Gray
Türetilmiş SI birimi · nicelik: iyonlaştırıcı ışınımın soğurulan dozu
01 · Tanım
Bir gray, bir kilogram maddenin soğurduğu bir joule iyonlaştırıcı ışınım enerjisidir. Nicelik salt enerjiktir: ışınımın türünü de bilmez, önünde canlı doku mu yoksa kurşun levha mı olduğunu da.
Burada şaşırtıcı derecede az enerji vardır. İnsan için öldürücü olan dört graylık doz vücudu yaklaşık binde bir derece ısıtır — bir saniyelik ampulün verdiği kadar. Tehlikeyi ısı değil, teslim biçimi yaratır: ışınım molekülleri teker teker koparır, ve kopmuş bir DNA ipliği enerji az diye iyileşmez. İşte bu yüzden radyologlar graylerden söz eder, derecelerden değil.
Bir gama kuantumu enerjisini uzun bir yol boyunca seyrek iyonlaşmalarla saçar; bir alfa parçacığı onu birkaç mikrometreye kesintisiz bir kopma izi olarak serer. Soğurulan doz her iki durumda da aynıdır, biyolojik sonuç ise yirmi kat farklıdır. İşte bu yüzden grayin yanında sievert vardır: dozu ışınım ağırlık katsayısıyla çarpar ve tehlike sorusunu artık yanıtlar. X ve gama ışınımı için katsayı birdir, sayılar da örtüşür — birimleri karıştırma alışkanlığı buradan gelir.
02 · Dönüşüm
Bir doz girin — künye onu birimlere ayırsın
Rad tıpta doksanlı yıllara dek tutundu ve bugün de Amerikan protokollerinde karşımıza çıkar. Röntgen dokudaki dozu değil havanın iyonlaşmasını ölçer, bu yüzden çevirme koşulludur: katsayı ışınımın enerjisine ve ışınlanan dokuya bağlıdır.
Rad 1953’te «radiation absorbed dose» olarak belirdi ve gram başına yüz erg olarak saptandı — bir röntgenin yumuşak dokuda bıraktığı doza yakın. 1975’te gray gelince oran öbür yönde tuhaf düştü: bir graye yüz rad. Amerikan klinikleri neredeyse yirmi yıl geçiş yaptı, ve eski hasta dosyalarında iki kayıt yan yana durur.
| Birim | Ad | Değer | Nerede karşılaşılır |
|---|---|---|---|
| Gy | gray, SI birimi | 2 | ışın tedavisi, doz ölçümü |
| mGy | miligray | 2000 | tanı, tomografi |
| µGy | mikrogray | 2 000 000 | filmler, doğal fon |
| kGy | kilogray | 0,002 | sterilizasyon, gıda işleme |
| J/kg | kilogram başına joule | 2 | birimin tanımı |
| Gy·kg | 70 kg vücuda düşen enerji | 140 | toplam soğurulan enerji |
| rad | radiation absorbed dose, 1953 | 200 | ABD 1990’lara dek, eski hasta dosyaları |
| mrad | milirad | 200 000 | personel doz ölçümü |
| erg/g | gram başına erg | 20 000 | radın özgün yazılışı |
| R | havada röntgen, yaklaşık olarak | 227,27 | havanın iyonlaşması, dokunun değil |
| rem | biyolojik eşdeğer, katsayı 1 iken | 200 | eski normlarda sievertin karşılığı |
| Gy | gray | 2 | bugünkü birim |
Gray maddeye verilen enerjiyi sayar. Sağlığa zarar ise artık sieverttir: aynı boyut, ama ışınım türü için bir düzeltmeyle.
03 · Büyüklük mertebeleri
diş filminden endüstriyel ışınlayıcıyaİki gray: ışın tedavisinin tek fraksiyonu
04 · Ölçüm aletleri
Soğurulan doz neyle ölçülür
Dozu doğrudan tanıma göre ölçen tek aygıt: ışınlanmış grafit blok ısınır, ve bir termometre yükselişi mikrokelvin cinsinden yakalar. Ulusal laboratuvarların birincil ölçütü; ışınımdan çok hava akımından korunmak ister.
Kliniğin çalışma aracı: su fantomundaki yüksük oda ışınımın yarattığı yükü toplar ve ondan dozu hesaplar. Göstergeleri bir ayar zinciriyle kalorimetreye bağlıdır, duvarları ise oda su gibi yanıt versin diye seçilir.
Lityum florür kristali, kopmuş elektronları örgü kusurlarında tutarak dozu hatırlar. Üç yüz dereceye ısıtılınca onları ışık olarak geri verir; ışığın parlaklığı dozla orantılıdır. Böyle küçük tabletleri kliniklerin ve santrallerin çalışanları önlüklerinde taşır.
Jel, dozun ulaştığı yerde polimerleşir, ışınlanmış hacmi sonra bir tomograf okur: üç boyutlu bir harita çıkar. Radyokromik film aynısını düzlemde yapar ve hiçbir banyo olmadan demetin altında kararır — karmaşık ışınlama planları böyle denetlenir.
05 · Yazım kuralları
Gy enerjidir, Sv risktir
Simge büyük G ve küçük y ile yazılır. Gray cinsinden doz her zaman belirli bir organa ya da hacme aittir: organ adı verilmeden «tümöre iki bin gray» hiçbir şey demek değildir. Işın tedavisinde doz, fraksiyon sayısıyla birlikte yazılır.
Sievert ile gray tek bir boyutu paylaşır, dolayısıyla hesap hatası olmadan karıştırılabilirler — ve tam bu yüzden SI kitapçığı her iki niceliğe kendi adını verdi. Kural yalın: maddeye verilen enerji graydir; sağlığa verilen zarar, ışınım türüne göre ağırlıklandırılmış olarak, sieverttir. Doz hızı Gy/s ya da Gy/min diye yazılır.
06 · Komşu birimler
Işınım üçlüsü zincir gibi gider: bekerel kaynaktaki bozunmaları sayar, gray maddeye ulaşan enerjiyi, sievert beklenen zararı. Her sonraki adım, bir öncekinin taşımadığı verileri ister.
Ağırlık katsayısı X ışınları, gama ışınımı ve elektronlar için bir, alfa parçacıkları için yirmi, nötronlar için enerjiye göre beşten yirmiye kadardır. Simetrium künyelerinden graye bekerel, sievert, joule ve yapıldığı kilogram, bir de küri komşudur künyelerinden graye komşu olanlar becquerel, sievert, joule ve kilogram, ki ondan yapılmıştır, bir de küri tarihsel bölümde röntgenle birlikte.
07 · Tarihsel bölüm
Görünmeyeni ölçmeyi nasıl öğrendiler
Işınlamanın ilk ölçüsü, deride gözle görülür kızarıklık yaratan dozdu. Hekim, eritem belirene dek hastayı ışınlardı, ve bu birim sayılırdı. Eşik insana, tüpün enerjisine ve hekimin ne kadar baktığına bağlıydı.
İlk fiziksel birim: ışınımın bir santimetreküp havada yarattığı iyonlaşma miktarı. Nesnel ve yinelenebilir — ama havayı ölçer, hastayı değil, ve yalnız X ile gama ışınımı için geçerlidir.
Radyolojik birimler komisyonu radı getirdi — gram başına yüz erg. Nicelik sonunda dokuda olup biteni betimliyordu, ve hekimler yeniden öğrenmek zorunda kalmasın diye bir röntgenin dozuna yakın seçildi.
Genel Konferans birime, ışınımın dokular üzerindeki etkisi ve nötron tedavisi üzerine çalışan İngiliz radyobiyoloğun adını verdi. Gray aynı raddir, kilogram başına tam joule’a dek yüz kat büyütülmüş.
Neredeyse kimsenin doğrudan ölçmediği birim
Grayin tanımı bir ısınmayı ölçmeyi buyurur, ama o ısınma yok denecek kadar küçüktür: tedavi amaçlı iki gray dokuyu derecenin yarım binde biri kadar ısıtır. Kalorimetre bunu ancak boşluk kılıfında durduğu ve grafit blokta mikrokelvinleri yakaladığı için başarır; klinikte böyle çalışılmaz. Orada odada iyonlaşma ölçülür ve üç dört halkalı bir ayar zinciriyle kalorimetreye bağlı katsayılarla doza çevrilir. Sondaki belirsizlik yaklaşık yüzde ikidir ve bu iyi sonuç sayılır: ışın tedavisinde yüzde beşlik bir aşım tedavinin sonucunu şimdiden değiştirir. Ayrı bir güçlük, dozun maddeye bağlı olmasıdır: aynı demet kemiğe ve yumuşak dokuya farklı enerji verir, bu yüzden raporlarda her zaman doz tam olarak neyin içinde yazılır — suda, havada ya da dokuda.
Katalog · ölçü birimleri
Her büyüklük için bir künye
Yedi temel SI birimi, kendi adı olan yirmi iki türetilmiş birim ve ne tekniğin ne de günlük yaşamın onsuz edemediği sistem dışı birimler. Her birinin kendi sayfası var: tanım, dönüşüm, aletler, yazım kuralları. 36 dilde.