रॉन्टजेन (यूनिट)

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Not to be confused with रेंटजेन समकक्ष व्यक्ति or रेंटजेन समकक्ष भौतिकी.
Roentgen
Dosimeter ablesung.jpg
Display of quartz fiber dosimeter, in units of roentgen.[1]
General information
इकाई प्रणालीLegacy unit
की इकाईExposure to ionizing radiation
चिन्ह, प्रतीकR
नाम के बादWilhelm Röntgen
Conversions
1 R in ...... is equal to ...
   SI base units   2.58×10−4 A⋅s/kg

रेंटजेन या रेंटजेन (/ˈrɜːntɡən/; प्रतीक आर) मुख्यतः एक्स-रे और गामा किरणों के विकिरण से होने वाले खतरों के लिए मापन की मुख्य इकाई है, और इसे उस हवा के द्रव्यमान (स्टैट कूलम्ब प्रति किलोग्राम) से विभाजित हवा की निर्दिष्ट मात्रा में इस प्रकार के विकिरण द्वारा मुक्त विद्युत आवेश के रूप में परिभाषित किया गया है।

1928 में, इसे विकिरण सुरक्षा के लिए परिभाषित किए जाने वाले आयनीकरण विकिरण के लिए प्रथम अंतर्राष्ट्रीय माप मात्रा के रूप में अपनाया गया था, क्योंकि इस प्रकार तब यह आयन कक्ष का उपयोग करके वायु आयनीकरण को मापने की सबसे सरलता से दोहराई जाने वाली विधि थी।[2] इसका नाम जर्मनी के भौतिक विज्ञानी विल्हेम रॉन्टगन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने एक्स-रे की खोज की थी और इस खोज के लिए उन्हें भौतिकी का पहला नोबेल पुरस्कार दिया गया था।

चूंकि यह विकिरण मापन के मानकीकरण में बड़ी पहल थी, रेंटजेन का हानि यह है कि यह केवल वायु आयनीकरण का उपाय है, और इस प्रकार अन्य पदार्थों में विकिरण अवशोषण का प्रत्यक्ष उपाय नहीं है, जैसे कि मानव ऊतक के विभिन्न रूप में उदाहरण के लिए, रॉन्टजेन एकत्रीकरण में 0.00877 grays (0.877 rads) शुष्क हवा में अवशोषित अंश, या 0.0096 Gy (0.96 rad) कोमल ऊतक में इसका उपयोग किया गया हैं।[2] इसी प्रकार एक्स-रे का 0.01 to 0.04 Gy (1.0 to 4.0 rad) बीम ऊर्जा के आधार पर हड्डी में रॉन्टजेन का कहीं से भी एकत्रीकरण हो सकता है।[3] जैसा कि विकिरण मात्रामापी का विज्ञान विकसित हुआ, यह प्राप्त किया गया कि आयनीकरण प्रभाव, और इसलिए ऊतक क्षति, अवशोषित ऊर्जा से न कि केवल विकिरण खतरे से जुड़ी थी। इसके परिणामस्वरूप विकिरण सुरक्षा के लिए नई रेडियोमेट्रिक इकाइयां परिभाषित की गईं थी, जिन्होंने इसे ध्यान में रखा था। इस प्रकार 1953 में विकरण यूनिट्स एंड मेजरमेंट्स (आईसीआरयू) पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग ने नई विकिरण मात्रा अवशोषित अंश के माप की इकाई के रूप में 100 ईआरजी/ग्राम के समान रेड की परिकाष्ठा की थी। इस प्रकार रेड को इकाइयों की सुसंगत सेंटीमीटर-ग्राम-दूसरी प्रणाली में व्यक्त किया गया था।[4]

1975 में ईकाई ग्रे (इकाई) को अवशोषित अंश की एसआई इकाई के रूप में नामित किया गया था। 1 ग्रे 1 जूल/किग्रा (अर्थात 100 रेड) के समान है। इसके अतिरिक्त नई मात्रा, केर्मा (भौतिकी), को वायु आयनीकरण के लिए उपकरण अंशांकन के लिए खतरे के रूप में परिभाषित किया गया था, और इससे अवशोषित अंश की गणना विशिष्ट लक्ष्यों के पदार्थों के लिए ज्ञात गुणांक का उपयोग करके की जाती है। आज विकिरण सुरक्षा के लिए, आधुनिक इकाइयां, ऊर्जा अवशोषण के लिए अवशोषित अंश और स्टोकेस्टिक प्रभाव के लिए समतुल्य अंश (सीवर्ट) का अत्यधिक उपयोग किया जाता है, और रेंटजेन का उपयोग संभवतः ही कभी किया जाता है। इस प्रकार बाट और माप की अंतर्राष्ट्रीय समिति (सीआईपीएम) ने कभी भी रॉन्टजेन के उपयोग को स्वीकार नहीं किया है।

रॉन्टजेन को वर्षों से पुनर्परिभाषित किया गया है। इसे आखिरी बार 1998 में यू.एस. के राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) द्वारा 2.58×10−4 C/kg रूप से परिभाषित किया गया था, इस अनुशंसा के साथ कि हर उस दस्तावेज़ में परिभाषा दी जाए जहाँ रेंटजेन का उपयोग किया जाता है।[5]

इतिहास

रेंटजेन मूल रूप से 1908 में अमेरिकन रॉन्टजेन रे सोसाइटी द्वारा परिभाषित विलार्ड इकाई में निहित किया गया हैं, जो विकिरण की मात्रा को प्रदर्शित करता है, यह इस प्रकार आयनीकरण द्वारा प्रति घन सेंटीमीटर विद्युत का स्टेटकूलम्ब मुक्त 3 सेमी तापमान और दबाव की सामान्य परिस्थितियों में वायु को प्रसारित करता है।[6][7] इस प्रकार 1 esu ≈ 3.33564×10−10 सी का उपयोग करना और हवा का घनत्व ~1.293 किग्रा/मीटर3 तापमान 0 °सी और दबाव 101 किलो पास्कल पर निहित रहता हैं, यह 2.58 × 10−4 सी/किलोग्राम में परिवर्तित कर दिया जाता है, जो एनआईएसटी द्वारा दिया गया आधुनिक मान है।

1esu/cm3 × 3.33564 × 10−10C/esu × 1,000,000 cm3/m3 ÷ 1.293 kg/m3 = 2.58 × 10-4C/kg

अगले 20 वर्षों के लिए इस परिभाषा का उपयोग विभिन्न नामों (ई, आर, और विकिरण की जर्मन इकाई) के अनुसार किया गया था। इस बीच, फ्रांसीसी रोएंटजेन को अलग परिभाषा दी गई, जो 0.444 जर्मन आर की राशि थी।

आईसीआर परिभाषाएं

1928 में, रेडियोलॉजी की अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस (आईसीआर) ने एक्स-विकिरण की मात्रा के रूप में रॉन्टजेन को परिभाषित किया गया था, जो कि इस प्रकार द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों का पूर्ण रूप से उपयोग किया जाता है और कक्ष की दीवार के प्रभाव से बचा जाता है, तो इस प्रकार 0 डिग्री पर वायुमंडलीय हवा के 1 सीसी में उत्पादन होता है। 1 सी और 76 सेमी पारा दबाव इस प्रकार की चालकता की डिग्री है कि 1 ईएसयू आवेश को संतृप्त धारा में मापा जाता है।[6] इस प्रकार बताए गए 1 सीसी हवा का द्रव्यमान 1.293 ग्राम होगा, इसलिए 1937 में आईसीआर ने आयतन, तापमान और दबाव के अतिरिक्त हवा के इस द्रव्यमान के संदर्भ में यह परिभाषा लिखी गई थी।[8] 1937 की परिभाषा को गामा किरणों तक भी बढ़ाया गया था, किन्तु बाद में 1950 में इसे 3 मेगा वोल्ट तक सीमित कर दिया गया था।

गोस्ट परिभाषा

सोवियत संघ मानकों की अखिल-संघ समिति (जीओएसटी) ने इस बीच 1934 में रेंटजेन की अधिक अलग परिभाषा को अपनाया था। जीओएसटी मानक 76230 डिग्री सेल्सियस पर हवा में विकिरणित आयतन का 3 और आयनीकरण पूर्ण होने पर सामान्य वायुमंडलीय दबाव ने इसे एक्स-रे की भौतिक अंश के रूप में परिभाषित किया है जो इस प्रकार प्रति सेमी परिमाण में विद्युत स्थैतिक इकाई के प्रत्येक आवेश का उत्पादन करता है।[9] इस अंश से भौतिक अंश के भेद ने भ्रम उत्पन्न किया गया था, जिनमें से कुछ ने कैंट्रिल और पार्कर की रिपोर्ट का नेतृत्व किया जा सकता है, इस प्रकार ऊतक के 83 ईआरजीएस प्रति ग्राम (0.0083 ग्रे (ईकाई)) के लिए रेंटजेन शॉर्टहैंड बन गया था।[10] आईसीआर राॅन्टजेन से अलग करने के लिए उन्होंने इस व्युत्पन्न मात्रा को राॅन्टजेन समकक्ष भौतिक (आरईपी) नाम दिया था।

आईसीआरपी परिभाषा

रॉन्टजेन मापन इकाई के प्रारंभ में हवा के आयनीकरण को मापने पर निर्भर थी, इसने पहले कम त्रुटिहीन प्रथाओं को परिवर्तित कर दिया जो समयबद्ध खतरे, फिल्म खतरे या प्रतिदीप्ति पर निर्भर करती थी।[11] इसने खतरे की सीमा को निर्धारित करने का मार्ग प्रशस्त किया, और इस प्रकार संयुक्त राज्य अमेरिका के विकिरण संरक्षण और माप पर राष्ट्रीय परिषद ने 1931 में प्रति दिन 0.1 रॉन्टजेन के रूप में पहली औपचारिक अंश सीमा स्थापित किया था।[12] इस प्रकार अंतर्राष्ट्रीय एक्स-रे और रेडियम संरक्षण समिति, जिसे अब रेडियोलॉजिकल प्रोटेक्शन (आईसीआरपी) पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग के रूप में जाना जाता है, इसने शीघ्र ही 1934 में प्रति दिन 0.2 रेंटजेन की सीमा का पालन किया था।[13] इस प्रकार 1950 में, आईसीआरपी ने पूरे शरीर के खतरे के लिए उनकी अनुशंसित सीमा को घटाकर प्रति सप्ताह 0.3 रेंटजेन कर दिया था।

विकिरण इकाइयों और मापन पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग (आईसीआरयू) ने 1950 में रेंटजेन की परिभाषा को अपने हाथ में ले लिया था, इसे X या γ-विकिरण की मात्रा के रूप में परिभाषित किया, जैसे कि हवा में प्रति 0.001293 ग्राम वायु से संबंधित कॉर्पसकुलर उत्सर्जन, हवा में, आयनों को ले जाता है। किसी भी संकेत की विद्युत की मात्रा की 1 विद्युत स्थैतिक इकाई के रूप में माना जाता हैं।[14] 3 मेव कैप अब परिभाषा का भाग नहीं था, किन्तु उच्च बीम ऊर्जा पर इस इकाई की निम्नीकृत उपयोगिता का उल्लेख साथ के पाठ में किया गया था। इस बीच रॉन्टजेन समतुल्य मानव (रेम) की नई अवधारणा विकसित की गई थी।

1957 से प्रारंभ होकर, आईसीआरपी ने रेम के संदर्भ में अपने प्रस्तावों को प्रकाशित करना प्रारंभ किया था, और रॉन्टजेन के लिए यह अनुपयोगी हो गया। चिकित्सा इमेजिंग समुदाय को अभी भी आयनीकरण माप की आवश्यकता है, किन्तु वे धीरे-धीरे 1 सी/किग्रा का उपयोग करने के लिए परिवर्तित हो गए क्योंकि विरासत उपकरण को परिवर्तित कर दिया गया था।[15] आईसीआरयू ने रेंटजेन को ठीक 2.58 × 10−4 सी/किलोग्राम 1971 में इसके रूप में पुनर्परिभाषित करने का प्रस्ताव रखा था।[16]

यूरोपीय संघ

1971 में यूरोपीय आर्थिक संघ, माप निर्देशों की यूरोपीय इकाइयों में इसका उपयोग किया था। इसके निर्देशानुसार 71/354/ईईसी, माप की उन इकाइयों को सूचीबद्ध करता है, जिनका उपयोग ... सार्वजनिक स्वास्थ्य ... उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है।[17] इन निर्देशों में क्यूरी (इकाई) , रेड (ईकाई), वास्तविक (इकाई) और रेंटजेन को अनुमेय इकाइयों के रूप में सम्मिलित किया गया था, किन्तु यह आवश्यक था कि रेड, रेम और रेंटजेन के उपयोग की 31 दिसंबर 1977 से पहले समीक्षा की जाए। इस दस्तावेज़ ने रेंटजेन को परिभाषित किया था, जो बिल्कुल 2.58 × 10-4 सी/किलोग्राम, आईसीआरयू के परामर्श के अनुसार मापन निर्देशों की यूरोपीय इकाइयाँ इसके निर्देशों के अनुसार 80/181/ईईसी, दिसंबर 1979 में प्रकाशित किया गया था, इस प्रकार जिसने इस निर्देश 71/354/ईईसी को प्रतिस्थापित किया, इस उद्देश्य के लिए स्पष्ट रूप से ग्रे (ईकाई), बैक्यूएरेल और सीवर्ट को सूचीबद्ध किया था और आवश्यक किया कि क्यूरी, रेड, रेम और रॉन्टजेन को 31 दिसंबर 1985 तक समाप्त कर दिया जाएगा।[18]

एनआईएसटी परिभाषा

आज रॉन्टजेन का उपयोग संभवतः ही कभी किया जाता है, और इस प्रकार वज़न और माप के लिए अंतर्राष्ट्रीय समिति (सीआईपीएम) ने रॉन्टजेन के उपयोग को कभी स्वीकार नहीं किया था। 1977 से 1998 तक, यूएस एनआईएसटी के एसआई ब्रोशर के अनुवाद में कहा गया है कि सीआईपीएम ने अस्थायी रूप से 1969 से एसआई इकाइयों के साथ राॅन्टजेन (और अन्य रेडियोलॉजी इकाइयों) के उपयोग को स्वीकार कर लिया है।[19] चूंकि, परिशिष्ट में दिखाया गया एकमात्र संबंधित सीआईपीएम निर्णय 1964 में क्यूरी (ईकाई) के संबंध में है। इस प्रकार एनआईएसटी ब्रोशर ने रेंटजेन को 2.58 × 10−4 सी/किलोग्राम के रूप में परिभाषित किया है कि x या γ विकिरण के खतरे के साथ नियोजित किया जाना है, किन्तु आयनित होने के माध्यम को नहीं बताया था। इस प्रकार सीआईपीएम का वर्तमान एसआई ब्रोशर एसआई के साथ उपयोग के लिए स्वीकृत गैर-एसआई इकाइयों की सूची से रेंटजेन को बाहर करता है।[20] इस प्रकार यूएस एनआईएसटी ने 1998 में स्पष्ट किया कि वह एसआई प्रणाली की अपनी व्याख्या प्रदान कर रहा था, जिससे उसने एसआई के साथ अमेरिका में उपयोग के लिए रॉन्टजेन को स्वीकार किया था, जबकि यह स्वीकार किया कि सीआईपीएम ने नहीं किया।[21] तब तक, एक्स और γ विकिरण की सीमा हटा दी गई थी। एनआईएसटी अनुशंसा करता है कि जहां इस इकाई का उपयोग किया जाता है वहां प्रत्येक दस्तावेज़ में रॉन्टजेन को परिभाषित किया जाता हैं।[5] एनआईएसटी द्वारा रॉन्टजेन के निरंतर उपयोग को दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है।[22]

प्रतिस्थापन रेडियोमेट्रिक मात्राओं का विकास

रेडियोलॉजिकल सुरक्षा में उपयोग की जाने वाली बाहरी आधुनिक विकिरण मात्रा

चूंकि वायु आयन कक्ष के साथ मापने के लिए सुविधाजनक मात्रा, रेंटजेन का हानि था कि यह एक्स-रे की तीव्रता या उनके अवशोषण का प्रत्यक्ष माप नहीं था, बल्कि एक्स-रे के आयनिंग प्रभाव का माप था, इस प्रकार विशिष्ट परिस्थिति में 0 डिग्री सेल्सियस पर शुष्क हवा थी और दबाव का 1 मानक दबाव पर स्थिति किया गया था।[23]

इस कारण रेंटजेन का लक्ष्य पदार्थों में प्रति इकाई द्रव्यमान में अवशोषित ऊर्जा की मात्रा के लिए वैरियेबल से संयोजित था, क्योंकि विभिन्न पदार्थों में अलग-अलग अवशोषण विशेषताएँ होती हैं। जैसा कि विकिरण डोसिमेट्री का विज्ञान विकसित हुआ, इसे गंभीर कमी के रूप में देखा गया।

1940 में, लुई हेरोल्ड ग्रे, जो मानव ऊतक पर न्यूट्रॉन क्षति के प्रभाव का अध्ययन कर रहे थे, विलियम वेलेंटाइन मेनॉर्ड और रेडियोबायोलॉजिस्ट जॉन रीड के साथ मिलकर पेपर प्रकाशित किया था, जिसमें माप की इकाई ने ग्राम रेंटजेन (प्रतीक: जीआर) को डब किया था। न्यूट्रॉन विकिरण की उस मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है, जो विकिरण के रेंटजेन द्वारा पानी की इकाई मात्रा में उत्पादित ऊर्जा की वृद्धि के बराबर ऊतक की इकाई मात्रा में ऊर्जा में वृद्धि का उत्पादन करती है।[24] इस प्रकार यह प्रस्तावित किया गया था कि यह इकाई हवा में 88 ईआरजीएस के बराबर पाई गई थी। 1953 में आईसीआरयू ने अवशोषित विकिरण के माप की नई इकाई के रूप में 100 ईआरजी/ग्राम के बराबर रेड (ईकाई) की सिफारिश की। रेड को सुसंगत सीजीएस प्रणाली इकाइयों में व्यक्त किया गया था।[25]

1950 के दशक के उत्तरार्ध में भार और माप पर सामान्य सम्मेलन (सीजीपीएम) ने आईसीआरयू को अन्य वैज्ञानिक निकायों में सम्मिलित होने के लिए आमंत्रित किया जिससे कि वे इकाइयों की प्रणाली के विकास में भार और माप के लिए अंतर्राष्ट्रीय समिति (सीआईपीएम) के साथ कार्य कर सकें जो कि विभिन्न रूपों में निरंतर उपयोग किया जा सकता है। इस प्रकार यह निकाय प्रारंभ में इकाइयों की प्रणाली के लिए आयोग के रूप में जाना जाता था, जिसका नाम 1964 में इकाइयों के लिए सलाहकार समिति (सीसीयू) के रूप में परिवर्तित कर दिया गया था, इस प्रकार अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली इकाइयों (एसआई) के विकास की देखरेख के लिए जिम्मेदार था।[26] उसी समय यह तेजी से स्पष्ट होता जा रहा था कि रेंटजेन की परिभाषा गलत थी, और 1962 में इसे फिर से परिभाषित किया गया था।[27]

सीसीयू ने अवशोषित विकिरण की एसआई इकाई को प्रति इकाई द्रव्यमान ऊर्जा के रूप में परिभाषित करने का निर्णय लिया, जो एमकेएस इकाइयों में जूल/किलोग्राम था। इसकी पुष्टि 1975 में 15वें सीजीपीएम द्वारा की गई थी, और इस प्रकार इस ईकाई का नाम लुई हेरोल्ड ग्रे के सम्मान में ग्रे रखा गया था, जिनकी मृत्यु 1965 में हुई थी। यह ग्रे 100 रेड के बराबर था। रॉन्टजन की परिभाषा में हवा में फोटॉनों को परिभाषित करने के लिए अपेक्षाकृत सरल होने का आकर्षण था, किन्तु ग्रे प्राथमिक आयनीकरण विकिरण प्रकार से स्वतंत्र है, और इसका उपयोग केर्मा और अवशोषित अंश दोनों के लिए व्यापक श्रेणी की स्थिति में किया जा सकता है।[28]

बाहरी खतरे के कारण मानव में अवशोषित अंश को मापते समय, एसआई इकाई ग्रे (ईकाई), या संबंधित गैर-एसआई रेड (ईकाई) का उपयोग किया जाता है। इनमें से अलग-अलग विकिरण प्रकारों और लक्ष्य पदार्थ से जैविक प्रभावों पर विचार करने के लिए अंश समकक्ष विकसित किए जा सकते हैं। ये समकक्ष अंश और प्रभावी अंश (विकिरण) हैं जिसके लिए एसआई ईकाई सीवर्ट या गैर-एसआई रेंटजेन समकक्ष मैन का उपयोग किया जाता है।

विकिरण-संबंधी मात्राएँ

निम्न सूची एसआई और गैर-एसआई इकाइयों में विकिरण मात्रा दर्शाती है:

Ionizing radiation related quantities view ‧ talk ‧ edit
Quantity Unit Symbol Derivation Year SI equivalent
Activity (A) becquerel Bq s−1 1974 SI unit
curie Ci 3.7 × 1010 s−1 1953 3.7×1010 Bq
rutherford Rd 106 s−1 1946 1,000,000 Bq
Exposure (X) coulomb per kilogram C/kg C⋅kg−1 of air 1974 SI unit
röntgen R esu / 0.001293 g of air 1928 2.58 × 10−4 C/kg
Absorbed dose (D) gray Gy J⋅kg−1 1974 SI unit
erg per gram erg/g erg⋅g−1 1950 1.0 × 10−4 Gy
rad rad 100 erg⋅g−1 1953 0.010 Gy
Equivalent dose (H) sievert Sv J⋅kg−1 × WR 1977 SI unit
röntgen equivalent man rem 100 erg⋅g−1 × WR 1971 0.010 Sv
Effective dose (E) sievert Sv J⋅kg−1 × WR × WT 1977 SI unit
röntgen equivalent man rem 100 erg⋅g−1 × WR × WT 1971 0.010 Sv

यह भी देखें

  • ग्रे (ईकाई) - अवशोषित अंश की एसआई इकाई
  • परिमाण के आदेश (विकिरण)
  • रेड (इकाई) - अवशोषित अंश की सीजीएस इकाई
  • रॉन्टगन समतुल्य मैन, या रेम - विकिरण अंश समतुल्य की इकाई
  • सीवर्ट (प्रतीक: एसवी) - अंश के बराबर की एसआई व्युत्पन्न इकाई
  • विल्हेम रॉन्टगन

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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