گری
یکای فرعی SI · کمیت: دوز جذبشدهٔ پرتو یونساز
01 · تعریف
یک گری یک ژول انرژی پرتو یونساز است که کیلوگرمی از ماده آن را جذب کرده است. کمیت سراسر انرژیک است: نه از نوع پرتو چیزی میداند و نه از اینکه پیش رویش بافت زنده است یا ورقهٔ سرب.
انرژی اینجا شگفتانگیز اندک است. دوز چهار گری که برای آدمی کشنده است، تن را نزدیک یک هزارم درجه گرم میکند — همانقدر که یک ثانیه کار لامپ. خطر را گرما نمیسازد بلکه شیوهٔ رساندن آن: پرتو مولکولها را یکییکی میدرد، و رشتهٔ گسستهٔ دیانای از اینکه انرژی کم بوده بهبود نمییابد. درست به همین سبب پرتوشناسان از گری سخن میگویند نه از درجه.
کوانتوم گاما انرژی خود را در راهی دراز با یونشهای پراکنده میپاشد؛ ذرهٔ آلفا همان انرژی را در چند میکرومتر همچون رد پیوستهٔ گسستگیها مینهد. دوز جذبشده در هر دو حالت یکی است و پیامد زیستی بیست برابر فرق دارد. درست به همین سبب کنار گری سیورت هست: دوز را در ضریب وزنی پرتو ضرب میکند و دیگر به پرسش خطر پاسخ میدهد. برای پرتو ایکس و گاما ضریب یک است و شمارهها بر هم میافتند — از همینجاست عادت به درآمیختن یکاها.
02 · تبدیل
دوزی وارد کنید — برگه آن را به یکاها میشکافد
راد در پزشکی تا دههٔ نود ماند و هنوز در دستورالعملهای آمریکایی دیده میشود. رونتگن دوز در بافت را نمیسنجد بلکه یونش هوا را، پس تبدیل مشروط است: ضریب به انرژی پرتو و به بافت پرتودیده بستگی دارد.
راد در ۱۹۵۳ با نام «radiation absorbed dose» پدیدار شد و بر صد ارگ بر گرم نهاده شد — نزدیک به دوزی که یک رونتگن در بافت نرم میگذارد. چون در ۱۹۷۵ گری آمد، نسبت در سوی دیگر ناجور درآمد: صد راد بر یک گری. درمانگاههای آمریکایی نزدیک بیست سال جابهجا میشدند و در پروندههای کهنه هر دو نوشته کنار هم ایستادهاند.
| یکا | نام | مقدار | کجا دیده میشود |
|---|---|---|---|
| Gy | گری، یکای SI | 2 | پرتودرمانی، دوزسنجی |
| mGy | میلیگری | 2000 | تشخیص، توموگرافی |
| µGy | میکروگری | 2 000 000 | عکسها، زمینهٔ طبیعی |
| kGy | کیلوگری | 0.002 | گندزدایی، فرآوری خوراک |
| J/kg | ژول بر کیلوگرم | 2 | تعریف یکا |
| Gy·kg | انرژی بر ۷۰ کیلوگرم تن | 140 | کل انرژی جذبشده |
| راد | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | آمریکا تا ۱۹۹۰، پروندههای کهنه |
| میلیراد | میلیراد | 200 000 | دوزسنجی کارکنان |
| ارگ/گ | ارگ بر گرم | 20 000 | نگارش نخستین راد |
| R | رونتگن در هوا، تقریبی | 227.27 | یونش هوا، نه بافت |
| rem | همارز زیستی، با ضریب ۱ | 200 | همتای سیورت در هنجارهای کهنه |
| Gy | گری | 2 | یکای امروزی |
گری انرژی سپرده به ماده را میشمارد. زیان بر تندرستی دیگر سیورت است: همان بُعد، اما با اصلاحی برای نوع پرتو.
03 · مرتبههای بزرگی
از عکس دندان تا پرتودهندهٔ صنعتیدو گری: یک بخش از پرتودرمانی
04 · ابزارهای اندازهگیری
دوز جذبشده را با چه میسنجند
تنها ابزاری که دوز را راست بر پایهٔ تعریف میسنجد: قالب گرافیت پرتودیده گرم میشود و دماسنج بالا رفتن را به میکروکلوین میگیرد. مرجع نخستین آزمایشگاههای ملی، که از کوران هوا بیش از پرتو نگهداری میخواهد.
ابزار کار درمانگاه: محفظهٔ انگشتانهای در فانتوم آب باری را که پرتو پدید آورده گرد میآورد و از روی آن دوز را میشمارد. خوانشهایش با زنجیرهای از کالیبراسیونها به گرماسنج بسته است، و دیوارهها را چنان برمیگزینند که محفظه مانند آب پاسخ دهد.
بلور فلوئورید لیتیم دوز را به یاد میسپارد و الکترونهای کندهشده را در کاستیهای شبکه نگاه میدارد. گرمشده تا سیصد درجه آنها را همچون نور بازمیگرداند که روشنیاش با دوز متناسب است. چنین قرصهایی را کارکنان درمانگاهها و نیروگاهها بر روپوش میزنند.
ژل آنجا که دوز رسیده بسپارش میشود، و حجم پرتودیده را سپس توموگراف میخواند: نقشهای سهبعدی به دست میآید. فیلم پرتورنگ همان کار را در یک صفحه میکند و درست زیر باریکه بی هیچ ظهوری تیره میشود — با آن نقشههای پیچیدهٔ پرتودهی را وارسی میکنند.
05 · قواعد نگارش
Gy انرژی است، Sv خطر
نماد را با G بزرگ و y کوچک مینویسند. دوز به گری همیشه به اندام یا حجمی معین بازمیگردد: «دو هزار گری بر تومور» بی نام بردن اندام هیچ معنایی ندارد. در پرتودرمانی دوز را همراه شمار بخشها مینویسند.
سیورت و گری یک بُعد را با هم دارند، پس میتوان آنها را بی هیچ خطای حسابی جابهجا گرفت — و درست به همین سبب دفترچهٔ SI به هر دو کمیت نام ویژه داد. قاعده ساده است: انرژی سپرده به ماده گری است؛ زیان بر تندرستی، وزنداده به نوع پرتو، سیورت است. آهنگ دوز را Gy/s یا Gy/min مینویسند.
06 · یکاهای همسایه
سهگانهٔ پرتوی زنجیروار پیش میرود: بکرل واپاشیها را در چشمه میشمارد، گری انرژی رسیده به ماده را، سیورت زیان چشمداشتی را. هر گام پسین دادههایی میخواهد که گام پیشین ندارد.
ضریب وزنی برای پرتو ایکس و گاما و الکترونها یک است، برای ذرات آلفا بیست، و برای نوترونها بسته به انرژی از پنج تا بیست. از برگههای Simetrium به گری بکرل، سیورت، ژول و کیلوگرم که از آنها ساخته شده، و کوری همسایهاند شناسنامههای Simetrium همسایگان گری بکرل, سیورت, ژول و کیلوگرم، که از آنها ساخته شده، و کوری با رونتگن در بخش تاریخی.
07 · بخش تاریخی
چگونه آموختند آنچه دیده نمیشود را بسنجند
نخستین سنجهٔ پرتودهی دوزی بود که سرخی آشکار پوست را پدید میآورد. پزشک بیمار را میپرتوید تا سرخک نمایان شود، و این یکا شمرده میشد. آستانه به آدمی، به انرژی لامپ و به اینکه پزشک چند نگاه میکرد بستگی داشت.
نخستین یکای فیزیکی: اندازهٔ یونشی که پرتو در یک سانتیمتر مکعب هوا پدید میآورد. عینی و تکرارپذیر — اما هوا را میسنجد نه بیمار را، و تنها برای پرتو ایکس و گاما به کار میآید.
کمیسیون یکاهای پرتوشناسی راد را آورد — صد ارگ بر گرم. کمیت سرانجام آنچه را در بافت رخ میدهد وصف میکرد، و آن را نزدیک دوز یک رونتگن برگزیدند تا پزشکان ناچار به بازآموزی نشوند.
کنفرانس عمومی یکا را به نام زیستشناس پرتوی بریتانیایی نامید که بر اثر پرتو بر بافتها و بر درمان با نوترون کار میکرد. گری همان راد است، صد برابر بزرگشده تا ژول کامل بر کیلوگرم.
یکایی که کمابیش هیچکس آن را راست نمیسنجد
تعریف گری میخواهد گرمایشی اندازه گرفته شود، اما این گرمایش چنان اندک است که به چشم نمیآید: دو گری درمانی بافت را نیم هزارم درجه گرم میکند. گرماسنج تنها از آن رو از پس آن برمیآید که در پوششی خلأ ایستاده و میکروکلوینها را روی قالبی از گرافیت میگیرد؛ در درمانگاه اینگونه کار نمیکنند. آنجا یونش را در محفظه میسنجند و آن را با ضریبهایی که با زنجیرهای از سه چهار کالیبراسیون به گرماسنج بستهاند به دوز برمیگردانند. نااطمینانی در پایان نزدیک دو درصد است و این نتیجهٔ خوبی شمرده میشود: در پرتودرمانی افزایش پنجدرصدی دوز پیامد درمان را دگرگون میکند. دشواری جداگانه آن است که دوز به ماده بستگی دارد: یک باریکه به استخوان و به بافت نرم انرژی متفاوتی میدهد، از این رو در گزارشها همیشه مینویسند دوز در چه چیز — در آب، در هوا یا در بافت.
فهرست · یکاهای اندازهگیری
شناسنامهای برای هر کمیت
هفت یکای اصلی SI، بیستودو یکای فرعی با نامهای ویژه و یکاهای بیرون دستگاه که نه فناوری از آنها بینیاز است و نه زندگی روزمره. هر یکا برگ خود را دارد: تعریف، تبدیل، ابزارها، قواعد نگارش. به 36 زبان.