Pređi na sadržaj

Grej (jedinica)

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Grej
SistemIzvedene jedinice SI sistema
JedinicaApsorbovana doza jonizujućeg zračenja
SimbolGy 
Imenovan poLuis Harold Grej
Jedinična pretvaranja
1 Gy u ...... je jednak sa ...
   Osnovne jedinice SI sistema   m2⋅s−2
   Energija apsorbovana masom   J⋅kg−1
   CGS jedinice (van-SI)   100 rad
Grej preusmerava ovde. Za druge upotrebe pogledajte stranicu Grej (višeznačna odrednica).

Grej (eng. gray; simbol: Gy) je SI izvedena jedinica za energiju za apsorbovanu dozu radijacije. Jedan grej je apsorpcija jednog džula radijacije energije od strane jednog kilograma materije.[1] Jedan grej je jednak 100 rada (rad je starija jedinica). Grej je definisan 1975. godine u čast Luisu Haroldu Greju (1905—1965), koji je koristio sličan koncept 1940. godine, „da je količina radijacije neutrona koji stvara povećanje energije u jediničnoj vrednosti tkiva jednaka povećanju energije proizvedene u jediničnoj zapremini vode po jednom rendgenu radijacije“.

Grej se takođe koristi u metrologiji zračenja kao jedinica za količinu zračenja kerma; definisan kao zbir početnih kinetičkih energija svih naelektrisanih čestica oslobođenih nenaelektrisanim jonizujućim zračenjem u uzorku materije po jedinici mase.[a] Grej je važna jedinica u merenju jonizujućeg zračenja i dobila je ime po britanskom fizičaru Luisu Haroldu Greju, pioniru u merenju radijacije rendgenskih zraka i radijuma i njihovog uticaja na živo tkivo.[2]

Grej je usvojen kao deo Međunarodnog sistema jedinica 1975. godine. Odgovarajuća cgs jedinica greju je rad (ekvivalentno 0,01 Gy), koja je uglavnom uobičajena u Sjedinjenim Državama, iako je „snažno obeshrabrena“ u vodiču za stil Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju SAD.[3]

Primene

[uredi | uredi izvor]
Količine spoljašnjih doza koje se koriste u zaštiti od zračenja i dozimetriji

Grej ima nekoliko oblasti primene u merenju doza.

Radiobiologija

[uredi | uredi izvor]

Merenje apsorbovane doze u tkivu je od fundamentalnog značaja u radiobiologiji i terapiji zračenjem, jer je mera količine energije koju upadno zračenje deponuje u ciljnom tkivu. Merenje apsorbovane doze je složen problem zbog rasejanja i apsorpcije, a za ova merenja su dostupni mnogi specijalizovani dozimetri koji mogu da pokriju primene u 1-D, 2-D i 3-D.[4][5][6]

U terapiji zračenjem, količina primenjenog zračenja varira u zavisnosti od vrste i stadijuma raka koji se leči. Za kurativne slučajeve, tipična doza za solidni epitelni tumor kreće se od 60 do 80 Gy, dok se limfomi leče sa 20 do 40 Gy. Preventivne (adjuvantne) doze su obično oko 45–60 Gy u frakcijama od 1,8–2 Gy (za rak dojke, glave i vrata).

Prosečna doza zračenja sa rendgenskog snimka abdomena je 0,7 milisiverta (0,0007 Sv), od CT snimka abdomena je 8 mSv, od CT skeniranja karlice je 6 mGy, a od selektivnog CT skeniranja abdomena i karlica je 14 mGy.[7]

Zaštita od zračenja

[uredi | uredi izvor]
Odnos ICRU/ICRP izračunatih količina i jedinica zaštitnih doza

Apsorbovana doza takođe igra važnu ulogu u zaštiti od zračenja, jer je polazna tačka za izračunavanje stohastičkog zdravstvenog rizika niskog nivoa zračenja, koji se definiše kao verovatnoća indukcije raka i genetskog oštećenja.[8] Grej meri ukupnu apsorbovanu energiju zračenja, ali verovatnoća stohastičkog oštećenja takođe zavisi od vrste i energije zračenja i vrste tkiva koja su uključena. Ova verovatnoća je povezana sa ekvivalentnom dozom u sivertima (Sv), koja ima iste dimenzije kao grej. To je povezano sa grejom faktorima težine opisanim u člancima o ekvivalentnoj dozi i efektivnoj dozi.

Međunarodni komitet za tegove i mere navodi: „Da bi se izbegao bilo kakav rizik od zabune između apsorbovane doze D i doznog ekvivalenta H, treba koristiti posebne nazive za odgovarajuće jedinice, to jest, treba koristiti naziv grej umesto džula po kilogramu za jedinicu apsorbovane doze D i naziv sivert umesto džula po kilogramu za jedinicu doznog ekvivalenta H."[9]

Priloženi dijagrami pokazuju kako se apsorbovana doza (u grejima) prvo dobija računskim tehnikama i iz ove vrednosti se izvode ekvivalentne doze. Za rendgenske i gama zrake, grej je brojčano ista vrednost kada je izražen u sivertima, ali za alfa čestice jedan grej je ekvivalentna 20 siverta, i težinski faktor zračenja se primenjuje u skladu sa tim.

Trovanje zračenjem

[uredi | uredi izvor]

Trovanje zračenjem: Grej se konvencionalno koristi za izražavanje ozbiljnosti onoga što je poznato kao „efekti tkiva” od doza primljenih u akutnom izlaganju visokim nivoima jonizujućeg zračenja. To su efekti koji će se sigurno desiti, za razliku od neizvesnih efekata niskog nivoa zračenja koji imaju verovatnoću da izazovu štetu. Akutna izloženost celog tela visokoenergetskom zračenju od 5 greja ili više obično dovodi do smrti u roku od 14 dana. LD1 je 2,5 Gy, LD50 je 5 Gy i LD99 je 8 Gy.[10] LD50 doza predstavlja 375 džula za odraslu osobu od 75 kg.

Apsorbovana doza u materiji

[uredi | uredi izvor]

Grej se koristi za merenje stopa apsorbovane doze u netkivnim materijalima za procese kao što su očvršćavanje zračenjem, zračenje hrane i elektronsko zračenje. Merenje i kontrola vrednosti apsorbovane doze je od vitalnog značaja da bi se obezbedio ispravan rad ovih procesa.

Razvoj koncepta apsorbovane doze i greja

[uredi | uredi izvor]
Upotreba ranog rendgenskog aparata sa Kruksovom cevi iz 1896. Jedan čovek posmatra svoju ruku fluoroskopom da bi optimizovao emisiju cevi, drugi drži svoju glavu blizu cevi. Ne preduzimaju se nikakve mere predostrožnosti.
Spomenik rendgenskim i radijumskim mučenicima svih nacija podignut 1936. u bolnici St. Georg u Hamburgu, u znak sećanja na 359 ranih radnika radiologije.

Vilhelm Konrad Rendgen je prvi put otkrio rendgenske zrake 8. novembra 1895. godine, a njihova upotreba se veoma brzo proširila za medicinsku dijagnostiku, posebno slomljenih kostiju i unetih stranih predmeta gde su predstavljali revolucionarno poboljšanje u odnosu na prethodne tehnike.

Zbog široke upotrebe rendgenskih zraka i sve većeg shvatanja opasnosti od jonizujućeg zračenja, standardi merenja su postali neophodni za intenzitet zračenja i razne zemlje su razvile sopstvene, ali koriste različite definicije i metode. Na kraju, u cilju promovisanja međunarodne standardizacije, na prvom sastanku Međunarodnog kongresa radiologije (ICR) u Londonu 1925. godine, predloženo je posebno telo koje bi razmatralo jedinice mere. To se zvalo Međunarodna komisija za jedinice i merenja zračenja, ili ICRU,[b] i nastala je na Drugom ICR-u u Stokholmu 1928. godine, pod predsedavanjem Mane Siegbahna.[11][12][v]

Jedna od najranijih tehnika merenja intenziteta rendgenskih zraka bila je merenje njihovog jonizujućeg efekta u vazduhu pomoću jonske komore ispunjene vazduhom. Na prvom sastanku ICRU-a predloženo je da se jedna jedinica rendgenske doze definiše kao količina rendgenskih zraka koja bi proizvela jedan esu naboja u jednom kubnom centimetru suvog vazduha na 0 °C i 1 standardnoj atmosferi pritiska. Ova jedinica za izlaganje radijaciji nazvana je rendgen u čast Vilhelma Rendgena, koji je umro pet godina ranije. Na sastanku ICRU-a 1937. godine, ova definicija je proširena na gama zračenje.[13] Ovaj pristup, iako je bio veliki korak napred u standardizaciji, imao je nedostatak što nije bio direktna mera apsorpcije zračenja, a time i efekta jonizacije, u različitim vrstama materije, uključujući ljudsko tkivo, i bio je merenje samo efekta rendgenskih zraka u određenim okolnostima; efekat jonizacije na suvom vazduhu.[14]

Godine 1940, Luis Harold Grej koji je proučavao efekat oštećenja neutrona na ljudsko tkivo, zajedno sa Vilijamom Valentinom Mejnordom i radiobiologom Džonom Ridom, objavio je rad u kome je nova jedinica mere nazvana „gram rendgen“ (simbol: gr) predložena, i definisana kao „ona količina neutronskog zračenja koja proizvodi prirast energije u jedinici zapremine tkiva jednak priraštaju energije proizvedene u jedinici zapremine vode za jedan rendgen zračenja“.[15] Utvrđeno je da je ova jedinica ekvivalentna 88 erga u vazduhu, a apsorbovana doza, kako je kasnije postala poznato, zavisi od interakcije zračenja sa ozračenim materijalom, a ne samo od izraza izloženosti ili intenziteta zračenja, koju rendgen predstavlja. Godine 1953. ICRU je preporučio rad, jednak 100 erg/g, kao novu jedinicu mere apsorbovanog zračenja. Rad je izražen u koherentnim cgs jedinicama.[13]

Krajem 1950-ih, CGPM je pozvao ICRU da se pridruži drugim naučnim telima kako bi radili na razvoju Međunarodnog sistema jedinica, ili SI.[16] CCU je odlučio da definiše SI jedinicu apsorbovanog zračenja kao energiju koju deponuju reapsorbovane naelektrisane čestice po jedinici mase apsorbujućeg materijala, kako je rad definisan, ali bi u MKS jedinicama bio ekvivalentan džulu po kilogramu. To je 1975. godine potvrdio 15. CGPM, a jedinica je nazvana „grej” u čast Luisa Harolda Greja, koji je preminuo 1965. Grej je tako bio jednak 100 rad. Značajno je da se centigrej (numerički ekvivalent jedinice rad) još uvek široko koristi za opisivanje apsolutnih apsorbovanih doza u radioterapiji.

Usvajanje greja na 15. Generalnoj konferenciji za tegove i mere kao jedinice mere apsorpcije jonizujućeg zračenja, specifične apsorpcije energije i kerme 1975. godine[17] bio je kulminacija više od pola veka rada, oba u razumevanju prirode jonizujućeg zračenja i u stvaranju koherentnih veličina i jedinica zračenja.

Notes

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ I.e., indirectly ionizing radiation such as photons and neutrons
  2. ^ Originally known as the International X-ray Unit Committee
  3. ^ The host country nominated the chairman of the early ICRU meetings.

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ „The International System of Units (SI)” (PDF). Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Pristupljeno 2010-01-31. 
  2. ^ „Rays instead of scalpels”. LH Gray Memorial Trust. 2002. Pristupljeno 2012-05-15. 
  3. ^ „NIST Guide to SI Units – Units temporarily accepted for use with the SI”. National Institute of Standards and Technology. 2. 7. 2009. 
  4. ^ Seco J, Clasie B, Partridge M (2014). „Review on the characteristics of radiation detectors for dosimetry and imaging”. Phys Med Biol. 59 (20): R303—47. Bibcode:2014PMB....59R.303S. PMID 25229250. doi:10.1088/0031-9155/59/20/R303. 
  5. ^ Hill R, Healy B, Holloway L, Kuncic Z, Thwaites D, Baldock C (2014). „Advances in kilovoltage x-ray beam dosimetry”. Phys Med Biol. 59 (6): R183—231. Bibcode:2014PMB....59R.183H. PMID 24584183. doi:10.1088/0031-9155/59/6/R183. 
  6. ^ Baldock C, De Deene Y, Doran S, Ibbott G, Jirasek A, Lepage M, McAuley KB, Oldham M, Schreiner LJ (2010). „Polymer gel dosimetry”. Phys Med Biol. 55 (5): R1—63. Bibcode:2010PMB....55R...1B. PMC 3031873 Slobodan pristup. PMID 20150687. doi:10.1088/0031-9155/55/5/R01. 
  7. ^ „X-Ray Risk”. www.xrayrisk.com. 
  8. ^ „The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection”. Ann ICRP. 37 (2–4). paragraph 64. 2007. PMID 18082557. S2CID 73326646. doi:10.1016/j.icrp.2007.10.003. ICRP publication 103. Arhivirano iz originala 2012-11-16. g. 
  9. ^ „CIPM, 2002: Recommendation 2”. BIPM. 
  10. ^ „Lethal dose”. European Nuclear Society. 
  11. ^ Siegbahn, Manne; et al. (oktobar 1929). „Recommendations of the International X-ray Unit Committee”. Radiology. 13 (4): 372—3. doi:10.1148/13.4.372. 
  12. ^ „About ICRU - History”. International Commission on Radiation Units & Measures. Pristupljeno 2012-05-20. 
  13. ^ a b Guill, JH; Moteff, John (jun 1960). „Dosimetry in Europe and the USSR”. Third Pacific Area Meeting Papers — Materials in Nuclear Applications. Symposium on Radiation Effects and Dosimetry - Third Pacific Area Meeting American Society for Testing Materials, October 1959, San Francisco, 12–16 October 1959. American Society Technical Publication. 276. ASTM International. str. 64. LCCN 60014734. Pristupljeno 2012-05-15. 
  14. ^ Lovell, S (1979). „4: Dosimetric quantities and units”. An introduction to Radiation Dosimetry. Cambridge University Press. str. 52—64. ISBN 0-521-22436-5. Pristupljeno 2012-05-15. 
  15. ^ Gupta, S. V. (2009-11-19). „Louis Harold Gray”. Units of Measurement: Past, Present and Future : International System of Units. Springer. str. 144. ISBN 978-3-642-00737-8. Pristupljeno 2012-05-14. 
  16. ^ „CCU: Consultative Committee for Units”. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Pristupljeno 2012-05-18. 
  17. ^ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th izd.), str. 157, ISBN 92-822-2213-6 

Literatura

[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze

[uredi | uredi izvor]
Grej na Vikimedijinoj ostavi.
  • Boyd, M.A. (1—5. 3. 2009). The Confusing World of Radiation Dosimetry—9444 (PDF). WM2009 Conference (Waste Management Symposium). Phoenix, AZ. Arhivirano iz originala (PDF) 2016-12-21. g. Pristupljeno 2014-07-07.  An account of chronological differences between USA and ICRP dosimetry systems.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Греј_(јединица)&oldid=27904851”