Gray
Származtatott SI-egység · mennyiség: ionizáló sugárzás elnyelt dózisa
01 · Meghatározás
Egy gray egy joule ionizáló sugárzási energia, amelyet egy kilogramm anyag nyelt el. A mennyiség tisztán energetikai: semmit sem tud a sugárzás fajtájáról, sem arról, élő szövet vagy ólomlemez van-e előtte.
Energia meglepően kevés van itt. Az emberre halálos négy gray körülbelül egy ezredfokkal melegíti fel a testet — annyival, amennyit egy másodpercnyi villanykörte ad. A veszélyt nem a hő okozza, hanem a kézbesítés módja: a sugárzás egyesével tépi szét a molekulákat, és egy elszakadt DNS-szál nem forr össze attól, hogy kevés volt az energia. Épp ezért beszélnek a radiológusok grayről, nem fokokról.
Egy gamma-kvantum hosszú úton, ritka ionizációkkal szórja szét az energiáját; egy alfa-részecske néhány mikrométeren, a törések folytonos nyomaként rakja le. Az elnyelt dózis mindkét esetben ugyanaz, a biológiai eredmény pedig hússzorosan tér el. Épp ezért van a gray mellett a sievert: megszorozza a dózist a sugárzás súlyozási tényezőjével, és már a veszélyre adott kérdésre válaszol. Röntgen- és gamma-sugárzásra a tényező egy, és a számok egybeesnek — innen a szokás, hogy összekeverik az egységeket.
02 · Átszámítás
Adjon meg egy dózist — a lap egységekre bontja
A rad a kilencvenes évekig tartotta magát az orvoslásban, és ma is felbukkan amerikai jegyzőkönyvekben. A röntgen nem a szöveti dózist méri, hanem a levegő ionizációját, ezért az átváltás feltételes: az együttható a sugárzás energiájától és a besugárzott szövettől függ.
A rad 1953-ban jelent meg mint «radiation absorbed dose», és száz erg per grammban állapították meg — közel ahhoz a dózishoz, amelyet egy röntgen hagy lágy szövetben. Amikor 1975-ben megjött a gray, az arány a másik irányban lett kényelmetlen: száz rad egy grayre. Az amerikai klinikák csaknem húsz évig váltottak, és a régi kórlapokon egymás mellett áll mindkét bejegyzés.
| Egység | Név | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|---|
| Gy | gray, SI-egység | 2 | sugárterápia, dozimetria |
| mGy | milligray | 2000 | diagnosztika, tomográfia |
| µGy | mikrogray | 2 000 000 | felvételek, természetes háttér |
| kGy | kilogray | 0,002 | sterilezés, élelmiszer-kezelés |
| J/kg | joule per kilogramm | 2 | az egység meghatározása |
| Gy·kg | energia 70 kg testre | 140 | teljes elnyelt energia |
| rad | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | USA az 1990-es évekig, régi kórlapok |
| mrad | millirad | 200 000 | személyi dozimetria |
| erg/g | erg grammonként | 20 000 | a rad eredeti megfogalmazása |
| R | röntgen levegőben, közelítőleg | 227,27 | a levegő ionizációja, nem a szöveté |
| rem | biológiai egyenérték, 1-es tényezőnél | 200 | a sievert megfelelője a régi normákban |
| Gy | gray | 2 | a mai egység |
A gray az anyagnak átadott energiát számolja. Az egészségkárosodás már a sievert: ugyanaz a dimenzió, de a sugárzás fajtájára szóló javítással.
03 · Nagyságrendek
a fogröntgentől az ipari besugárzóigKét gray: a sugárterápia egyetlen frakciója
04 · Mérőeszközök
Mivel mérik az elnyelt dózist
Az egyetlen készülék, amely a dózist közvetlenül a meghatározás szerint méri: a besugárzott grafittömb felmelegszik, és egy hőmérő elkapja az emelkedést mikrokelvinben. A nemzeti laboratóriumok elsődleges etalonja, amelynek a huzat ellen több védelem kell, mint a sugárzás ellen.
A klinika munkaeszköze: egy gyűszűkamra vízfantomban összegyűjti a sugárzás keltette töltést, és abból számolja a dózist. Kijelzéseit kalibrálások láncolata köti a kaloriméterhez, a falakat pedig úgy választják, hogy a kamra vízként válaszoljon.
A lítium-fluorid kristály úgy jegyzi meg a dózist, hogy a kivert elektronokat rácshibákban tartja. Háromszáz fokra hevítve fényként adja vissza őket, és e fény erőssége arányos a dózissal. Ilyen tablettákat viselnek a köpenyükön a klinikák és erőművek dolgozói.
A gél ott polimerizálódik, ahová a dózis megérkezett, a besugárzott térfogatot pedig utána tomográf olvassa ki: háromdimenziós térkép jön létre. A radiokróm film ugyanezt teszi síkban, és a nyaláb alatt mindenféle előhívás nélkül sötétedik — így ellenőrzik a bonyolult besugárzási terveket.
05 · Írásszabályok
A Gy energia, az Sv kockázat
A jelet nagy G-vel és kis y-nal írjuk. A grayben megadott dózis mindig egy adott szervre vagy térfogatra vonatkozik: «kétezer gray a daganatra» a szerv megnevezése nélkül semmit sem jelent. A sugárterápiában a dózist a frakciók számával együtt írják.
A sievert és a gray egy dimenzión osztozik, tehát számtani hiba nélkül fel lehet cserélni őket — és épp ezért engedte meg az SI-füzet mindkét mennyiségnek a saját nevét. A szabály egyszerű: az anyagnak átadott energia gray; az egészségkárosodás, a sugárzás fajtájával súlyozva, sievert. A dózisteljesítményt Gy/s vagy Gy/min alakban írjuk.
06 · Szomszédos egységek
A sugárzási hármas láncban halad: a becquerel a bomlásokat számolja a forrásban, a gray az anyagig eljutott energiát, a sievert a várható kárt. Minden következő lépés olyan adatokat kér, amelyeket az előző nem hordoz.
A súlyozási tényező egy a röntgen- és gamma-sugárzásra és az elektronokra, húsz az alfa-részecskékre, és öttől húszig a neutronokra az energiától függően. A Simetrium lapjai közül a grayhez a becquerel, a sievert, a joule és a kilogramm csatlakozik, amelyekből felépül, valamint a curie Simetrium adatlapjai közül a grayhez csatlakozik becquerel, sievert, joule és kilogramm, amelyekből felépül, valamint curie a röntgennel a történeti részben.
07 · Történeti rész
Hogyan tanulták meg mérni azt, ami nem látszik
A besugárzás első mértéke az a dózis volt, amely a bőr látható kipirosodását okozta. Az orvos addig sugarazta a beteget, amíg meg nem jelent az eritéma, és ez számított egységnek. A küszöb függött az embertől, a cső energiájától és attól, meddig nézte az orvos.
Az első fizikai egység: az ionizáció mennyisége, amelyet a sugárzás egy köbcentiméternyi levegőben kelt. Tárgyilagos és ismételhető — csakhogy a levegőt méri, nem a beteget, és csak röntgen- és gamma-sugárzásra érvényes.
A sugárvédelmi egységek bizottsága bevezette a radot — száz erg per gramm. A mennyiség végre azt írta le, ami a szövetben történik, és egy röntgen dózisához közel választották, hogy az orvosoknak ne kelljen újratanulniuk.
Az Általános Értekezlet arról a brit sugárbiológusról nevezte el az egységet, aki a sugárzás szövetekre gyakorolt hatásán és a neutronterápián dolgozott. A gray ugyanaz a rad, százszorosára nagyítva az egész joule per kilogrammig.
Az egység, amelyet szinte senki sem mér közvetlenül
A gray meghatározása felmelegedés mérését kívánja, csakhogy ez a felmelegedés elenyésző: a gyógyító két gray fél ezredfoknyival melegíti fel a szövetet. A kaloriméter csak azért boldogul, mert vákuumburokban áll és mikrokelvineket fog el egy grafittömbön; a klinikán nem így dolgoznak. Ott az ionizációt mérik egy kamrában, és együtthatókkal váltják dózissá, amelyeket három-négy kalibrálás lánca köt a kaloriméterhez. A végén a bizonytalanság mintegy két százalék, és ez jó eredménynek számít: a sugárterápiában öt százalékos túllépés már megváltoztatja a kezelés kimenetelét. Külön nehézség, hogy a dózis az anyagtól függ: ugyanaz a nyaláb a csontnak és a lágy szövetnek más energiát ad át, ezért a jelentésekben mindig kiírják, dózis miben pontosan — vízben, levegőben vagy szövetben.
Katalógus · mértékegységek
Minden mennyiségnek egy adatlap
Az SI hét alapegysége, huszonkét saját nevű származtatott egység és a rendszeren kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek külön lapja van: meghatározás, átszámítás, eszközök, írásszabályok. 36 nyelven.