Roentgen (unidade) - Roentgen (unit)

Roentgen
Dosímetro ablesung.jpg
Display de dosímetro de fibra de quartzo , em unidades de roentgen.
Informação geral
Sistema de unidades Unidade legada
Unidade de Exposição à radiação ionizante
Símbolo R
Nomeado após Wilhelm Röntgen
Conversões
1 R em ... ... é igual a ...
   Unidades de base SI    2,58 × 10 −4 As / kg

O roentgen ou röntgen ( / r ɜː n t do ɡ do ə n / ; o símbolo R ) é uma unidade de medição de legado para a exposição de raios-X e raios gama , e é definida como a carga eléctrica libertada por tal radiação num especificado volume de ar dividido pela massa desse ar (statcoulomb por quilograma). Em 1928, foi adotado como a primeira grandeza de medida internacional para radiação ionizante a ser definida para proteção contra radiação , visto que era então o método mais facilmente replicado para medir a ionização do ar usando câmaras de íons . Seu nome é uma homenagem ao físico alemão Wilhelm Röntgen , que descobriu os raios-X.

No entanto, embora este tenha sido um grande passo em frente na padronização da medição de radiação, o roentgen tem a desvantagem de ser apenas uma medida de ionização do ar, e não uma medida direta de absorção de radiação em outros materiais, como diferentes formas de tecido humano . Por exemplo, um roentgen deposita 0,00877 cinza (0,877 rads ) de dose absorvida no ar seco, ou 0,0096 Gy (0,96 rad) no tecido mole. Um roentgen de raios-X pode depositar em qualquer lugar de 0,01 a 0,04 Gy (1,0 a 4,0 rad) no osso, dependendo da energia do feixe.

Com o desenvolvimento da ciência da dosimetria da radiação , percebeu-se que o efeito ionizante e, portanto, o dano ao tecido, estava relacionado à energia absorvida, não apenas à exposição à radiação. Consequentemente, foram definidas novas unidades radiométricas para proteção contra radiação que levaram isso em consideração. Em 1953, a Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU) recomendou o rad, igual a 100 erg / g, como a unidade de medida da nova dose absorvida da quantidade de radiação . O rad foi expresso em unidades cgs coerentes . Em 1975, a unidade cinza foi nomeada como a unidade SI de dose absorvida. Um cinza é igual a 1 J / kg (ou seja, 100 rad). Além disso, uma nova quantidade, kerma , foi definida para ionização do ar como a quantidade de exposição para calibração do instrumento e, a partir disso, a dose absorvida pode ser calculada usando coeficientes conhecidos para materiais alvo específicos. Hoje, para proteção contra radiação, as unidades modernas, dose absorvida para absorção de energia e a dose equivalente (sievert) para efeito estocástico, são predominantemente usadas, e o roentgen raramente é usado. O Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM) nunca aceitou o uso do roentgen.

O roentgen foi redefinido ao longo dos anos. Foi definido pela última vez pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) dos Estados Unidos em 1998 como2,58 × 10 −4  C / kg , com a recomendação de que a definição seja dada em todos os documentos onde o roentgen é usado.

História

O roentgen tem suas raízes na unidade Villard definida em 1908 pela American Roentgen Ray Society como "a quantidade de radiação que libera por ionização um esu de eletricidade por cm 3 de ar em condições normais de temperatura e pressão". Usando 1 esu ≈ 3,33564 × 10 −10  C e a densidade do ar de ~ 1,293 kg / m 3 a 0 ° C e 101 kPa, isso converte para 2,58 × 10 −4  C / kg, que é o valor moderno dado pelo NIST.

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

Essa definição foi usada com nomes diferentes ( e , R e unidade alemã de radiação ) pelos próximos 20 anos. Nesse ínterim, o Roentgen francês recebeu uma definição diferente, que totalizou 0,444 R. alemão

Definições de ICR

Em 1928, o Congresso Internacional de Radiologia (ICR) definiu o roentgen como "a quantidade de radiação X que, quando os elétrons secundários são totalmente utilizados e o efeito de parede da câmara é evitado, produz em 1 cc de ar atmosférico a 0 ° C e 76 cm de pressão de mercúrio, tal grau de condutividade que 1 esu de carga é medido na corrente de saturação. " O 1 cc de ar declarado teria uma massa de 1,293 mg nas condições fornecidas, então em 1937 o ICR reescreveu essa definição em termos dessa massa de ar em vez de volume, temperatura e pressão. A definição de 1937 também foi estendida aos raios gama, mas posteriormente limitada a 3 MeV em 1950.

Definição GOST

O Comitê de Padrões da União Soviética (GOST), entretanto, adotou uma definição significativamente diferente do roentgen em 1934. O padrão GOST 7623 o definiu como "a dose física de raios-X que produz cargas de uma unidade eletrostática em magnitude por cm 3 de volume irradiado no ar a 0 ° C e pressão atmosférica normal quando a ionização estiver completa. " A distinção entre dose física e dose causou confusão, alguns dos quais podem ter levado Cantrill e Parker a relatar que o roentgen se tornou uma abreviação para 83 ergs por grama (0,0083 Gy ) de tecido. Eles chamaram essa quantidade derivada de físico equivalente do roentgen (representante) para distingui-lo do ICR roentgen.

Definição de ICRP

A introdução da unidade de medição roentgen, que dependia da medição da ionização do ar, substituiu as práticas anteriores menos precisas que dependiam de exposição cronometrada, exposição de filme ou fluorescência. Isso abriu o caminho para o estabelecimento de limites de exposição, e o Conselho Nacional de Medidas e Proteção contra Radiação dos Estados Unidos estabeleceu o primeiro limite de dose formal em 1931 como 0,1 roentgen por dia. O Comitê Internacional de Raio-X e Proteção de Rádio , agora conhecido como Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) logo seguiu com um limite de 0,2 roentgen por dia em 1934. Em 1950, o ICRP reduziu seu limite recomendado para 0,3 roentgen por semana para exposição de corpo inteiro.

A Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU) assumiu a definição de roentgen em 1950, definindo-o como "a quantidade de radiação X ou γ tal que a emissão corpuscular associada por 0,001293 grama de ar produz, no ar, íons carregando 1 unidade eletrostática de quantidade de eletricidade de qualquer um dos signos. " O limite de 3 MeV não fazia mais parte da definição, mas a utilidade degradada desta unidade em altas energias de feixe foi mencionada no texto anexo. Nesse ínterim, o novo conceito de homem equivalente roentgen (rem) foi desenvolvido.

A partir de 1957, o ICRP começou a publicar suas recomendações em termos de rem, e o roentgen caiu em desuso. A comunidade de imagens médicas ainda precisa de medições de ionização, mas gradualmente passou a usar C / kg, pois o equipamento legado foi substituído. O ICRU recomendou redefinir o roentgen para exatamente 2,58 × 10 −4  C / kg em 1971.

União Européia

Em 1971, a Comunidade Económica Europeia , na Directiva 71/354 / CEE , catalogou as unidades de medida que podiam ser utilizadas "para ... fins de saúde pública ...". A diretiva incluía curie , rad , rem e roentgen como unidades permitidas, mas exigia que o uso de rad, rem e roentgen fosse revisado antes de 31 de dezembro de 1977. Este documento definiu o roentgen como exatamente 2,58 × 10 −4  C / kg , conforme recomendação do ICRU. A Diretiva 80/181 / CEE , publicada em dezembro de 1979, que substituiu a Diretiva 71/354 / CEE, catalogou explicitamente o cinza , o becquerel e o sievert para esse fim e exigia que o curie, rad, rem e roentgen fossem eliminados até 31 de dezembro 1985.

Definição NIST

Hoje, o roentgen é raramente usado, e o Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM) nunca aceitou o uso do roentgen. De 1977 a 1998, as traduções do US NIST do folheto SI declararam que o CIPM aceitou temporariamente o uso do roentgen (e outras unidades de radiologia) com unidades SI desde 1969. No entanto, a única decisão CIPM relacionada mostrada no apêndice diz respeito ao curie em 1964. Os folhetos do NIST definiram o roentgen como 2,58 × 10 −4  C / kg, a ser empregado com exposições de radiação x ou γ, mas não indicava o meio a ser ionizado. O folheto SI atual do CIPM exclui o roentgen das tabelas de unidades não SI aceitas para uso com o SI. O NIST dos EUA esclareceu em 1998 que estava fornecendo suas próprias interpretações do sistema SI, por meio do qual aceitava o roentgen para uso nos EUA com o SI, embora reconhecendo que o CIPM não o fazia. A essa altura, a limitação de radiação x e γ havia sido eliminada. O NIST recomenda definir o roentgen em cada documento onde esta unidade é usada. O uso contínuo do roentgen é fortemente desencorajado pelo NIST.

Desenvolvimento de quantidades radiométricas de reposição

Quantidades de radiação modernas externas usadas na proteção radiológica

Embora seja uma quantidade conveniente para medir com uma câmara de íons de ar, o roentgen tinha a desvantagem de não ser uma medida direta da intensidade dos raios X ou de sua absorção, mas sim uma medida do efeito ionizante dos raios X em uma circunstância específica; que era ar seco a 0  ° C e 1 atmosfera padrão de pressão.

Por causa disso, o roentgen tinha uma relação variável com a quantidade de dose de energia absorvida por unidade de massa no material alvo, já que diferentes materiais têm diferentes características de absorção. Conforme a ciência da dosimetria de radiação se desenvolveu, isso foi visto como uma deficiência séria.

Em 1940, Louis Harold Gray , que estava estudando o efeito dos danos dos nêutrons no tecido humano, junto com William Valentine Mayneord e o radiobiologista John Read, publicou um artigo no qual uma unidade de medida, apelidada de " gram roentgen " (símbolo: gr) definida como "aquela quantidade de radiação de nêutrons que produz um incremento de energia em volume unitário de tecido igual ao incremento de energia produzida em volume unitário de água por um roentgen de radiação". Esta unidade foi considerada equivalente a 88 ergs no ar. Em 1953, o ICRU recomendou o rad , igual a 100 erg / g, como a nova unidade de medida da radiação absorvida. O rad foi expresso em unidades cgs coerentes .

No final dos anos 1950, a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) convidou o ICRU a se juntar a outros órgãos científicos para trabalhar com o Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM) no desenvolvimento de um sistema de unidades que poderia ser usado de forma consistente em muitos disciplinas. Este órgão, inicialmente conhecido como "Comissão para o Sistema de Unidades", rebatizado em 1964 como "Comitê Consultivo para Unidades" (CCU), era responsável por supervisionar o desenvolvimento do Sistema Internacional de Unidades (SI). Ao mesmo tempo, tornava-se cada vez mais óbvio que a definição de roentgen era incorreta e, em 1962, foi redefinida. O CCU decidiu definir a unidade SI de radiação absorvida em termos de energia por unidade de massa, que em unidades MKS era J / kg. Isso foi confirmado em 1975 pela 15ª CGPM, e a unidade foi chamada de "cinza" em homenagem a Louis Harold Gray, que havia morrido em 1965. O cinza era igual a 100 rad. A definição do roentgen teve a atração de ser relativamente simples de definir para fótons no ar, mas o cinza é independente do tipo de radiação ionizante primária e pode ser usado tanto para kerma quanto para dose absorvida em uma ampla gama de matéria.

Ao medir a dose absorvida em um ser humano devido à exposição externa, a unidade SI cinza ou o rad não SI relacionado são usados. A partir deles, podem ser desenvolvidos os equivalentes de dose para considerar os efeitos biológicos de diferentes tipos de radiação e materiais alvo. Estas são a dose equivalente e a dose efetiva para a qual o sievert da unidade SI ou o rem não-SI são usados.

Quantidades relacionadas à radiação

A tabela a seguir mostra as quantidades de radiação em unidades SI e não SI:

Ionizante quantidades relativas de radiação visualizar   talk   edição
Quantidade Unidade Símbolo Derivação Ano Equivalência SI
Atividade ( A ) becquerel Bq s -1 1974 Unidade 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
Exposição ( X ) coulomb por quilograma C / kg C⋅kg −1 de ar 1974 Unidade SI
röntgen R esu / 0.001293 g de ar 1928 2,58 × 10 −4 C / kg
Dose absorvida ( D ) cinzento Gy J ⋅kg −1 1974 Unidade SI
erg por grama erg / g erg⋅g -1 1950 1,0 × 10 −4 Gy
rad rad 100 erg⋅g −1 1953 0,010 Gy
Dose equivalente ( H ) Sievert Sv J⋅kg -1 × W R 1977 Unidade SI
homem equivalente a röntgen rem 100 erg⋅g −1 x W R 1971 0,010 Sv
Dose efetiva ( E ) Sievert Sv J⋅kg -1 × W R × W T 1977 Unidade SI
homem equivalente a röntgen rem 100 erg⋅g -1 × W R × W T 1971 0,010 Sv

Veja também

Referências

links externos