Roentgen (unidad) - Roentgen (unit)

No debe confundirse con hombre equivalente a roentgen o físico equivalente a roentgen .
Roentgen
Dosímetro ablesung.jpg
Visualización del dosímetro de fibra de cuarzo , en unidades de roentgen.
Información general
Unidad de sistema Unidad heredada
Unidad de Exposición a radiaciones ionizantes
Símbolo R
Lleva el nombre de Wilhelm Röntgen
Conversiones
1 R en ... ... es igual a ...
   Unidades base SI    2,58 × 10 −4 A ⋅ s / kg

El roentgen o röntgen ( / r ɜː n t ɡ ə n / ; símbolo R ) es una unidad legado de medida para la exposición de los rayos X y rayos gamma , y se define como la carga eléctrica liberada por dicha radiación en un especificado volumen de aire dividido por la masa de ese aire (estatculombio por kilogramo). En 1928, se adoptó como la primera cantidad de medición internacional para la radiación ionizante definida para la protección contra la radiación , ya que en ese momento era el método más fácil de replicar para medir la ionización del aire mediante el uso de cámaras de iones . Lleva el nombre del físico alemán Wilhelm Röntgen , quien descubrió los rayos X.

Sin embargo, aunque este fue un gran paso adelante en la estandarización de la medición de la radiación, el roentgen tiene la desventaja de que es solo una medida de la ionización del aire y no una medida directa de la absorción de la radiación en otros materiales, como diferentes formas de tejido humano . Por ejemplo, un roentgen deposita 0,00877 grises (0,877 rads ) de dosis absorbida en aire seco, o 0,0096 Gy (0,96 rad) en tejidos blandos. Un roentgen de rayos X puede depositarse entre 0,01 y 0,04 Gy (1,0 a 4,0 rad) en el hueso, dependiendo de la energía del haz.

A medida que se desarrolló la ciencia de la dosimetría de la radiación , se comprendió que el efecto ionizante y, por lo tanto, el daño tisular, estaba relacionado con la energía absorbida, no solo con la exposición a la radiación. En consecuencia, se definieron nuevas unidades radiométricas de protección radiológica que tuvieron esto en cuenta. En 1953, la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) recomendó el rad, igual a 100 erg / g, como la unidad de medida de la nueva cantidad de radiación absorbida dosis . El rad se expresó en unidades cgs coherentes . En 1975, la unidad gris fue nombrada como la unidad SI de dosis absorbida. Un gris es igual a 1 J / kg (es decir, 100 rad). Además, se definió una nueva cantidad, kerma , para la ionización del aire como la cantidad de exposición para la calibración del instrumento, y a partir de esto, la dosis absorbida se puede calcular utilizando coeficientes conocidos para materiales diana específicos. Hoy en día, para la protección radiológica, las unidades modernas, la dosis absorbida para la absorción de energía y la dosis equivalente (sievert) para el efecto estocástico, se utilizan de manera abrumadora, y el roentgen rara vez se usa. El Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) nunca ha aceptado el uso de roentgen.

El roentgen se ha redefinido a lo largo de los años. Fue definido por última vez por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) en 1998 como2,58 × 10 −4  C / kg , con la recomendación de que se dé la definición en todos los documentos en los que se utilice el roentgen.

Historia

El roentgen tiene sus raíces en la unidad de Villard definida en 1908 por la American Roentgen Ray Society como "la cantidad de radiación que libera por ionización un esu de electricidad por cm 3 de aire en condiciones normales de temperatura y presión". Usando 1 esu ≈ 3.33564 × 10 −10  C y la densidad del aire de ~ 1.293 kg / m 3 a 0 ° C y 101 kPa, esto se convierte en 2.58 × 10 −4  C / kg, que es el valor moderno dado por NIST.

1 esu/cm 3× 3,33564 × 10 −10 C/esu × 1.000.000 cm 3/m 3 ÷ 1.293 kg/m 3= 2,58 × 10 −4 C/kg

Esta definición se utilizó con diferentes nombres ( e , R y unidad de radiación alemana ) durante los siguientes 20 años. Mientras tanto, el Roentgen francés recibió una definición diferente que ascendió a 0,444 R.

Definiciones de ICR

En 1928, el Congreso Internacional de Radiología (ICR) definió el roentgen como "la cantidad de radiación X que, cuando los electrones secundarios se utilizan por completo y se evita el efecto de pared de la cámara, produce en 1 cc de aire atmosférico a 0ºC. ° C y 76 cm de presión de mercurio, un grado de conductividad tal que se mide 1 esu de carga a la corriente de saturación ". El 1 cc de aire indicado tendría una masa de 1,293 mg en las condiciones dadas, por lo que en 1937 el ICR reescribió esta definición en términos de esta masa de aire en lugar de volumen, temperatura y presión. La definición de 1937 también se amplió a los rayos gamma, pero luego se limitó a 3 MeV en 1950.

Definición de GOST

Mientras tanto, el comité de estándares de la Unión de la URSS (GOST) adoptó una definición significativamente diferente del roentgen en 1934. El estándar GOST 7623 lo definió como "la dosis física de rayos X que produce cargas cada una de una unidad electrostática en magnitud por cm 3 de volumen irradiado en aire a 0 ° C y presión atmosférica normal cuando se completa la ionización ". La distinción entre dosis física y dosis causó confusión, algunas de las cuales pueden haber llevado a Cantrill y Parker a informar que el roentgen se había convertido en la abreviatura de 83 ergios por gramo (0,0083 Gy ) de tejido. Llamaron a esta cantidad derivada el equivalente físico de roentgen (rep) para distinguirlo del roentgen ICR.

Definición de la ICRP

La introducción de la unidad de medición de roentgen, que se basaba en medir la ionización del aire, reemplazó las prácticas anteriores menos precisas que se basaban en la exposición cronometrada, la exposición de la película o la fluorescencia. Esto abrió el camino para establecer límites de exposición, y el Consejo Nacional de Protección y Medidas Radiológicas de los Estados Unidos estableció el primer límite de dosis formal en 1931 como 0,1 roentgen por día. El Comité Internacional de Protección de Rayos X y Radio , ahora conocido como la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) pronto siguió con un límite de 0,2 roentgen por día en 1934. En 1950, la ICRP redujo su límite recomendado a 0,3 roentgen por semana para exposición de todo el cuerpo.

La Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) asumió la definición de roentgen en 1950, definiéndola como "la cantidad de radiación X o γ tal que la emisión corpuscular asociada por 0,001293 gramo de aire produce, en el aire, iones llevando 1 unidad electrostática de cantidad de electricidad de cualquier signo ". El límite de 3 MeV ya no formaba parte de la definición, pero la utilidad degradada de esta unidad a energías de haz alto se mencionó en el texto adjunto. Mientras tanto, se había desarrollado el nuevo concepto de hombre equivalente a roentgen (rem).

A partir de 1957, la CIPR comenzó a publicar sus recomendaciones en términos de rem, y el roentgen cayó en desuso. La comunidad de imágenes médicas todavía necesita mediciones de ionización, pero gradualmente se convirtieron al uso de C / kg a medida que se reemplazó el equipo heredado. La ICRU recomendó redefinir el roentgen para que sea exactamente 2,58 × 10 −4  C / kg en 1971.

unión Europea

En 1971 la Comunidad Económica Europea , en la Directiva 71/354 / CEE , catalogó las unidades de medida que podrían utilizarse "para ... fines ... de salud pública". La directiva incluía curie , rad , rem y roentgen como unidades permitidas, pero exigía que el uso de rad, rem y roentgen se revisara antes del 31 de diciembre de 1977. Este documento definía el roentgen como exactamente 2,58 × 10 −4  C / kg. , según la recomendación de ICRU. La Directiva 80/181 / CEE , publicada en diciembre de 1979, que sustituyó a la Directiva 71/354 / CEE, catalogó explícitamente el gris , el becquerel y el sievert para este fin y exigió que el curie, el rad, el rem y el roentgen se eliminen gradualmente antes del 31 de diciembre. 1985.

Definición de NIST

Hoy en día, el roentgen se usa raramente, y el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) nunca aceptó el uso del roentgen. De 1977 a 1998, las traducciones del folleto SI del NIST de EE. UU. Declararon que el CIPM aceptó temporalmente el uso de roentgen (y otras unidades de radiología) con unidades SI desde 1969. Sin embargo, la única decisión del CIPM relacionada que se muestra en el apéndice es con respecto a al curie en 1964. Los folletos del NIST definieron el roentgen como 2,58 × 10 −4  C / kg, para ser empleado con exposiciones de radiación x o γ, pero no indicaron el medio a ionizar. El folleto SI actual del CIPM excluye el roentgen de las tablas de unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con el SI. El NIST de EE. UU. Aclaró en 1998 que estaba proporcionando sus propias interpretaciones del sistema SI, por lo que aceptó el roentgen para su uso en los EE. UU. Con el SI, aunque reconoció que el CIPM no lo hizo. Para entonces, la limitación a la radiación xy γ se había eliminado. NIST recomienda definir el roentgen en cada documento en el que se utilice esta unidad. El NIST desaconseja enérgicamente el uso continuado del roentgen.

Desarrollo de magnitudes radiométricas de reemplazo

Cantidades de radiación modernas externas utilizadas en protección radiológica

Aunque una cantidad conveniente para medir con una cámara de iones de aire, el roentgen tenía la desventaja de que no era una medida directa ni de la intensidad de los rayos X ni de su absorción, sino más bien una medida del efecto ionizante de los rayos X en una circunstancia específica; que era aire seco a 0  ° C y 1 atmósfera estándar de presión.

Debido a esto, el roentgen tenía una relación variable con la cantidad de dosis de energía absorbida por unidad de masa en el material objetivo, ya que diferentes materiales tienen diferentes características de absorción. A medida que se desarrolló la ciencia de la dosimetría de las radiaciones, esto se consideró una deficiencia grave.

En 1940, Louis Harold Gray , que había estado estudiando el efecto del daño de los neutrones en el tejido humano, junto con William Valentine Mayneord y el radiobiólogo John Read, publicó un artículo en el que una unidad de medida, denominada " gram roentgen " (símbolo: gr) definida como "la cantidad de radiación de neutrones que produce un incremento de energía en un volumen unitario de tejido igual al incremento de energía producida en un volumen unitario de agua por un roentgen de radiación". Se encontró que esta unidad era equivalente a 88 ergios en el aire. En 1953, la ICRU recomendó el rad , igual a 100 erg / g, como la nueva unidad de medida de la radiación absorbida. El rad se expresó en unidades cgs coherentes .

A fines de la década de 1950, la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) invitó a la ICRU a unirse a otros organismos científicos para trabajar con el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) en el desarrollo de un sistema de unidades que pudiera usarse de manera consistente en muchos disciplinas. Este organismo, inicialmente conocido como la "Comisión para el Sistema de Unidades", rebautizado en 1964 como el "Comité Consultivo de Unidades" (CCU), era responsable de supervisar el desarrollo del Sistema Internacional de Unidades (SI). Al mismo tiempo, era cada vez más obvio que la definición de roentgen era errónea y en 1962 se redefinió. La CCU decidió definir la unidad SI de radiación absorbida en términos de energía por unidad de masa, que en unidades MKS era J / kg. Esto fue confirmado en 1975 por la 15ª CGPM, y la unidad fue nombrada "gris" en honor a Louis Harold Gray, quien había muerto en 1965. El gris era igual a 100 rad. La definición del roentgen había tenido el atractivo de ser relativamente simple de definir para los fotones en el aire, pero el gris es independiente del tipo de radiación ionizante primaria y puede usarse tanto para el kerma como para la dosis absorbida en una amplia gama de materia.

Al medir la dosis absorbida en un ser humano debido a la exposición externa, se utiliza la unidad SI, el gris , o el rad no SI relacionado . A partir de estos se pueden desarrollar las dosis equivalentes para considerar los efectos biológicos de los diferentes tipos de radiación y materiales diana. Éstas son la dosis equivalente y la dosis efectiva para las que se utilizan la unidad SI sievert o el rem no SI .

Cantidades relacionadas con la radiación

La siguiente tabla muestra las cantidades de radiación en unidades SI y no SI:

Magnitudes relacionadas con la radiación ionizante ver  ‧  hablar  ‧  editar
Cantidad Unidad Símbolo Derivación Año Equivalencia SI
Actividad ( A ) becquerel Bq s −1 1974 Unidad SI
curie Ci 3,7 × 10 10 s −1 1953 3,7 × 10 10  Bq
rutherford Rd 10 6 s −1 1946 1.000.000 Bq
Exposición ( X ) culombio por kilogramo C / kg C⋅kg −1 de aire 1974 Unidad SI
Röntgen R esu / 0.001293 g de aire 1928 2,58 × 10 −4 C / kg
Dosis absorbida ( D ) gris Gy J ⋅kg −1 1974 Unidad SI
ergio por gramo ergio / g erg⋅g −1 1950 1,0 × 10 −4 Gy
rad rad 100 erg⋅g −1 1953 0,010 Gy
Dosis equivalente ( H ) sievert SV J⋅kg −1 × W R 1977 Unidad SI
hombre equivalente de röntgen movimiento rápido del ojo 100 erg⋅g −1 x W R 1971 0,010 Sv
Dosis efectiva ( E ) sievert SV J⋅kg −1 × W R × W T 1977 Unidad SI
hombre equivalente de röntgen movimiento rápido del ojo 100 erg⋅g −1 × W R × W T 1971 0,010 Sv

Ver también

Referencias

enlaces externos