Gray
Härledd SI-enhet · storhet: absorberad dos av joniserande strålning
01 · Definition
En gray är ett joule energi av joniserande strålning som tagits upp av ett kilogram materia. Storheten är rent energetisk: den vet ingenting om strålslaget, och inte heller om det framför den ligger levande vävnad eller en blyplåt.
Energi finns det förvånansvärt lite av här. En för människan dödlig dos på fyra gray värmer kroppen med ungefär en tusendels grad — lika mycket som en sekunds glödlampa. Faran skapas inte av värmen utan av leveranssättet: strålningen sliter molekyler en och en, och en bruten DNA-sträng läker inte av att energin var liten. Just därför talar radiologer om gray och inte om grader.
Ett gammakvantum sprider sin energi längs en lång väg i glesa jonisationer; en alfapartikel lägger samma energi på några mikrometer. Grayen räknar bara summan — därför lämnar samma dos helt olika skador, och därför finns sievert vid dess sida.
02 · Omräkning
Ange en dos — bladet delar upp den efter enheter
Rad höll sig inom medicinen till nittiotalet och dyker fortfarande upp i amerikanska protokoll. Röntgen mäter inte dosen i vävnaden utan luftens jonisation, och därför är omräkningen villkorlig: faktorn beror på strålningens energi och på vilken vävnad som bestrålas.
Rad dök upp 1953 som «radiation absorbed dose» och sattes till hundra erg per gram — nära den dos ett röntgen lämnar i mjukvävnad. När grayen kom 1975 blev förhållandet obekvämt åt andra hållet: hundra rad på en gray. Amerikanska kliniker bytte under nästan tjugo år, och i gamla journaler står båda noteringarna sida vid sida.
| Enhet | Namn | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|---|
| Gy | gray, SI-enheten | 2 | strålbehandling, dosimetri |
| mGy | milligray | 2000 | diagnostik, tomografi |
| µGy | mikrogray | 2 000 000 | röntgenbilder, naturlig bakgrund |
| kGy | kilogray | 0,002 | sterilisering, livsmedelsbehandling |
| J/kg | joule per kilogram | 2 | enhetens definition |
| Gy·kg | energi på 70 kg kropp | 140 | total absorberad energi |
| rad | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | USA fram till 1990-talet, gamla journaler |
| mrad | millirad | 200 000 | persondosimetri |
| erg/g | erg per gram | 20 000 | radens ursprungliga lydelse |
| R | röntgen i luft, ungefärligt | 227,27 | jonisation av luft, inte av vävnad |
| rem | biologisk ekvivalent, vid faktor 1 | 200 | motsvarigheten till sievert i gamla normer |
| Gy | gray | 2 | dagens enhet |
Grayen räknar den energi som avgetts till materien. Skadan på hälsan är redan sievert: samma dimension, men med en korrigering för strålslaget.
03 · Storleksordningar
från tandröntgen till industriell bestrålareTvå gray: en enda fraktion strålbehandling
04 · Mätinstrument
Vad den absorberade dosen mäts med
Det enda instrument som mäter dosen direkt enligt definitionen: ett bestrålat block av grafit värms upp, och en termometer fångar stegringen i mikrokelvin. Nationallaboratoriernas primärnormal, som behöver mer skydd mot drag än mot strålning.
Klinikens arbetsinstrument: en fingerborgskammare i ett vattenfantom samlar den laddning strålningen skapat och räknar dosen ur den. Dess utslag är knutna till kalorimetern genom en kedja av kalibreringar, och väggarna väljs så att kammaren svarar som vatten.
En kristall av litiumfluorid minns dosen genom att hålla kvar utslagna elektroner i gitterfel. Upphettad till trehundra grader ger den tillbaka dem som ljus, vars styrka är proportionell mot dosen. Sådana tabletter bär personal på kliniker och kärnkraftverk på rocken.
Gelen polymeriseras där dosen kom fram, och den bestrålade volymen läses sedan av en tomograf: det blir en tredimensionell karta. Radiokrom film gör detsamma i ett plan och svartnar direkt under strålen utan någon framkallning — så kontrollerar man komplicerade behandlingsplaner.
05 · Skrivregler
Gy är energi, Sv är risk
Symbolen skrivs med stort G och litet y. En dos i gray avser alltid ett bestämt organ eller en bestämd volym: «tvåtusen gray på tumören» betyder ingenting utan att organet nämns. Inom strålbehandling skrivs dosen tillsammans med antalet fraktioner.
Sievert och gray delar en dimension, så de kan förväxlas utan räknefel — och just därför lät SI-broschyren båda storheterna ha egna namn. Regeln är enkel: energin som avgetts till materien är gray; skadan på hälsan, vägd efter strålslag, är sievert. Dosraten skrivs Gy/s eller Gy/min.
06 · Grannenheter
Den strålningsmedicinska trion går som en kedja: becquerel räknar sönderfall i källan, gray den energi som nådde materien, sievert den väntade skadan. Varje nästa steg kräver data som det föregående inte bär.
Viktningsfaktorn är ett för röntgen-, gammastrålning och elektroner, tjugo för alfapartiklar och fem till tjugo för neutroner beroende på energi. Av Simetriums blad gränsar till grayen becquerel, sievert, joule och kilogram som den är byggd av, samt curie Simetriums datablad gränsar till grayen becquerel, sievert, joule och kilogram, som den är byggd av, samt curie med röntgen i den historiska delen.
07 · Historisk del
Hur man lärde sig mäta det osynliga
Det första måttet på bestrålning var den dos som gav en synlig rodnad i huden. Läkaren bestrålade patienten tills erytem uppträdde, och det räknades som enhet. Tröskeln berodde på människan, på rörets energi och på hur länge läkaren tittade.
Den första fysikaliska enheten: mängden jonisation som strålningen skapar i en kubikcentimeter luft. Objektiv och upprepbar — men den mäter luften och inte patienten, och gäller bara för röntgen- och gammastrålning.
Kommissionen för radiologiska enheter införde rad — hundra erg per gram. Storheten beskrev äntligen vad som händer i vävnaden, och man valde den nära dosen från ett röntgen så att läkarna slapp lära om.
Generalkonferensen döpte enheten efter den brittiske radiobiologen som arbetade med strålningens verkan på vävnad och med neutronterapi. Grayen är samma rad, hundrafaldigt förstorad till hela joule per kilogram.
Enheten som nästan ingen mäter direkt
Definitionen av gray kräver att man mäter en uppvärmning, men den uppvärmningen är försvinnande liten: terapeutiska två gray värmer vävnad med en halv tusendels grad. Kalorimetern klarar det bara för att den står i ett vakuumhölje och fångar mikrokelvin, och hela kedjan av klinisk dosimetri hänger på det enda instrumentet.
Katalog · måttenheter
Ett datablad för varje storhet
Sju SI-basenheter, tjugotvå härledda med egna namn och de enheter utanför systemet som varken tekniken eller vardagen klarar sig utan. Var och en har sitt eget blad: definition, omräkning, instrument, skrivregler. På 18 språk.