그레이
SI 유도 단위 · 양: 전리방사선의 흡수선량
01 · 정의
일 그레이는 물질 일 킬로그램이 흡수한 전리방사선 에너지 일 줄이다. 이 양은 순전히 에너지의 양이다: 방사선의 종류도 모르고, 앞에 있는 것이 살아 있는 조직인지 납판인지도 모른다.
여기 에너지는 놀랄 만큼 적다. 사람에게 치명적인 네 그레이는 몸을 대략 천분의 일 도 데운다 — 전구 일 초가 주는 만큼이다. 위험을 만드는 것은 열이 아니라 전달 방식이다: 방사선은 분자를 하나씩 찢고, 끊어진 DNA 가닥은 에너지가 적었다고 해서 아물지 않는다. 바로 그래서 방사선과 의사는 그레이를 말하지 도를 말하지 않는다.
감마 양자는 제 에너지를 긴 길을 따라 성긴 전리로 흩뿌리고, 알파 입자는 같은 에너지를 몇 마이크로미터 안에 끊김이 이어진 자국으로 놓는다. 흡수선량은 두 경우 모두 같은데 생물학적 결과는 스무 배 다르다. 바로 그래서 그레이 옆에 시버트가 있다: 선량에 방사선 가중계수를 곱해 위험에 대한 물음에 이미 답한다. X선과 감마선에서는 계수가 1이라 숫자가 그대로 겹친다 — 두 단위를 헷갈리는 버릇은 여기서 온다.
02 · 환산
선량을 넣으면 이 자료가 단위별로 나눕니다
라드는 의학에서 구십년대까지 버텼고 지금도 미국 프로토콜에 나온다. 뢴트겐은 조직 속 선량이 아니라 공기의 전리를 재므로 환산은 조건부다: 계수는 방사선의 에너지와 조사되는 조직에 달려 있다.
라드는 1953년에 「radiation absorbed dose」로 나타났고 그램당 백 에르그로 정해졌다 — 뢴트겐 하나가 연조직에 남기는 선량에 가까운 값이다. 1975년에 그레이가 오자 비는 반대 방향으로 어정쩡해졌다: 한 그레이에 백 라드. 미국 병원들은 스무 해 가까이 갈아탔고, 오래된 진료기록에는 두 표기가 나란히 서 있다.
| 단위 | 이름 | 값 | 어디서 만나는가 |
|---|---|---|---|
| Gy | 그레이, SI 단위 | 2 | 방사선치료, 선량측정 |
| mGy | 밀리그레이 | 2000 | 진단, 단층촬영 |
| µGy | 마이크로그레이 | 2 000 000 | 촬영 사진, 자연 방사선 |
| kGy | 킬로그레이 | 0.002 | 멸균, 식품 처리 |
| J/kg | 킬로그램당 줄 | 2 | 단위의 정의 |
| Gy·kg | 몸무게 70 kg에 대한 에너지 | 140 | 흡수된 전체 에너지 |
| 라드 | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | 미국은 1990년대까지, 오래된 진료기록 |
| 밀리라드 | 밀리라드 | 200 000 | 직원 선량측정 |
| 에르그/g | 그램당 에르그 | 20 000 | 라드의 본래 표현 |
| R | 공기 중 뢴트겐, 어림값 | 227.27 | 조직이 아니라 공기의 전리 |
| rem | 생물학적 등가, 계수가 1일 때 | 200 | 옛 기준에서 시버트에 해당하는 것 |
| Gy | 그레이 | 2 | 오늘날의 단위 |
그레이는 물질에 건네진 에너지를 센다. 건강에 대한 피해는 이미 시버트다: 같은 차원이지만 방사선 종류에 대한 보정이 붙는다.
03 · 크기의 차수
치과 촬영에서 산업용 조사장치까지이 그레이: 방사선치료의 한 번 분할
04 · 측정 기기
흡수선량은 무엇으로 재는가
정의 그대로 선량을 곧장 재는 유일한 장치: 조사된 흑연 덩이가 데워지고 온도계가 그 오름을 마이크로켈빈으로 붙잡는다. 국가 표준기관의 일차 표준이며, 방사선보다 외풍을 더 막아야 한다.
임상의 작업 도구: 물팬텀 속 골무형 전리함이 방사선이 만든 전하를 모아 그것으로 선량을 계산한다. 그 값은 교정 사슬로 열량계에 묶여 있고, 벽은 전리함이 물처럼 반응하도록 고른다.
플루오린화리튬 결정은 튕겨 나온 전자를 격자 결함에 붙잡아 선량을 기억한다. 삼백 도로 데우면 그것을 빛으로 돌려주며, 그 밝기가 선량에 비례한다. 이런 알약 모양 소자를 병원과 발전소 직원들이 가운에 달고 다닌다.
겔은 선량이 닿은 자리에서 중합하고, 조사된 부피는 나중에 단층촬영기가 읽어낸다: 삼차원 지도가 나온다. 방사변색 필름은 평면에서 같은 일을 하며 어떤 현상 과정도 없이 빔 바로 아래가 검어진다 — 복잡한 조사 계획은 이렇게 점검한다.
05 · 표기 규칙
Gy는 에너지, Sv는 위험
기호는 대문자 G와 소문자 y로 쓴다. 그레이로 나타낸 선량은 언제나 특정한 장기나 부피에 관한 것이다: 장기를 말하지 않은 「종양에 이천 그레이」는 아무 뜻도 없다. 방사선치료에서는 선량을 분할 횟수와 함께 적는다.
시버트와 그레이는 한 차원을 나눠 가지므로 셈의 오류 없이 뒤바뀔 수 있다 — 바로 그래서 SI 소책자는 두 양에 저마다의 이름을 허락했다. 규칙은 간단하다: 물질에 건네진 에너지는 그레이, 방사선 종류로 가중한 건강 피해는 시버트. 선량률은 Gy/s 또는 Gy/min으로 쓴다.
06 · 이웃 단위
방사선 삼형제는 사슬처럼 이어진다: 베크렐은 선원에서의 붕괴를 세고, 그레이는 물질에 닿은 에너지를, 시버트는 예상되는 피해를 센다. 다음 걸음마다 앞 걸음이 지니지 않은 자료가 필요하다.
가중계수는 X선과 감마선, 전자에 대해 1, 알파 입자에 대해 20, 중성자에 대해서는 에너지에 따라 5에서 20이다. Simetrium의 자료 가운데 그레이에 잇닿는 것은 베크렐, 시버트, 그리고 그것을 이루는 줄과 킬로그램, 또 퀴리 자료표 가운데 그레이에 잇닿는 것 베크렐, 시버트, 줄 와 킬로그램, 그것을 이루는, 그리고 퀴리 역사 절에는 뢴트겐도.
07 · 역사 부문
보이지 않는 것을 어떻게 재게 되었나
피폭의 첫 잣대는 피부에 눈에 띄는 붉음을 일으키는 선량이었다. 의사는 홍반이 나타날 때까지 환자를 조사했고 그것을 단위로 삼았다. 문턱은 사람에 따라, 관의 에너지에 따라, 의사가 얼마나 오래 보았는지에 따라 달랐다.
첫 물리 단위: 방사선이 공기 일 세제곱센티미터 안에 만드는 전리의 양. 객관적이고 되풀이할 수 있지만 — 환자가 아니라 공기를 재며, X선과 감마선에만 통한다.
방사선 단위 위원회는 라드를 들여왔다 — 그램당 백 에르그. 이 양은 마침내 조직에서 일어나는 일을 그렸고, 의사들이 다시 배우지 않아도 되도록 뢴트겐 하나의 선량에 가깝게 골랐다.
총회는 방사선의 조직 작용과 중성자 치료를 연구한 영국 방사선생물학자의 이름을 이 단위에 붙였다. 그레이는 같은 라드를 백 배로 키워 킬로그램당 온전한 일 줄로 만든 것이다.
거의 아무도 곧장 재지 않는 단위
그레이의 정의는 데워짐을 재라고 하지만, 그 데워짐은 사라질 만큼 작다: 치료에 쓰는 두 그레이는 조직을 천분의 반 도만큼 데운다. 열량계가 그것을 해내는 것은 진공 껍질 안에 서서 흑연 덩이 위의 마이크로켈빈을 붙잡기 때문이며, 임상에서는 그렇게 일하지 않는다. 거기서는 전리함에서 전리를 재고, 서너 단계의 교정 사슬로 열량계에 묶인 계수를 거쳐 선량으로 환산한다. 끝에 남는 불확도는 약 이 퍼센트이고 이것도 좋은 결과로 친다: 방사선치료에서는 선량이 오 퍼센트만 넘어도 치료 결과가 달라지기 때문이다. 또 하나의 어려움은 선량이 물질에 달렸다는 점이다: 같은 빔이 뼈와 연조직에 주는 에너지가 다르므로, 보고서에는 늘 무엇 속의 선량인지 적는다 — 물속인지, 공기 속인지, 조직 속인지.
목록 · 측정 단위
양마다 하나의 자료표
SI 기본 단위 일곱, 고유한 이름을 가진 유도 단위 스물둘, 그리고 기술에도 일상에도 없어서는 안 되는 SI 밖의 단위들. 저마다 한 장씩: 정의, 환산, 기기, 표기 규칙. 36개 언어로.