Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с рентгеновским эквивалентом человека или физическим эквивалентом рентгена .
рентген
Дозиметрablesung.jpg
Отображение дозиметра из кварцевого волокна в единицах рентгена. [1]
Общая информация
Система единицУстаревший блок
ЕдиницаВоздействие ионизирующего излучения
Символр
Названный в честьВильгельм Рентген
Конверсии
1 р в ...... равно ...
   Базовые единицы СИ   2,58 × 10 −4 А ⋅ с / кг

Рентген или Рентген ( / г ɜː н т ɡ ə п / ; символ R ) является устаревшим единицей измерения для воздействия на рентгеновских лучей и гамма - лучей , и определяется как электрический заряд освобожденного от такого излучения в указанном объем воздуха, деленный на массу этого воздуха (статкулон на килограмм). В 1928 году он был принят как первая международная величина для измерения ионизирующего излучения, которая была определена для радиационной защиты., поскольку в то время это был наиболее легко воспроизводимый метод измерения ионизации воздуха с использованием ионных камер . [2] Он назван в честь немецкого физика Вильгельма Рентгена , открывшего рентгеновские лучи.

Однако, хотя это был большой шаг вперед в стандартизации измерения радиации, у рентгена есть недостаток, заключающийся в том, что это всего лишь мера ионизации воздуха, а не прямая мера поглощения излучения другими материалами, такими как различные формы тканей человека . Так , например, один рентген отложения 0.00877 Грейс (0,877 РАУ ) от поглощенной дозы в сухом воздухе, или 0,0096 Гр (0,96 рад) в мягких тканях. [2] Один рентген может оседать в кости от 0,01 до 0,04 Гр (от 1,0 до 4,0 рад) в зависимости от энергии луча. [3]

По мере развития науки о дозиметрии излучения стало понятно, что ионизирующий эффект и, следовательно, повреждение тканей связаны с поглощенной энергией, а не только с радиационным воздействием. В результате были определены новые радиометрические единицы для радиационной защиты, которые учитывали это. В 1953 году Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям (ICRU) рекомендовала рад, равный 100 эрг / г, в качестве единицы измерения нового количества поглощенной дозы излучения . Рад выражался в когерентных единицах cgs . [4] В 1975 году единица серого была названа единицей измерения поглощенной дозы в системе СИ. Один серый равен 1 Дж / кг (т.е. 100 рад). Дополнительно новое количество,kerma , 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 блоки, поглощенная доза для поглощения энергии и эквивалентная доза (зиверт) для стохастического эффекта, а рентген используется редко. Международный комитет мер и весов (МКМВ) никогда не признавала применение рентгена.

Рентген был метрологически переопределен на протяжении многих лет. Последний раз он был определен Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) в 1998 году как2,58 × 10 -4  Кл / кг , с рекомендацией давать определение в каждом документе, где используется рентген. [5]

История [ править ]

Рентген берет свое начало от единицы Вилларда, определенной в 1908 году Американским обществом рентгеновских лучей как «количество излучения, которое высвобождает за счет ионизации одну эсу электричества на 1 см 3 воздуха при нормальных условиях температуры и давления». [6] [7] Используя 1 esu ≈ 3,33564 × 10 −10  C и плотность воздуха ~ 1,293 кг / м 3 при 0 ° C и 101 кПа, это преобразуется в 2,58 × 10 −4  C / кг, что является современное значение, данное NIST.

1 ESU/см 3× 3,33564 × 10 −10 C/ESU × 1000000 см 3/м 3 ÷ 1,293 кг/м 3= 2,58 × 10 −4 C/кг

Это определение использовалось под разными названиями ( e , R и немецкая единица радиации ) в течение следующих 20 лет. Между тем французскому рентгену дали другое определение, которое составило 0,444 немецких р.

Определения ICR [ править ]

В 1928 году Международный конгресс радиологов (ICR) определил рентген как «количество рентгеновского излучения, которое при полном использовании вторичных электронов и устранении эффекта стенок камеры дает 1 куб. ° C и давление 76 см ртутного столба такая степень проводимости, что при токе насыщения измеряется 1 ед. [6] Заявленный 1 кубический сантиметр воздуха имел бы массу 1,293 мг при данных условиях, поэтому в 1937 году ICR переписал это определение с точки зрения этой массы воздуха вместо объема, температуры и давления. [8] Определение 1937 года было также распространено на гамма-лучи, но позже было ограничено 3 МэВ в 1950 году.

Определение ГОСТ [ править ]

В 1934 году Всесоюзный комитет стандартов СССР принял существенно иное определение рентгена. Стандарт ГОСТ 7623 определил его как «физическая доза рентгеновского излучения, которая производит заряды в одну электростатическую единицу величиной на сантиметр. 3 облучаемого объема в воздухе при 0 ° C и нормальном атмосферном давлении после завершения ионизации ». [9] 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. [10] Они назвали эту производную величину рентгеновским эквивалентом физической (респ), чтобы отличить его от рентгена ICR.

Определение МКРЗ [ править ]

Внедрение единицы измерения рентгена, которая основывалась на измерении ионизации воздуха, заменило более ранние менее точные методы, основанные на выдержке по времени, экспонировании пленки или флуоресценции. [11] Это привело к тому, как к установлению пределов воздействия, а также Национальный совет по радиационной защите и измерениям в США установил первый официальный предел дозы в 1931 году 0,1 рентгена в день. [12] Международная Рентгенологические и Комитет защиты радия , теперь известен как Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) вскоре последовали с пределом 0,2 рентгена в день в 1934 г. [13] В 1950 году МКРЗ снизила рекомендуемый предел до 0,3 рентгена в неделю для облучения всего тела.

Международная комиссия по радиационным единицамам и измерениям (МКР) приняла определение рентгена в 1950 году, определив его как «количество Х или гамма-излучения таким образом, что связанно корпускулярно выбросы на 0.001293 г воздуха производит в воздухе, ионах несет 1 электростатическую единицу количества электричества любого знака ". [14] Ограничение на 3 МэВ больше не входило в определение, но снижение полезности этого устройства при высоких энергиях пучка было упомянуто в сопроводительном тексте. Тем временем была разработана новая концепция рентгеновского эквивалента человека (бэр).

Начиная с 1957 года, МКРЗ начала публиковать свои рекомендации по бэр, и рентген вышел из употребления. Рентгенография сообщество по- прежнему имеет необходимость измерения ионизации, но они постепенно превращали в использовании C / кг , как устаревшее оборудование были заменены. [15] ICRU рекомендовал переопределить рентген, чтобы он составлял точно 2,58 × 10 -4  Кл / кг в 1971 г. [16]

Европейский Союз [ править ]

В 1971 году Европейское экономическое сообщество в Директиве 71/354 / EEC каталогизировало единицы измерения, которые могут использоваться «для ... целей общественного здравоохранения ...». [17] Директива включала в себя кюри , рад , бэр и рентген как допустимые единицы, но требовала, чтобы использование рад, бэр и рентген было пересмотрено до 31 декабря 1977 года. В этом документе рентген определялся как точно 2,58 × 10 −4.  C / кг, согласно рекомендации ICRU. Директива 80/181 / EEC , опубликованная в декабре 1979 г., которая заменила директиву 71/354 / EEC, явно каталогизировала серый цвет , беккерель и зиверт.для этой цели и требовал, чтобы кюри, рад, бэр и рентген были постепенно выведены из обращения к 31 декабря 1985 г. [18]

Определение NIST [ править ]

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, сделанной NIST США, говорилось, что CIPM временно разрешил использование рентгена (и других радиологических единиц) с единицами SI с 1969 года. [19] Однако единственное соответствующее решение CIPM показано в приложении. в отношении кюри в 1964 году. В брошюрах NIST определено, что рентген составляет 2,58 × 10 -4  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. [20]В 1998 году 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. [21] К тому времени ограничение на x- и γ-излучение было снято. NIST рекомендует указывать рентген в каждом документе, где используется этот прибор. [5] NIST категорически не рекомендует продолжать использование рентгена. [22]

Разработка заменяющих радиометрических величин [ править ]

Внешние современные величины излучения, используемые для радиологической защиты

Хотя это удобная величина для измерения с помощью воздушно-ионной камеры, у рентгена был недостаток, заключающийся в том, что он не являлся прямым измерением интенсивности рентгеновских лучей или их поглощения, а скорее служил измерением ионизирующего эффекта рентгеновских лучей в окружающей среде. конкретное обстоятельство; который представлял собой сухой воздух при 0  ° C и давлении 1 стандартная атмосфера . [23]

Из-за этого рентген имел различную зависимость от количества энергии, поглощенной дозы на единицу массы в материале мишени, 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 , изучавший влияние нейтронного повреждения на человеческие ткани, вместе с Уильямом Валентином Мейнердом и радиобиологом Джоном Ридом опубликовал статью, в которой единица измерения была названа « грамм рентген » (символ: gr), определяемое как «количество нейтронного излучения, которое дает приращение энергии в единице объема ткани, равное приросту энергии, произведенной в единице объема воды одним рентгеном излучения» [24] . 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 выражался в когерентных единицах cgs .[25]

В конце 1950-х годов Генеральная конференция мер и весов (CGPM) предложила ICRU присоединиться к другим научным организациям для работы с Международным комитетом мер и весов (CIPM) над разработкой системы единиц, которую можно было бы последовательно использовать для многих дисциплины. 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). [26] В то же время становилось все более очевидным, что определение рентгена было необоснованным, и в 1962 году оно было пересмотрено. [27]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 было привлекательным тем, что его было 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. [28]

При измерении поглощенной дозы у человека из-за внешнего облучения используется единица СИ ( серый) или связанные с ней рад . На их основе можно разработать эквиваленты доз для учета биологических эффектов от различных типов излучения и целевых материалов. Это эквивалентная доза и эффективная доза, для которых используются зиверт в системе СИ или бэр, не являющийся системой СИ .

Величины, связанные с радиацией [ править ]

В следующей таблице показаны величины излучения в единицах СИ и не в системе СИ:

Просмотр величин, связанных с ионизирующим излучением ‧ обсуждение ‧ править    
КоличествоЕдиница измеренияСимволВыводГодЭквивалентность СИ
Активность ( А )беккерельБкс −11974 г.Единица СИ
кюриCi3,7 × 10 10 с −11953 г.3,7 × 10 10  Бк
РезерфордRd10 6 с −11946 г.1000000 Бк
Экспозиция ( X )кулон на килограммКл / кгС⋅кг −1 воздуха1974 г.Единица СИ
рентгенрesu / 0,001293 г воздуха1928 г.2,58 × 10-4 Кл / кг
Поглощенная доза ( D )серыйГрДж ⋅ кг −11974 г.Единица СИ
эрг на граммэрг / гэрг⋅g −119501.0 × 10 −4 Гр
радрад100 эрг⋅г −11953 г.0,010 Гр
Эквивалентная доза ( H )зивертSvДж⋅кг −1 × Вт R1977 г.Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г −1 x Вт R1971 г.0,010 Зв
Эффективная доза ( Е )зивертSvДж⋅кг −1 × W R x W T1977 г.Единица СИ
рентген-эквивалент человекаrem100 эрг⋅г −1 x W R x W T1971 г.0,010 Зв

См. Также [ править ]

  • Серый (единица) - единица измерения поглощенной дозы в СИ
  • Порядки величины (радиация)
  • Рад (единица) - сгс единица поглощенной дозы
  • Эквивалент рентгена человек , или бэр - единица эквивалента дозы радиации.
  • Зиверт (обозначение: Зв) - производная единица эквивалентной дозы в системе СИ.
  • Вильгельм Рентген

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Frame, Paul (25 июля 2007). «Карманные камеры и карманные дозиметры» . Собрание музея исторических инструментов физики здоровья . Ассоциированные университеты Ок-Ридж . Проверено 8 ноября 2008 .
  2. ^ a b «Принстонское руководство по радиационной безопасности, Приложение E: Рентгены, РАУ, РЗМ и другие единицы» . Архивировано из оригинала на 2015-02-22 . Проверено 10 мая 2012 года .
  3. ^ Развалился, Перри. «Величины и единицы излучения» . Физические принципы медицинской визуализации, 2-е изд . Проверено 10 мая 2012 года .
  4. ^ Гилл, JH; Мотефф, Джон (июнь 1960). «Дозиметрия в Европе и СССР» . Документы третьего совещания Тихоокеанского региона - Материалы в ядерных приложениях . Симпозиум по радиационным эффектам и дозиметрии - Третье совещание в Тихоокеанском регионе Американское общество по испытанию материалов, октябрь 1959 г., Сан-Франциско, 12–16 октября 1959 г. Техническая публикация Американского общества. 276 . ASTM International. п. 64. LCCN 60014734 . Проверено 15 мая 2012 . 
  5. ^ a b Хебнер, Роберт Э. (1998-07-28). «Метрическая система измерения: Интерпретация Международной системы единиц для Соединенных Штатов» (PDF) . Федеральный регистр . Управление Федерального реестра США. 63 (144): 40339 . Проверено 9 мая 2012 года .
  6. ^ a b Van Loon, R .; и Ван Тиггелен, Р., Радиационная дозиметрия в медицинском облучении: краткий исторический обзор, заархивированный 24 октября 2007 г. на Wayback Machine , 2004 г.>
  7. ^ "Instruments de mesure à lecture direct pour les rayons x. Замена электронного электрометрического метода aux autres méthodes de mesure en radiologie. Scleromètre et quantimètre". Archives d'électricité médicale . Бордо. 16 : 692–699. 1908 г.
  8. ^ Гилл, JH; Мотефф, Джон (июнь 1960). Дозиметрия в Европе и СССР . Симпозиум по радиационным эффектам и дозиметрии. Балтимор: ASTM International. п. 64. LCCN 60-14734 . Проверено 15 мая 2012 года . 
  9. ^ Ардашников, С.Н. Четвериков, Н.С. (1957). «Определение рентгена в« Рекомендациях Международной комиссии по радиологическим установкам ». 1953 г. " ". Атомная энергия . 3 (9): 1027–1032. DOI : 10.1007 / BF01515739 . S2CID 95827816 . 
  10. ^ Cantrill MD, ST; Паркер, HM (1945-01-05). Допустимая доза (отчет). Комиссия по атомной энергии США, Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 14 мая 2012 года .
  11. ^ Mutscheller, A. (1925). Физические нормы защиты от опасностей рентгеновского излучения, AJR. Американский журнал рентгенологии, 13, 65–69.
  12. ^ Meinhold, Чарльз Б. (апрель 1996). Сто лет рентгеновскому излучению и радиоактивности - Радиационная защита: тогда и сейчас (PDF) . Международный конгресс. Вена, Австрия: Международная ассоциация радиационной защиты . Проверено 14 мая 2012 года .
  13. ^ Кларк, RH; Ж. Валентин (2009). «История МКРЗ и эволюция ее политики» (PDF) . Летопись МКРЗ . Публикация МКРЗ 109. 39 (1): 75–110. DOI : 10.1016 / j.icrp.2009.07.009 . S2CID 71278114 . Проверено 12 мая 2012 года .  
  14. ^ Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите и Международной комиссии по радиологическим установкам (PDF) . Справочник Национального бюро стандартов. 47 . Министерство торговли США. 1950 . Проверено 14 ноября 2012 года .
  15. ^ Карлтон, Ричард Р .; Адлер, Арлин МакКенна (1 января 2012 г.). «Концепции и оборудование радиационной защиты» . Принципы радиографической визуализации: искусство и наука (5-е изд.). Cengage Learning. п. 145. ISBN 978-1-4390-5872-5. Проверено 12 мая 2012 года .
  16. ^ Отчет ICRU 19, 1971
  17. ^ «Директива Совета 71/354 / EEC: О сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения» . Совет Европейских сообществ. 18 октября 1971 . Проверено 19 мая 2012 года .
  18. ^ Совет Европейских сообществ (1979-12-21). «Директива Совета 80/181 / EEC от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354 / EEC» . Проверено 19 мая 2012 года .
  19. ^ Международное бюро мер и весов (1977). Национальное бюро стандартов США (ред.). Международная система единиц (СИ) . Специальная публикация NBS 330. Министерство торговли, Национальное бюро стандартов. п. 12 . Проверено 18 мая 2012 года .
  20. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала на 2017-08-14
  21. ^ Лайонс, Джон У. (1990-12-20). «Метрическая система измерения: Интерпретация международной системы единиц для Соединенных Штатов». Федеральный регистр . Управление Федерального реестра США. 55 (245): 52242–52245.
  22. ^ Томпсон, Эмблер; Тейлор, Барри Н. (2008). Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ) (издание 2008 г.). Гейтерсбург, доктор медицины: Национальный институт стандартов и технологий . п. 10. SP811. Архивировано 12 июня 2008 года . Проверено 28 ноября 2012 года .
  23. Перейти ↑ Lovell, S (1979). «4: Дозиметрические величины и единицы» . Введение в радиационную дозиметрию . Издательство Кембриджского университета. С. 52–64. ISBN 0-521-22436-5. Проверено 15 мая 2012 .
  24. Перейти ↑ Gupta, SV (2009-11-19). «Луи Гарольд Грей» . Единицы измерения: прошлое, настоящее и будущее: Международная система единиц . Springer. п. 144. ISBN 978-3-642-00737-8. Проверено 14 мая 2012 .
  25. ^ Гилл, JH; Мотефф, Джон (июнь 1960). «Дозиметрия в Европе и СССР». Документы третьего совещания Тихоокеанского региона - Материалы в ядерных приложениях. Симпозиум по радиационным эффектам и дозиметрии - Третье совещание в Тихоокеанском регионе Американское общество по испытанию материалов, октябрь 1959 г., Сан-Франциско, 12–16 октября 1959 г. Техническая публикация Американского общества. 276. ASTM International. п. 64. LCCN 60014734. Проверено 15 мая 2012 г.
  26. ^ «CCU: Консультативный комитет для единиц» . Международное бюро мер и весов (BIPM) . Проверено 18 мая 2012 .
  27. ^ Андерсон, Полин С; Пендлтон, Элис Э (2000). «14 Стоматологическая рентгенография» . Ассистент стоматолога (7-е изд.). Дельмар. п. 554. ISBN 0-7668-1113-1.
  28. Перейти ↑ Lovell, S (1979). «3. Воздействие ионизирующего излучения на объемное вещество» . Введение в радиационную дозиметрию . Издательство Кембриджского университета. С. 43–51. ISBN 0-521-22436-5. Проверено 15 мая 2012 .

Внешние ссылки [ править ]

  • NIST: единицы вне СИ
  • Единицы доз радиации - Общество физиков здоровья