual va reemplaçar la Directiva 71/354/EEC, explícitament, catalogava el gray, becquerel, i sievert per a este propòsit i requeria que el curie, rad, rem i roentgen siguen desfasados per al 31 de decembre de 1985.

Definició NIST

Actualment, el roentgen rarament és utilisat i el "International Commitee for Weights and Measures (CIPM)" mai va acceptar l'us del roentgen. Des de 1977 a 1998, les traduccions del fullet SI de el US NIST va establir que el CIPM va acceptar, temporalment, l'us del roentgen (i atres unitats radiològiques) en unitats SI des de 1969. No obstant, l'única decisió relacionada de el CIPM mostrada en l'apèndix és sobre el curie en 1964. Els fullets NIST varen definir el roentgen com 2.58 x 10^-4 C/kg, a ser amprat en exposicions de radiació X o I, pero no establix el mig a ser ionizado. Els fullets SI actuals de el CIPM exclouen el roentgen de les taules d'unitats no-SI acceptades per a us en el SI. El US NIST va aclarir en 1998 que estaven donant les seues pròpies interpretacions del sistema SI, per lo que va acceptar el roentgen per a us en els US en el SI, mentres reconeix que el CIPM no. Per a llavors, la llimitació a radiació X i I ha segut botada. El NIST recomana definir el roentgen en cada document a on és usada eixa unitat. L'us continu del roentgen esta fortament desalentado per el NIST.

Relació en atres unitats radiométricas

Inicialment la magnitut que es media en röntgen es va denominar "dosis de radiació", i va ser la més utilisada per a quantificar la cantitat de radiació ionisant i per a relacionar-la en els seus efectes, especialment en els biològics. Quan es varen comprendre millor els detalls de l'interacció de la radiació en els mijos materials, es va vore que l'exposició només podia definir-se de forma precisa per a fotons (rajos X o gamma) que interaccionen en l'aire. La seua utilitat, per lo tant, és llimitada, ya que no és aplicable a atres tipos de radiació (partícules alfa, electrons, etc.) ni a atres materials. Per això s'han definit posteriorment atres magnituts més generals, que quantifiquen l'energia depositada per la radiació en qualsevol mig; la més important és la dosis absorbida, l'unitat de la qual en el SI és el gray, encara que encara s'usa el rad, que és la centèsima part d'un gray. No obstant, es dona el fet de que un fes de rajos X que produïx una exposició de 1 roentgen depositarà en el teixit humà una dosis de 0,96 rads; esta casi igualtat numèrica fa que a voltes es confonguen estes dos unitats.