Mjerna jedinica grej

Grej (engl. gray; znak Gy) je mjerna jedinica apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja, izvedena je jedinica Međunarodnog sustava jedinica (SI). Nazvan je po Louisu Haroldu Grayu.

Podrijetlo naziva mjerne jedinice grej

Louis Harold Gray (1905.–1965.) bio je engleski fizičar koji je istraživao ionizirajuća zračenja i bavio se njihovom dozimetrijom. Ponajprije je istraživao učinke ionizirajućih zračenja na biološka tkiva i organizme, te je praktički osnivač radiobiologije. Uveo je 1940. godine pojam relativne biološke djelotvornosti, tzv. RBE-faktor. Osnovao je 1953. godine u bolnici Mount Vernon u Northwoodu pokraj Londona laboratorij pod nazivom Grayev laboratorij kojemu je postavljen za ravnatelja, prvi u svijetu. Laboratorij je poslije nazvan Grayev institut za radiološku onkologiju i biologiju (engl. Gray Institute for Radiation Oncology and Biology), koji je 2008. godine preseljen u Oxford, pod nazivom Oxfordski institut sa zračevnu onkologiju (engl. CRUK/MRC Oxford Institute for Radiation Oncology).

Osmislio je mjernu jedinicu doze ionizirajućega zračenja, koja će poslije biti po njemu nazvana. Nakon teškog moždanog udara 1963. godine preminuo je nakon malo više od dvije godine.

Doze ionizirajućeg zračenja

Količina energije, tzv. doza, koju neko tijelo ili sustav prime ozračeni ionizirajućim zračenjem odlučna je uz osjetljivost tijela ili sustava za učinak koji će u njima proizvesti zračenje. Stoga se od prvih dana istraživanja i primjene ionizirajućih zračenja nastojalo razumno definirati i mjerite te doze.

Ionizirajuće zračenje pri prolasku kroz tvar predaje ozračenoj tvari energiju, pa se pri tome mijenjaju energija i svojstva zračenja kao i svojstva tvari.

Doza zračenja (prema grč. dosis: dar, davanje, obrok) razmjerna je energija koju je zračenje predalo nekom tijelu ili sustavu. Kako su učinci zračenja ovisni o vrsti zračenja i o svojstvima ozračenoga tijela ili sustava, u dozimetriji se za određivanje učinaka ionizirajućega zračenja rabi nekoliko doza te za njih i nekoliko mjernih jedinica.

Apsorbirana doza (ponekad i energijska doza) omjer je energije E predane tijelu u odnosu prema masi m tijela, dakle D = E/m. Mjerna jedinica doze je omjer mjernih jedinica energije i mase.

Stare mjerne jedinice apsorbirane doze

Prva mjerna jedinica apsorbirane doze bila je rep. Definicija glasi:

Rep (prema engl. roentgen equivalent physical: rendgen koji odgovara tijelu) je stara jedinica apsorbirane doze ionizirajućega zračenja, vrijednosti 9,8 mGy. Svojedobno je bio definiran dozom ionizirajućega zračenja koje ljudskom tijelu predaje energiju od 98 erg/g = 9,8 μJ/g. Naknadno je bila definirana jedinica rad, pa je jedinica rep = 0,98 rad bila razmjerno rijetko upotrebljavana3

U počecima radijacijske dozimetrije, u doba kada se u fizici rabio CGS-sustav mjernih jedinica, uvedena je jedinica rad4, oslonjena na rendgen, tadašnju jedinicu ekspozicije. Međunarodno je prihvaćen 1953. godine. Definicija glasi:

Rad (prema engl. radiation apsorbed dose: apsorbirana doza zračenja; znak rd) je stara jedinica apsorbirane doze ionizirajućega zračenja, naziv je za 100 erga po gramu, dakle rd = 100 erg/g = 0,01 J/kg = 0,01 Gy. Jedinica rad je prvotno bila definirana kao apsorbirana doza u vodi (a približno je tako i u ljudskom tijelu) koja potječe od ekspozicije od jedan rendgen (znak R) u širokom području ionizirajućega zračenja. Tako zračenje ionizacijske ekspozicije od 1 R uzrokuje u ljudskom tijelu apsorbiranu dozu od 0,98 rada, dakle približno jedan rad.

3 Vrijednosti su se tih jedinica u doba nastanka prilično mijenjale, pa se u staroj literaturi nalaze donekle različiti podaci.

4 Valja uočiti da je znak SI jedinice kuta radijan također rad!

Elektrostatički dozimetar starijega tipa

To je, osobito u medicinskoj primjeni, bilo vrlo prikladno pa su se ionizacijska ekspozicija i apsorbirana doza i njihove jedinice često miješale. Nestručnjaci su često “dozu” izražavali i u radima i u rendgenima (označavajući obje jedinice s R ili r), ali su zbog toga što 1 R uzrokuje 1 rad izračunani rezultati bili ispravni, jer su za ljudsko tijelo te vrijednosti bile podjednake. Ta je jednakost slična kao kod kilograma i kiloponda. Također, ta je jednakost izračuna bila razlogom kroz nekoliko desetljeća velikog odupiranja radiologa uvođenju SI jedinica ionizacijske ekspozicije i apsorbirane doze.

Si

jedinica grej

Nakon uvođenja Međunarodnog sustava jedinica (SI) 15. CGPM (1975.) zaključio je “zbog potrebe da se što je više moguće olakša uporaba jedinica nespecijalistima, uzimajući u obzir također težinu opasnosti od pogrešaka u terapeutskom radu… prihvaća ovaj posebni naziv za SI jedinicu ionizirajućega zračenja: grej (znak Gy) koji je jednak jednom džulu po kilogramu.” Definicija glasi:

Grej (znak Gy) je izvedena SI jedinica apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja, poseban je naziv za džul po kilogramu, tj. Gy = J/kg.

Uvođenjem suvislih SI jedinica ekspozicijske doze kulon po kilogramu (C/kg; ta jedinica nema poseban naziv ni znak) i apsorbirane doze grej (Gy) jednostavnost odnosa kao kod rendgena i rada je narušena, jer ionizacijska ekspozicija od 1 C/kg uzrokuje u ljudskom tijelu apsorbiranu dozu od oko 38 Gy u širokom području energija zračenja.

Jedinica grej se u području ionizirajućega zračenja rabi i za druge mjerne veličine koje imaju za jedinicu džul po kilogramu.

Dr. sc. Zvonimir Jakobović

Uvijek nam je bilo pomalo nelogično da se zimi nalazimo najbliže, a ljeti najdalje od Sunca. No pogledamo li to iz perspektive onih koji žive na južnoj Zemljinoj polutci, stvar je sasvim logična. Kod njih su godišnja doba “obrnuta” od naših, kad je kod nas zima kod njih je ljeto. Godišnja doba, temperature i vremenske prilike ponajviše ovise o nagibu kojim zrake Sunčeve svjetlosti padaju na tlo.

Da stvari u svemiru nisu “zacementirane”, da se sve kreće, uočavamo i na primjeru datuma

Perihel vs. afel

Da stvari u svemiru nisu “zacementirane”, da se sve kreće, uočavamo i na primjeru datuma kada se događaju perihel i afel. Od godine do godine ti datumi variraju za dan, dva ili čak tri! Načelno gledano perihel se sve više udaljava od zimskog solsticija. Primjerice, godine 1246. prvi dan zime (zimski solsticij) i dan kad je Zemlja bila najbliže Suncu (perihel) bio je jedan te isti datum. Za nešto više od 4 400 godina perihel će se dogoditi na prvi dan proljeća (proljetni ekvinocij), bit će to 6430. godine. Naravno, za nekoliko tisuća ili desetaka tisuća kilometara mijenjaju se i vršne udaljenosti Zemlje od Sunca tijekom godina. Iako nam se ove vrijednosti čine ozbiljnim parametrima one manje utječu na našu klimu od primjerice velikih pjega na Suncu! Samo 0,5% ili 1% promjene aktivnosti Sunca itekako bismo osjetili na globalnoj klimi Plave točke u beskraju, kako je Zemlju nazvao Carl Sagan. Marino Tumpić