Gray
Unidade SI derivada · grandeza: dose absorvida de radiação ionizante
01 · Definição
Um gray é um joule de energia de radiação ionizante absorvido por um quilograma de matéria. A grandeza é puramente energética: nada sabe do tipo de radiação nem de se tem à frente tecido vivo ou uma placa de chumbo.
Há aqui espantosamente pouca energia. Uma dose de quatro grays, mortal para o homem, aquece o corpo cerca de um milésimo de grau — tanto quanto um segundo de lâmpada. O perigo não vem do calor mas do modo de entrega: a radiação rasga as moléculas uma a uma, e uma cadeia de ADN rompida não se repara por a energia ter sido pouca. É por isso que os radiologistas falam de grays e não de graus.
Um quantum gama espalha a sua energia ao longo de um trajecto extenso em ionizações raras; uma partícula alfa deposita a mesma energia em poucos micrómetros. O gray só conta o total — por isso a mesma dose deixa danos completamente distintos, e por isso existe o sievert ao seu lado.
02 · Conversão
Introduza uma dose — a folha decompô-la-á por unidades
O rad manteve-se na medicina até aos anos noventa e ainda aparece nos protocolos americanos. O röntgen não mede a dose no tecido mas a ionização do ar, pelo que a conversão é condicional: o coeficiente depende da energia da radiação e do tecido irradiado.
O rad apareceu em 1953 como «radiation absorbed dose» e foi fixado em cem ergs por grama — um valor próximo da dose que um röntgen deixa em tecido mole. Quando em 1975 chegou o gray, a razão saiu desajeitada no outro sentido: cem rads por gray. As clínicas americanas levaram quase vinte anos a mudar, e os processos antigos trazem os dois registos lado a lado.
| Unidade | Nome | Valor | Onde aparece |
|---|---|---|---|
| Gy | gray, unidade do SI | 2 | radioterapia, dosimetria |
| mGy | miligray | 2000 | diagnóstico, tomografia |
| µGy | microgray | 2 000 000 | radiografias, fundo natural |
| kGy | kilogray | 0,002 | esterilização, tratamento de alimentos |
| J/kg | joule por quilograma | 2 | a definição da unidade |
| Gy·kg | energia sobre 70 kg de corpo | 140 | energia absorvida total |
| rad | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | EUA até aos anos 1990, processos antigos |
| mrad | milirad | 200 000 | dosimetria do pessoal |
| erg/g | erg por grama | 20 000 | a redacção original do rad |
| R | röntgen no ar, aproximadamente | 227,27 | ionização do ar, não do tecido |
| rem | equivalente biológico, com um factor de 1 | 200 | o análogo do sievert nas normas antigas |
| Gy | gray | 2 | a unidade atual |
O gray conta a energia cedida à matéria. O dano para a saúde já é o sievert: a mesma dimensão, mas com uma correcção para o tipo de radiação.
03 · Ordens de grandeza
da radiografia dentária ao irradiador industrialDois grays: uma só fracção de radioterapia
04 · Instrumentos de medição
Com que se mede a dose absorvida
O único aparelho que mede a dose directamente pela definição: um bloco de grafite irradiado aquece, e um termómetro apanha a subida em microkelvins. O padrão primário dos laboratórios nacionais, que precisa de mais protecção contra correntes de ar do que contra a radiação.
O instrumento de trabalho da clínica: uma câmara de dedal num fantoma de água recolhe a carga criada pela radiação e com ela calcula a dose. As suas leituras estão ligadas ao calorímetro por uma cadeia de calibrações, e as paredes escolhem-se para que a câmara responda como a água.
Um cristal de fluoreto de lítio guarda a dose, retendo nos defeitos da rede os electrões arrancados. Aquecido a trezentos graus devolve-os em luz, cujo brilho é proporcional à dose. Estas pastilhas são usadas na bata pelo pessoal de clínicas e centrais.
O gel polimeriza onde a dose chegou, e o volume irradiado é depois lido por um tomógrafo: obtém-se um mapa a três dimensões. A película radiocrómica faz o mesmo num plano, escurecendo logo sob o feixe sem qualquer revelação — é assim que se verificam planos de tratamento complexos.
05 · Regras de escrita
Gy é energia, Sv é risco
O símbolo escreve-se com G maiúsculo e y minúsculo. Uma dose em grays refere-se sempre a um órgão ou volume concreto: «dois mil grays no tumor» nada significa sem nomear o órgão. Em radioterapia a dose escreve-se junto com o número de fracções.
O sievert e o gray partilham uma dimensão, pelo que se podem trocar sem erro aritmético — e é precisamente por isso que a brochura do SI concedeu a ambas as grandezas nomes próprios. A regra é simples: a energia cedida à matéria são grays; o dano para a saúde, ponderado pelo tipo de radiação, são sieverts. A taxa de dose escreve-se Gy/s ou Gy/min.
06 · Unidades vizinhas
O trio radiológico segue em cadeia: o becquerel conta desintegrações na fonte, o gray a energia que chegou à matéria, o sievert o dano esperado. Cada passo seguinte exige dados que o anterior não traz.
O factor de ponderação vale um para os raios X, a radiação gama e os electrões, vinte para as partículas alfa e de cinco a vinte para os neutrões conforme a energia. Das folhas do Simetrium, ao gray juntam-se o becquerel, o sievert, o joule e o quilograma de que é feito, e o curie as fichas do Simetrium juntam-se ao gray becquerel, sievert, joule e quilograma, de que é feito, e curie com o röntgen na secção histórica.
07 · Secção histórica
Como se aprendeu a medir o que não se vê
A primeira medida de exposição foi a dose que provocava um avermelhamento visível da pele. O médico irradiava o doente até aparecer o eritema, e isso valia por unidade. O limiar dependia da pessoa, da energia da ampola e de quanto tempo o médico olhava.
A primeira unidade física: a quantidade de ionização que a radiação cria num centímetro cúbico de ar. Objectiva e reprodutível — mas mede o ar e não o doente, e serve apenas para os raios X e gama.
A comissão de unidades radiológicas introduziu o rad — cem ergs por grama. A grandeza descrevia enfim o que acontece no tecido, e escolheu-se próxima da dose de um röntgen para que os médicos não tivessem de reaprender.
A Conferência Geral deu à unidade o nome do radiobiólogo britânico que trabalhou sobre a acção da radiação nos tecidos e sobre a terapia com neutrões. O gray é o mesmo rad, multiplicado por cem até ao joule inteiro por quilograma.
A unidade que quase ninguém mede directamente
A definição do gray manda medir um aquecimento, mas esse aquecimento é ínfimo: dois grays terapêuticos aquecem o tecido meio milésimo de grau. O calorímetro só o consegue porque está dentro de um invólucro em vácuo e apanha microkelvins, e toda a cadeia da dosimetria clínica pende desse único aparelho.
Catálogo · unidades de medida
Uma ficha para cada grandeza
Sete unidades de base do SI, vinte e duas derivadas com nome próprio e as unidades fora do sistema sem as quais não passam nem a técnica nem o dia a dia. Cada uma tem a sua folha: definição, conversão, instrumentos, regras de escrita. Em 14 idiomas.