| レントゲン | |
|---|---|
石英繊維線量計の表示(レントゲン単位)。[1] | |
| 一般情報 | |
| 単位系 | レガシーユニット |
| 単位 | 電離放射線への曝露 |
| シンボル | R |
| 名前の由来 | ヴィルヘルム・レントゲン |
| コンバージョン | |
| 1 Rで ... | ...は...に等しい |
| SI基本単位 | 2.58 × 10 −4 A ⋅ s / kg |
レントゲン(/ ˈ r ɛ n t ɡ ə n , - dʒ ə n , ˈ r ʌ n t - / ; [2]記号R )は、X線やガンマ線の曝露量の測定に使われてきた旧来の単位で、指定された体積の空気中でそのような放射線によって解放された電荷をその空気の質量で割ったもの(スタットクーロン毎キログラム)として定義される。1928年に、これは放射線防護のために定義された電離放射線の最初の国際的な測定量として採用された。これは、当時、電離箱を使用して空気の電離を測定する最も簡単に再現できる方法であったためである。[3]これは、X線を発見し、その発見により最初のノーベル物理学賞を受賞した ドイツの物理学者ヴィルヘルム・レントゲンにちなんで名付けられた。
しかし、これは放射線測定の標準化における大きな前進であったが、レントゲンは空気の電離の尺度に過ぎず、異なる形態の人体組織など他の物質における放射線吸収の直接的な尺度ではないという欠点がある。例えば、1レントゲンは乾燥空気中で0.00877グレイ(0.877ラド)の吸収線量を蓄積し、軟組織では0.0096グレイ(0.96ラド)の吸収線量を蓄積する。[3] 1レントゲンのX線は、ビームエネルギーに応じて、骨に0.01~0.04グレイ(1.0~4.0ラド)の吸収線量を蓄積する可能性がある。[4]
放射線量測定の科学が発展するにつれ、電離効果、ひいては組織損傷は放射線被曝だけでなく吸収エネルギーにも関連していることが認識されるようになった。その結果、この点を考慮した放射線防護のための新しい放射測定単位が定義された。1953年、国際放射線単位測定委員会(ICRU)は、新しい放射線量である吸収線量の測定単位として、100 erg/gに等しいradを推奨した。radは一貫したcgs単位で表された。[5] 1975年、単位gyが吸収線量のSI単位として命名された。1gyは1 J/kg(すなわち100 rad)に等しい。さらに、空気の電離に対する新しい量kermaが機器校正用の被曝として定義され、これから特定の対象物質の既知の係数を使用して吸収線量を計算できる。現在、放射線防護には、エネルギー吸収を表す吸収線量と確率的影響を表す等価線量(シーベルト)という現代の単位が圧倒的に多く使用されており、レントゲンはほとんど使用されていません。国際度量衡委員会(CIPM)はレントゲンの使用を認めたことはありません。
レントゲンは長年にわたって再定義されてきました。最後に定義されたのは1998年に米国国立標準技術研究所(NIST)によるものです。2.58 × 10 −4 C /kgであり、レントゲンが使用されるすべての文書に定義を示すことが推奨されている。[6]
歴史
レントゲンは、1908年にアメリカレントゲン線協会によって「通常の温度と圧力の条件下で、イオン化によって空気1cm 3あたり1esuの電気を放出する放射線の量」と定義されたヴィラール単位に由来しています。 [7] [8] 1 esu ≈ 3.33564 × 10 −10 Cと、0 °Cおよび101 kPaでの空気密度約1.293 kg/m 3を使用すると、これは2.58 × 10 −4 C/kgに変換され 、これはNISTによって与えられた現代の値です。
1 エス/3センチメートル × 3.33564 × 10 −10 C/エス × 1,000,000 3センチメートル/メートル3 ÷ 1.293 kg/メートル3 = 2.58 × 10 −4 C/kg
この定義は、その後 20 年間、さまざまな名前 ( e、R、およびドイツの放射線単位)で使用されました。その間、フランスのレントゲンには、0.444 ドイツの R に相当する別の定義が与えられました。
ICRの定義
1928年、国際放射線学会(ICR)はレントゲンを「二次電子が十分に利用され、チャンバーの壁効果が回避された状態で、0℃、76cm水銀柱の圧力で1ccの大気中に、飽和電流で1esuの電荷が測定される程度の導電率を生成するX線の量」と定義した。[7]記載されている1ccの空気は、与えられた条件では質量が1.293mgとなるため、1937年にICRは体積、温度、圧力ではなく空気の質量でこの定義を書き直した。[9] 1937年の定義はガンマ線にも拡張されたが、後に1950年に3MeVで上限が設定された。
GOST の定義
一方、ソ連 全連邦標準委員会(GOST)は1934年にレントゲンのかなり異なる定義を採用した。GOST規格7623はレントゲンを「0℃、常圧の空気中でイオン化が完了した状態で照射体積1cm3あたり1静電単位の大きさの電荷を生成するX線の物理的線量」と定義した。[ 10]物理的線量と線量の区別は混乱を招き、その一部はレントゲンが組織1グラムあたり83エルグ(0.0083 Gy)の略称になったとキャントリルとパーカーが報告する原因となった可能性がある。[11]彼らはこの微分量をICRレントゲンと区別するためにレントゲン当量物理(rep)と名付けた。
ICRPの定義
空気の電離を測定するレントゲン測定単位の導入により、時間による露出、フィルム露出、または蛍光に依存していた以前の精度の低い方法が置き換えられました。[12]これにより被曝限度が設定され、米国の国立放射線防護測定委員会は1931年に最初の正式な線量限度を0.1レントゲン/日に設定しました。[13]国際エックス線ラジウム防護委員会(現在は国際放射線防護委員会(ICRP)として知られています)は、1934年に0.2レントゲン/日の限度を設定しました。 [14] 1950年に、ICRPは全身被曝の推奨限度を0.3レントゲン/週に引き下げました。
国際放射線単位測定委員会( ICRU) は 1950 年にレントゲンの定義を引き継ぎ、「空気 0.001293 グラムあたりの粒子放出が、空気中でいずれかの符号の電気量の 1 静電単位を運ぶイオンを生成する X 線または γ 線の量」と定義しました。[15] 3 MeV の上限は定義に含まれなくなりましたが、高ビーム エネルギーでのこの単位の有用性が低下することが付随するテキストで言及されました。その間に、レントゲン等価人体(レム) という新しい概念が開発されました。
1957年以降、ICRPはレム単位で勧告を発表するようになり、レントゲンは使われなくなった。医療画像コミュニティでは依然として電離測定の必要性があるが、旧来の機器が交換されるにつれて徐々にC/kgの使用に切り替えられた。[16] ICRUは1971年にレントゲンを正確に2.58 × 10 −4 C/kgに再定義することを勧告した。[17]
欧州連合
1971年、欧州経済共同体は指令71/354/EECで、「公衆衛生目的」で使用できる測定単位をカタログ化した。[18]この指令では、キュリー、ラド、レム、レントゲンが許容単位として含まれていたが、ラド、レム、レントゲンの使用は1977年12月31日までに見直されることが求められていた。この文書 では、ICRU勧告に従い、レントゲンを正確に2.58 × 10 −4 C/kgと定義していた。 1979年12月に発行され、指令71/354/EECに代わる指令80/181/EECでは、この目的でグレイ、ベクレル、シーベルトが明示的にカタログ化され、キュリー、ラド、レム、レントゲンは1985年12月31日までに段階的に廃止されることが求められた。[19]
NISTの定義
今日ではレントゲンはほとんど使われておらず、国際度量衡委員会(CIPM)はレントゲンの使用を一度も認めていない。1977年から1998年にかけて、米国NISTのSIパンフレットの翻訳では、CIPMは1969年以来SI単位でのレントゲン(およびその他の放射線単位)の使用を一時的に認めていると述べられていた。[20]しかし、付録に示されている唯一の関連するCIPMの決定は、1964年のキュリーに関するものである。NISTのパンフレットでは、レントゲンを2.58 × 10 −4 C/kgと定義し、x線またはγ線の曝露で使用されるものとしていたが、電離される媒体については述べていなかった。CIPMの現在のSIパンフレットでは、SIでの使用が認められている非SI単位の表からレントゲンを除外している。[21]米国NISTは1998年にSI単位系について独自の解釈を提供していることを明確にし、CIPMがSI単位系でレントゲンの使用を認めていないことを認識しながらも、SI単位系でのレントゲンの使用を認めた。[22]その時点で、X線とγ線への制限は撤廃されていた。NISTはレントゲンが使用されているすべての文書でレントゲンを定義することを推奨している。[6] NISTはレントゲンの継続使用を強く推奨していない。[23]
代替放射量の開発

レントゲンは空気イオン室で測定するのに便利な量であるが、X線の強度や吸収を直接測定するものではなく、むしろ特定の状況(0 ℃、1標準気圧の乾燥空気)におけるX線の電離効果の測定値であるという欠点があった。[24]
このため、レントゲンは、対象物質の単位質量あたりのエネルギー吸収線量と可変の関係にあり、物質によって吸収特性が異なるため、放射線量測定の科学が発展するにつれて、これは重大な欠点と見なされるようになりました。
1940年、人体組織に対する中性子損傷の影響を研究していたルイス・ハロルド・グレイは、ウィリアム・バレンタイン・メイノルド、放射線生物学者ジョン・リードとともに、グラム・レントゲン(記号:gr)と呼ばれる測定単位を提案した論文を発表しました。これは「単位体積の水に1レントゲンの放射線がもたらすエネルギー増加と等しいエネルギー増加を単位体積の組織にもたらす中性子放射線の量」と定義されています[25]。この単位は空気中で88エルグに相当することがわかりました。1953年、ICRUは吸収放射線の新しい測定単位として100エルグ/グラムに相当するラドを推奨しました。ラドはコヒーレントなcgs単位で表されました。 [26]
1950年代後半、国際度量衡総会(CGPM)はICRUに対し、他の科学団体とともに国際度量衡委員会(CIPM)と協力し、多くの分野で一貫して使用できる単位系の開発に取り組むよう要請した。当初「単位系委員会」として知られ、1964年に「単位諮問委員会」(CCU)に改名されたこの団体は、国際単位系(SI)の開発を監督する責任を負っていた。[27]同時に、レントゲンの定義が不適切であることが次第に明らかになり、1962年に再定義された。[28] CCUは、吸収された放射線のSI単位を単位質量あたりのエネルギーで定義することを決定した。これはMKS単位ではJ/kgであった。これは1975年の第15回CGPMで確認され、この単位は1965年に亡くなったルイス・ハロルド・グレイに敬意を表して「グレイ」と名付けられました。グレイは100ラドに相当します。レントゲンの定義は空気中の光子に対して比較的簡単に定義できるという魅力がありましたが、グレイは主な電離放射線の種類とは無関係であり、幅広い物質のカーマと吸収線量の両方に使用できます。[29]
外部被ばくによる人間の吸収線量を測定する場合、SI 単位のグレイまたは関連する非 SI単位のラドが使用されます。これらから、さまざまな放射線の種類と標的物質による生物学的影響を考慮するための線量当量を作成できます。これらは、 SI 単位のシーベルトまたは非 SI単位のレムが使用される等価線量と実効線量です。
放射線関連量
次の表は、SI 単位と非 SI 単位での放射線量を示しています。
参照
- グレイ(単位) – 吸収線量のSI単位
- 桁数(放射線)
- Rad (単位) – 吸収線量の cgs 単位
- レントゲン当量人体、またはレム – 放射線量当量の単位
- シーベルト(記号:Sv) – SI単位系における線量当量の単位
- ヴィルヘルム・レントゲン
参考文献
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外部リンク
- NIST: SI 外の単位
- 放射線量の単位 – 健康物理学会
