Gray
Unit terbitan SI · besaran: dos serapan radiasi pengion
01 · Takrif
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 kepingan plumbum.
Energi di sini sangat sedikit sampai mengherankan. Dos empat gray, yang mematikan bagi manusia, memanaskan tubuh lebih kurang seperseribu derajat — sebanyak yang diberikan sesaat mentol lampu. Bahaya bukan diciptakan oleh panas melainkan oleh cara penghantarannya: radiasi mengoyak molekul satu per satu, dan bebenang 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 pengionan yang jarang; partikel alfa meletakkan energi yang sama pada beberapa mikrometer sebagai jejak putus yang menyambung. Dos serapan dalam kedua hal itu sama, sedangkan hasil biologisnya berbeda dua puluh kali. Justru karena itu di samping gray ada sievert: ia mengalikan dos dengan faktor pemberat radiasi dan sudah menjawab pertanyaan tentang bahaya. Untuk sinar X dan radiasi gama faktornya satu dan angkanya berimpit — dari situlah kebiasaan mengelirukan kedua unit.
02 · Penukaran
Masukkan sebuah dos — helaian ini akan menghuraikannya per unit
Rad bertahan dalam perubatan sampai tahun sembilan puluhan dan sampai kini muncul dalam protokol Amerika. Röntgen tidak mengukur dos dalam jaringan melainkan pengionan udara, karena itu penukarannya 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 dos yang ditinggalkan satu röntgen dalam jaringan lunak. Ketika pada 1975 gray datang, perbandingannya menjadi janggal ke arah lain: seratus rad untuk satu gray. Klinik Amerika hampir dua puluh tahun berpindah, dan di rekod perubatan lama kedua catatan berdiri bersebelahan.
| Unit | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| Gy | gray, unit SI | 2 | radioterapi, dosimetri |
| mGy | miligray | 2000 | diagnostik, tomografi |
| µGy | mikrogray | 2 000 000 | foto, latar alami |
| kGy | kilogray | 0.002 | pensterilan, pemprosesan makanan |
| J/kg | joule per kilogram | 2 | takrif unit |
| Gy·kg | energi pada tubuh 70 kg | 140 | seluruh energi yang terserap |
| rad | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | AS sampai tahun 1990-an, rekod perubatan lama |
| mrad | milirad | 200 000 | dosimetri kakitangan |
| erg/g | erg per gram | 20 000 | rumusan asal rad |
| R | röntgen di udara, lebih kurang | 227.27 | pengionan udara, bukan jaringan |
| rem | ekuivalen biologis, pada faktor 1 | 200 | padanan sievert dalam norma lama |
| Gy | gray | 2 | unit masa kini |
Gray mengira energi yang diberikan kepada materi. Kerusakan bagi kesihatan sudah menjadi sievert: dimensi yang sama, tetapi dengan pembetulan untuk jenis radiasi.
03 · Orde kuantiti
dari foto gigi sampai pengiradiasi industriDua gray: satu fraksi radioterapi
04 · Alat pengukur
Dengan apa dos serapan diukur
Satu-satunya alat yang mengukur dos langsung menurut definisi: balok grafit yang disinari memanas, 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 didal dalam fantom air mengumpulkan muatan yang dibuat radiasi dan mengira dos darinya. Bacaannya diikat pada kalorimeter lewat rantai peneraan, dan dindingnya dipilih agar bilik bertindak balas seperti air.
Kristal litium fluorida mengingati dos dengan menahan elektron yang terpukul keluar di cacat kisi. Dipanaskan sampai tiga ratus derajat ia mengembalikannya sebagai cahaya, yang terangnya sebanding dengan dos. Tablet semacam itu dipakai pada jas oleh pekerja klinik dan janakuasa.
Gel berpolimer di tempat dos 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 pemprosesan apa pun — begitulah rencana penyinaran yang rumit diperiksa.
05 · Perperaturan penulisan
Gy itu energi, Sv itu risiko
Lambangnya ditulis dengan G besar dan y kecil. Dos dalam gray selalu merujuk kepada organ atau volume tertentu: «dua ribu gray pada tumor» tanpa menyebut organ tidak berarti apa-apa. Dalam radioterapi dos dicatat bersama jumlah fraksi.
Sievert dan gray berbagi satu dimensi, jadi keduanya bisa tertukar tanpa kesilapan kira — dan justru karena itu risalah SI membenarkan kedua besaran memiliki nama sendiri. Peraturannya sederhana: energi yang diberikan kepada materi adalah gray; kerusakan bagi kesihatan, diberi pemberat menurut jenis radiasi, adalah sievert. Kadar dos ditulis Gy/s atau Gy/min.
06 · Satuan tetangga
Trio radiologi berjalan sebagai rantai: becquerel mengira pereputan di sumber, gray energi yang sampai ke materi, sievert kerusakan yang diperkirakan. Tiap langkah berikutnya menuntut data yang tidak dibawa langkah sebelumnya.
Faktor pemberat 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 helaian-helaian Simetrium, yang bersempadan dengan gray adalah becquerel, sievert, joule dan kilogram yang membentuknya, serta curie helaian-helaian Simetrium bersempadan dengan gray becquerel, sievert, joule dan kilogram, yang membentuknya, serta curie dengan röntgen di bagian sejarah.
07 · Bagian sejarah
Bagaimana orang belajar mengukur yang tak terlihat
Ukuran penyinaran yang pertama adalah dos yang menimbulkan kemerahan kulit yang terlihat. Dokter menyinari pesakit sampai eritema muncul, dan itu dianggap unit. Ambangnya bergantung pada orangnya, pada energi tiub, dan pada berapa lama doktor memandang.
Unit fizik yang pertama: banyaknya pengionan yang dibuat radiasi dalam satu sentimeter kubik udara. Objektif dan boleh diulang — tetapi ia mengukur udara dan bukan pesakit, dan hanya sah untuk sinar X dan gama.
Komisi unit radiologi memperkenalkan rad — seratus erg per gram. Besaran itu akhirnya menggambarkan apa yang terjadi dalam jaringan, dan dipilih dekat dengan dos satu röntgen supaya doktor tak perlu belajar semula.
Persidangan Am menamakan unit itu menurut ahli radiobiologi British yang bekerja pada pengaruh radiasi terhadap jaringan dan pada terapi neutron. Gray adalah rad yang sama, dibesarkan seratus kali sampai satu joule penuh per kilogram.
Unit yang hampir tak seorang pun mengukurnya langsung
Definisi gray menyuruh mengukur pemanasan, tetapi pemanasan itu kecil sampai hampir hilang: dua gray terapeutik hanya memanaskan jaringan setengah perseribu derajat. Kalorimeter mampu melakukannya hanya karena ia berdiri dalam selubung hampa dan menangkap mikrokelvin pada balok grafit; di klinik orang tidak bekerja begitu. Di sana pengionan diukur dalam bilik dan diubah menjadi dos 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 dos lima persen saja sudah mengubah hasil pengobatan. Kesulitan tersendiri ialah bahwa dos bergantung pada zat: berkas yang sama memberi tulang dan jaringan lunak energi yang berbeda, karena itu dalam laporan selalu ditulis dos di dalam apa persisnya — di dalam air, di udara, atau di jaringan.
Katalog · satuan ukuran
Satu helaian untuk tiap kuantiti
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tidak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan seharian. Masing-masing punya helaiannya: takrif, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.