ग्रे
SI व्युत्पन्न इकाई · राशि: आयनकारी विकिरण की अवशोषित मात्रा
01 · परिभाषा
एक ग्रे आयनकारी विकिरण की वह एक जूल ऊर्जा है जिसे पदार्थ का एक किलोग्राम अवशोषित करता है। राशि विशुद्ध रूप से ऊर्जा की है: वह न विकिरण का प्रकार जानती है, न यह कि सामने जीवित ऊतक है या सीसे की पट्टी।
यहाँ ऊर्जा आश्चर्यजनक रूप से कम है। मनुष्य के लिए घातक चार ग्रे की मात्रा शरीर को लगभग एक हज़ारवें अंश डिग्री गरम करती है — उतना ही जितना एक सेकंड का बल्ब। ख़तरा गर्मी से नहीं बनता, बल्कि पहुँचाने के ढंग से: विकिरण अणुओं को एक-एक कर तोड़ता है, और टूटा हुआ डीएनए तंतु इसलिए नहीं जुड़ता कि ऊर्जा कम थी। इसी कारण रेडियोलॉजिस्ट ग्रे की बात करते हैं, डिग्री की नहीं।
गामा क्वांटम अपनी ऊर्जा लंबे पथ पर विरल आयननों के रूप में बिखेरता है; अल्फा कण उसी ऊर्जा को कुछ माइक्रोमीटर में टूटनों की सतत लीक के रूप में रख देता है। अवशोषित मात्रा दोनों में एक ही है, पर जैविक परिणाम बीस गुना भिन्न। ठीक इसीलिए ग्रे के पास सीवर्ट है: वह मात्रा को विकिरण भार-गुणांक से गुणा करता है और ख़तरे के प्रश्न का उत्तर पहले ही दे देता है। एक्स-किरण और गामा विकिरण के लिए गुणांक एक है और अंक ठीक मिल जाते हैं — दोनों इकाइयों को उलझाने की आदत यहीं से आती है।
02 · रूपांतरण
एक मात्रा डालिए — पर्चा उसे इकाइयों में बाँट देगा
रैड चिकित्सा में नब्बे के दशक तक टिका रहा और आज भी अमेरिकी नियमावलियों में मिलता है। रॉन्टजन ऊतक में मात्रा नहीं, वायु का आयनन नापता है, इसलिए रूपांतरण सशर्त है: गुणांक विकिरण की ऊर्जा और विकिरित ऊतक पर निर्भर है।
रैड 1953 में «radiation absorbed dose» के नाम से आया और प्रति ग्राम सौ अर्ग पर तय हुआ — उस मात्रा के पास जो एक रॉन्टजन कोमल ऊतक में छोड़ता है। जब 1975 में ग्रे आया, अनुपात दूसरी ओर असुविधाजनक निकला: एक ग्रे में सौ रैड। अमेरिकी चिकित्सालयों ने बदलने में लगभग बीस वर्ष लिए, और पुरानी चिकित्सा-पत्रियों में दोनों लेख साथ-साथ खड़े हैं।
| इकाई | नाम | मान | कहाँ मिलता है |
|---|---|---|---|
| Gy | ग्रे, SI इकाई | 2 | विकिरण चिकित्सा, मात्रामिति |
| mGy | मिलीग्रे | 2000 | निदान, टोमोग्राफी |
| µGy | माइक्रोग्रे | 2 000 000 | तस्वीरें, प्राकृतिक पृष्ठभूमि |
| kGy | किलोग्रे | 0.002 | निर्जर्मीकरण, खाद्य प्रसंस्करण |
| J/kg | जूल प्रति किलोग्राम | 2 | इकाई की परिभाषा |
| Gy·kg | 70 किलोग्राम शरीर पर ऊर्जा | 140 | कुल अवशोषित ऊर्जा |
| रैड | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | अमेरिका 1990 के दशक तक, पुरानी चिकित्सा-पत्रियाँ |
| मिलीरैड | मिलीरैड | 200 000 | कर्मियों की मात्रामिति |
| अर्ग/ग्रा | अर्ग प्रति ग्राम | 20 000 | रैड का मूल पाठ |
| R | वायु में रॉन्टजन, लगभग | 227.27 | वायु का आयनन, ऊतक का नहीं |
| rem | जैविक तुल्यांक, गुणांक 1 पर | 200 | पुराने मानकों में सीवर्ट के समकक्ष |
| Gy | ग्रे | 2 | आज की इकाई |
ग्रे पदार्थ को दी गई ऊर्जा गिनता है। स्वास्थ्य की हानि तो पहले ही सीवर्ट है: वही विमा, पर विकिरण के प्रकार के सुधार के साथ।
03 · परिमाण की कोटियाँ
दाँत की तस्वीर से औद्योगिक विकिरक तकदो ग्रे: विकिरण चिकित्सा का एक अंश
04 · मापक यंत्र
अवशोषित मात्रा किससे नापी जाती है
परिभाषा के अनुसार मात्रा सीधे नापने वाला एकमात्र यंत्र: विकिरित ग्रेफाइट का खंड गरम होता है और तापमापी उस वृद्धि को माइक्रोकेल्विन में पकड़ता है। राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं का प्राथमिक मानक, जिसे विकिरण से अधिक हवा के झोंकों से बचाव चाहिए।
चिकित्सालय का कार्य-यंत्र: जल प्रतिरूप में अँगुश्ताना कक्ष विकिरण से बने आवेश को इकट्ठा करता है और उसी से मात्रा गिनता है। उसके पाठ अंशांकन शृंखला द्वारा कैलोरीमीटर से बँधे हैं, और दीवारें ऐसी चुनी जाती हैं कि कक्ष जल की भाँति उत्तर दे।
लिथियम फ़्लोराइड का क्रिस्टल निकाले गए इलेक्ट्रॉनों को जालक-दोषों में रोककर मात्रा याद रखता है। तीन सौ डिग्री तक गरम करने पर वह उन्हें प्रकाश के रूप में लौटाता है, जिसकी चमक मात्रा के समानुपाती है। ऐसी गोलियाँ चिकित्सालयों और संयंत्रों के कर्मी अपने कोट पर पहनते हैं।
जेल वहाँ बहुलकित होता है जहाँ मात्रा पहुँची, और विकिरित आयतन को बाद में टोमोग्राफ पढ़ता है: त्रिविम मानचित्र बनता है। रेडियोक्रोमिक फ़िल्म वही काम एक तल में करती है और पुंज के नीचे बिना किसी विकास के काली हो जाती है — जटिल विकिरण योजनाएँ इसी से जाँची जाती हैं।
05 · लेखन नियम
Gy ऊर्जा है, Sv ख़तरा
प्रतीक बड़े G और छोटे y से लिखा जाता है। ग्रे में मात्रा सदा किसी विशेष अंग या आयतन से जुड़ी होती है: अंग बताए बिना «गाँठ पर दो हज़ार ग्रे» का कोई अर्थ नहीं। विकिरण चिकित्सा में मात्रा अंशों की संख्या के साथ लिखी जाती है।
सीवर्ट और ग्रे एक ही विमा साझा करते हैं, इसलिए उन्हें बिना किसी गणितीय भूल के बदला जा सकता है — और ठीक इसीलिए SI की पुस्तिका ने दोनों राशियों को अपने नाम दिए। नियम सरल है: पदार्थ को दी गई ऊर्जा ग्रे है; स्वास्थ्य की हानि, विकिरण के प्रकार से भारित, सीवर्ट है। मात्रा दर Gy/s या Gy/min लिखी जाती है।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
विकिरण-त्रयी शृंखला में चलती है: बेकरल स्रोत में क्षय गिनता है, ग्रे पदार्थ तक पहुँची ऊर्जा, सीवर्ट अपेक्षित हानि। हर अगला चरण वे आँकड़े माँगता है जो पिछला नहीं लाता।
भार-गुणांक एक्स-किरण, गामा विकिरण और इलेक्ट्रॉनों के लिए एक है, अल्फा कणों के लिए बीस, और न्यूट्रॉनों के लिए ऊर्जा के अनुसार पाँच से बीस। Simetrium के पर्चों में ग्रे से सटे हैं बेकरल, सीवर्ट, तथा जूल और किलोग्राम जिनसे वह बना है, और क्यूरी पत्रकों में से ग्रे से सटे हैं बैकेरल, सीवर्ट, जूल और किलोग्राम, जिनसे वह बना है, और क्यूरी ऐतिहासिक खंड में रॉन्टजन के साथ।
07 · ऐतिहासिक भाग
जो दिखता नहीं उसे नापना कैसे सीखा गया
विकिरण की पहली माप वह मात्रा थी जो त्वचा पर दिखने योग्य लाली पैदा करती थी। चिकित्सक रोगी को तब तक विकिरित करता जब तक रक्तिमा न उभरे, और यही इकाई मानी जाती। देहली मनुष्य पर, नली की ऊर्जा पर और इस पर निर्भर थी कि चिकित्सक कितनी देर देखता रहा।
पहली भौतिक इकाई: वायु के एक घन सेंटीमीटर में विकिरण द्वारा उत्पन्न आयनन की मात्रा। वस्तुनिष्ठ और पुनरावर्तनीय — पर वह वायु नापती है, रोगी नहीं, और केवल एक्स तथा गामा विकिरण के लिए चलती है।
विकिरण इकाइयों के आयोग ने रैड लाया — प्रति ग्राम सौ अर्ग। राशि ने अंततः वह वर्णित किया जो ऊतक में होता है, और उसे एक रॉन्टजन की मात्रा के पास चुना गया ताकि चिकित्सकों को फिर से न सीखना पड़े।
महासम्मेलन ने इकाई का नाम उस ब्रिटिश विकिरण-जीवविज्ञानी पर रखा जिसने ऊतकों पर विकिरण के प्रभाव और न्यूट्रॉन चिकित्सा पर काम किया। ग्रे वही रैड है, सौ गुना बढ़ाकर पूरे एक जूल प्रति किलोग्राम तक।
वह इकाई जिसे लगभग कोई सीधे नहीं नापता
ग्रे की परिभाषा कहती है कि तापवृद्धि नापो, पर यह वृद्धि इतनी छोटी है कि लगभग लुप्त है: उपचार के दो ग्रे ऊतक को आधे हज़ारवें अंश डिग्री तक ही गरम करते हैं। कैलोरीमीटर यह कर पाता है केवल इसलिए कि वह निर्वात कवच में खड़ा है और ग्रेफाइट के खंड पर माइक्रोकेल्विन पकड़ता है; चिकित्सालय में ऐसे काम नहीं होता। वहाँ आयनन कक्ष में आयनन नापा जाता है और उसे तीन-चार कड़ियों की अंशांकन शृंखला से कैलोरीमीटर से बँधे गुणांकों के ज़रिए मात्रा में बदला जाता है। अंत में अनिश्चितता लगभग दो प्रतिशत रहती है, और यही अच्छा परिणाम माना जाता है: विकिरण चिकित्सा में मात्रा पाँच प्रतिशत बढ़ने पर ही उपचार का फल बदल जाता है। एक अलग कठिनाई यह है कि मात्रा पदार्थ पर निर्भर करती है: वही पुंज हड्डी और कोमल ऊतक को भिन्न ऊर्जा देता है, इसलिए रिपोर्टों में सदा लिखा जाता है कि मात्रा किसमें — जल में, वायु में या ऊतक में।
सूची · माप की इकाइयाँ
हर राशि के लिए एक पत्रक
SI की सात मूल इकाइयाँ, अपने नाम वाली बाईस व्युत्पन्न इकाइयाँ, और पद्धति से बाहर की वे इकाइयाँ जिनके बिना न तकनीक चलती है न रोज़मर्रा। हर एक का अपना पत्र: परिभाषा, रूपांतरण, यंत्र, लेखन नियम। 36 भाषाओं में।