Gray
Satuan turunan SI · besaran: dosis serap radiasi pengion
01 · Definisi
Satu gray adalah satu joule energi radiasi pengion yang diserap oleh satu kilogram materi. Besaran ini murni energi: ia tidak tahu jenis radiasinya, tidak pula tahu apakah di depannya jaringan hidup atau lempeng timbal.
Energi di sini sangat sedikit sampai mengherankan. Dosis empat gray, yang mematikan bagi manusia, menghangatkan tubuh kira-kira seperseribu derajat — sebanyak yang diberikan sedetik bola lampu. Bahaya bukan diciptakan oleh panas melainkan oleh cara pengantarannya: radiasi merobek molekul satu per satu, dan untai DNA yang putus tidak pulih hanya karena energinya sedikit. Justru karena itu para radiolog berbicara tentang gray, bukan tentang derajat.
Kuantum gama menyerakkan energinya sepanjang jalan yang panjang dengan ionisasi yang jarang; partikel alfa meletakkan energi yang sama pada beberapa mikrometer sebagai jejak putus yang menyambung. Dosis serap dalam kedua hal itu sama, sedangkan hasil biologisnya berbeda dua puluh kali. Justru karena itu di samping gray ada sievert: ia mengalikan dosis dengan faktor bobot radiasi dan sudah menjawab pertanyaan tentang bahaya. Untuk sinar X dan radiasi gama faktornya satu dan angkanya berimpit — dari situlah kebiasaan mengacaukan kedua satuan.
02 · Konversi
Masukkan sebuah dosis — lembar ini akan menguraikannya per satuan
Rad bertahan dalam kedokteran sampai tahun sembilan puluhan dan sampai kini muncul dalam protokol Amerika. Röntgen tidak mengukur dosis dalam jaringan melainkan ionisasi udara, karena itu konversinya bersyarat: koefisiennya bergantung pada energi radiasi dan pada jaringan yang disinari.
Rad muncul pada 1953 sebagai «radiation absorbed dose» dan ditetapkan seratus erg per gram — dekat dengan dosis yang ditinggalkan satu röntgen dalam jaringan lunak. Ketika pada 1975 gray datang, perbandingannya menjadi canggung ke arah lain: seratus rad untuk satu gray. Klinik Amerika hampir dua puluh tahun berpindah, dan di rekam medis lama kedua catatan berdiri berdampingan.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| Gy | gray, satuan SI | 2 | radioterapi, dosimetri |
| mGy | miligray | 2000 | diagnostik, tomografi |
| µGy | mikrogray | 2 000 000 | foto, latar alami |
| kGy | kilogray | 0,002 | sterilisasi, pengolahan pangan |
| J/kg | joule per kilogram | 2 | definisi satuan |
| Gy·kg | energi pada tubuh 70 kg | 140 | seluruh energi yang terserap |
| rad | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | AS sampai tahun 1990-an, rekam medis lama |
| mrad | milirad | 200 000 | dosimetri personel |
| erg/g | erg per gram | 20 000 | rumusan asli rad |
| R | röntgen di udara, kira-kira | 227,27 | ionisasi udara, bukan jaringan |
| rem | ekuivalen biologis, pada faktor 1 | 200 | padanan sievert dalam norma lama |
| Gy | gray | 2 | satuan masa kini |
Gray menghitung energi yang diberikan kepada materi. Kerusakan bagi kesehatan sudah menjadi sievert: dimensi yang sama, tetapi dengan koreksi untuk jenis radiasi.
03 · Orde besaran
dari foto gigi sampai iradiator industriDua gray: satu fraksi radioterapi
04 · Alat ukur
Dengan apa dosis serap diukur
Satu-satunya alat yang mengukur dosis langsung menurut definisi: balok grafit yang disinari menghangat, dan termometer menangkap kenaikan itu dalam mikrokelvin. Standar primer laboratorium nasional, yang lebih butuh perlindungan dari angin lalu daripada dari radiasi.
Alat kerja klinik: bilik bidal dalam fantom air mengumpulkan muatan yang dibuat radiasi dan menghitung dosis darinya. Pembacaannya diikat pada kalorimeter lewat rantai peneraan, dan dindingnya dipilih agar bilik menjawab seperti air.
Kristal litium fluorida mengingat dosis dengan menahan elektron yang terpukul keluar di cacat kisi. Dipanaskan sampai tiga ratus derajat ia mengembalikannya sebagai cahaya, yang terangnya sebanding dengan dosis. Tablet semacam itu dipakai pada jas oleh pegawai klinik dan pembangkit.
Gel berpolimerisasi di tempat dosis tiba, dan volume yang disinari kemudian dibaca oleh tomograf: terbentuk peta tiga dimensi. Film radiokromik melakukan hal yang sama pada bidang dan menghitam tepat di bawah berkas tanpa pencucian apa pun — begitulah rencana penyinaran yang rumit diperiksa.
05 · Aturan penulisan
Gy itu energi, Sv itu risiko
Lambangnya ditulis dengan G besar dan y kecil. Dosis dalam gray selalu mengacu pada organ atau volume tertentu: «dua ribu gray pada tumor» tanpa menyebut organ tidak berarti apa-apa. Dalam radioterapi dosis dicatat bersama jumlah fraksi.
Sievert dan gray berbagi satu dimensi, jadi keduanya bisa tertukar tanpa kesalahan hitung — dan justru karena itu brosur SI mengizinkan kedua besaran memiliki nama sendiri. Aturannya sederhana: energi yang diberikan kepada materi adalah gray; kerusakan bagi kesehatan, dibobotkan menurut jenis radiasi, adalah sievert. Laju dosis ditulis Gy/s atau Gy/min.
06 · Satuan tetangga
Trio radiologi berjalan sebagai rantai: becquerel menghitung peluruhan di sumber, gray energi yang sampai ke materi, sievert kerusakan yang diperkirakan. Tiap langkah berikutnya menuntut data yang tidak dibawa langkah sebelumnya.
Faktor bobot bernilai satu untuk sinar X, radiasi gama, dan elektron, dua puluh untuk partikel alfa, dan dari lima sampai dua puluh untuk neutron bergantung energinya. Dari lembar-lembar Simetrium, yang berbatasan dengan gray adalah becquerel, sievert, joule dan kilogram yang menyusunnya, serta curie lembar-lembar Simetrium berbatasan dengan gray becquerel, sievert, joule dan kilogram, yang menyusunnya, serta curie dengan röntgen di bagian sejarah.
07 · Bagian sejarah
Bagaimana orang belajar mengukur yang tak terlihat
Ukuran penyinaran yang pertama adalah dosis yang menimbulkan kemerahan kulit yang terlihat. Dokter menyinari pasien sampai eritema muncul, dan itu dianggap satuan. Ambangnya bergantung pada orangnya, pada energi tabung, dan pada berapa lama dokter memandang.
Satuan fisika yang pertama: banyaknya ionisasi yang dibuat radiasi dalam satu sentimeter kubik udara. Objektif dan terulang — tetapi ia mengukur udara dan bukan pasien, dan hanya berlaku untuk sinar X dan gama.
Komisi satuan radiologi memperkenalkan rad — seratus erg per gram. Besaran itu akhirnya menggambarkan apa yang terjadi dalam jaringan, dan dipilih dekat dengan dosis satu röntgen supaya dokter tak perlu belajar ulang.
Konferensi Umum menamai satuan itu menurut ahli radiobiologi Britania yang bekerja pada pengaruh radiasi terhadap jaringan dan pada terapi neutron. Gray adalah rad yang sama, diperbesar seratus kali sampai satu joule penuh per kilogram.
Satuan yang hampir tak seorang pun mengukurnya langsung
Definisi gray menyuruh mengukur pemanasan, tetapi pemanasan itu kecil sampai nyaris hilang: dua gray terapeutik hanya menghangatkan jaringan setengah perseribu derajat. Kalorimeter sanggup melakukannya hanya karena ia berdiri dalam selubung hampa dan menangkap mikrokelvin pada balok grafit; di klinik orang tidak bekerja begitu. Di sana ionisasi diukur dalam bilik dan diubah menjadi dosis lewat koefisien yang diikat pada kalorimeter oleh rantai tiga sampai empat peneraan. Ketidakpastian di ujung sekitar dua persen, dan itu sudah dianggap hasil baik: dalam radioterapi kelebihan dosis lima persen saja sudah mengubah hasil pengobatan. Kesulitan tersendiri ialah bahwa dosis bergantung pada zat: berkas yang sama memberi tulang dan jaringan lunak energi yang berbeda, karena itu dalam laporan selalu ditulis dosis di dalam apa persisnya — di dalam air, di udara, atau di jaringan.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan sehari-hari. Masing-masing punya lembarnya: definisi, konversi, alat, aturan penulisan. Dalam 36 bahasa.