Gray (mértékegység) forrásának megtekintése

{{egyért3|Gray (egyértelműsítő lap)|A|gray}}

A '''gray''' (jele: '''Gy''', ejtése: gréj) az [[elnyelt sugárdózis]], a [[kerma (fizika)|kerma]], illetve a fajlagos (közölt) energia [[SI származtatott egység]]e. Az ilyen energiák leggyakrabban [[ionizáló sugárzás]]ból származnak, mint például a [[röntgensugárzás|röntgen-]] vagy [[gamma-sugárzás]] illetve más [[szubatomi részecske|szubatomi részecskékkel]] hozhatók összefüggésbe. Definíció szerint egy gray az egy [[kilogramm]] tömegű [[anyag (fizika)|anyag]] által elnyelt egy [[joule]] [[energia]].<ref>{{cite web| url = http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf| title = The International System of Units (SI)| publisher = Bureau International des Poids et Mesures ([[BIPM]])| accessdate = 2010-01-31 }}</ref> Ellentétben az 1971 óta már nem használt [[röntgen (mértékegység)|röntgen]]nel, a gray meghatározása független a vizsgált test anyagi minőségétől. Ugyanaz az egy röntgennyi sugárzás a biológiai szövetekre nézve nagyobb gray értéket jelent, mint a levegőre. A grayt néha a sugár kerma mérésére használják, ebben az esetben a referenciatárgy anyagát konkrétan meg kell határozni. (Ez általában száraz levegő, standard hőmérsékleten és nyomáson).

A grayt [[Louis Harold Gray]] brit fizikus tiszteletére nevezték el, aki úttörője volt a [[rádium]] sugárzás és az X-sugarak (röntgensugarak) mérésének, illetve azok élő szövetre gyakorolt hatásainak.<ref>{{cite web|url = http://www.lhgraytrust.org/lhgraybiography.html|title = Rays instead of scalpels|publisher = LH Gray Memorial Trust|year = 2002|accessdate = 2012-05-15}}</ref> A mértékegységet 1975-ben, a 15. [[Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia]] ''(CGPM)'' a [[becquerel]]lel együtt [[SI-mértékegységrendszer|SI-mértékegységként]] fogadta el. Az SI-mértékegység a hagyományos CGS-mértékegységet, a [[rad (mértékegység)|rad]]ot (0,01 graynek felel meg) váltotta fel, amely annak ellenére is gyakori maradt az [[Amerikai Egyesült Államok|Egyesült Államok]]ban, hogy használatát a ''U.S. National Institute of Standards and Technology'' útmutatójának szerzői erősen ellenjavallják.<ref>{{cite web |url=http://physics.nist.gov/Pubs/SP811/sec05.html#5.2 |title=NIST Guide to SI Units - Units temporarily accepted for use with the SI}}</ref>

== Definíció ==
Definíció szerint az egy ''gray'' egy [[joule]] [[ionizáló sugárzás]] elnyelődése egy [[kilogramm]] anyagban.
:<math>\mathrm{1\ Gy=1\ \frac{J}{kg}=1\ \frac{m^2}{s^2}}</math>

A röntgen- és gamma sugárzás esetében ez számértékileg megegyezik a [[sievert]]tel ''(Sv)''. Az [[alfa-részecske|alfa-részecskék]] esetében viszont egy gray húsz sieverttel egyenlő. Annak érdekében, hogy elkerülhetők legyenek az elnyelt dózis (anyagban) és a [[dózisegyenérték]] (biológiai szövetben) összetévesztéséből eredő veszélyek, mindig törekedni kell a megfelelő speciális mértékegység használatára.

A grayt 1975-ben, [[Louis Harold Gray]] (1905–1965) tiszteletére vezették be és nevezték el, aki 1940-ben javasolta először egy hasonló fogalom megalkotását: „az a mennyiségű neutron-sugárzás, amely egységnyi térfogatú szövetben akkora energia-növekményt okoz, mint amennyi egységnyi térfogatú vízben keletkezik egy [[röntgen (mértékegység)|röntgen]] sugárzás hatására”.<ref name="Gupta2009">{{cite book|last=Gupta|first=S. V. |title=Units of Measurement: Past, Present and Future : International System of Units|url=https://books.google.com/books?id=pHiKycrLmEQC&pg=PA144|accessdate=2012-05-14|date=2009-11-19|publisher=Springer|isbn=978-3-642-00737-8|page=144|chapter=Louis Harold Gray}}</ref>

{| {{széptáblázat}}
|+Az [[elnyelt sugárdózis]] mértékegységei
!height="50px"|
!width="50px"|gray<br><small>([[SI-mértékegységrendszer|SI]])</small>
!width="70px"|[[rad (mértékegység)|rad]]
|-
|width="45px" align="center"|'''1 Gy'''
| ≡ 1 J/kg
| = 100 rad
|- 
|align="center"|'''1 rad'''
| = 0,01
| ≡ 100 erg/g
|}

== Hatása az emberi testre ==
{{bővebben|sugárbetegség}}
A gray az elnyelt sugárzás energiáját jellemző mennyiség. A biológiai hatások a sugárzás típusától és energiájától, illetve az érintett szövetektől függően változnak. A [[sievert]], amely a grayjel azonos dimenziójú, az emberi szövetek potenciális károsodásának mérőszáma.<ref>{{cite web|url = http://www.mpoweruk.com/conversion_table.htm|title = Conversion Table: Energy|accessdate = 2012-05-15|publisher = Battery and Energy Technologies|work = Electropedia}}</ref> A két mértékegység közti kapcsolat a következő:
:<math> H = QD</math>

Ahol a ''H'' az egyenértékű dózis (mértékegysége a sievert), a ''D'' az ionizáló sugárzás elnyelt dózisa (mértékegysége a gray); a ''Q'' pedig egy minőségi tényező, egy dimenziótlan mennyiség, amelynek értéke a sugárzás típusától függően 1 (pl.: [[Gamma-sugárzás|gamma-]] és [[röntgensugárzás]]) és 20 (pl.: [[alfa-részecske|alfa-részecskék]], [[neutron]]ok) közötti szám.<ref>{{cite web|url = http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/RadiationSafety/quan_units/units.htm|title = Measures Relative to the Biological Effect of Radiation Exposure|publisher = NDT Test Center|accessdate = 2012-05-15|archiveurl = https://web.archive.org/web/20120421204800/http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/RadiationSafety/quan_units/units.htm|archivedate = 2012-04-21}}</ref>

Az egyszeri egész testet érő, 5 gray nagy-energiájú sugárzás, általában tizennégy napon belül halálhoz vezet. Ez a dózis egy 75 kilogramm tömegű felnőtt esetében 375 joule elnyelt energiát jelent (ez megfelel 20&nbsp;mg cukorban található kémiai energiának). Mivel az 1 gray ilyen erőteljes sugárzást jelent, ezért az orvostudományban felhasznált sugárzásokat általában milligrayben ''(mGy)'' mérik.

[[Sugárkezelés]]ek utáni felülvizsgálatok során tapasztalt tény, hogy 1 Gy elnyelt dózis felett a bőrön testszőrzet-hullás (epiláció) figyelhető meg. Ez csak a besugárzott terület(ek)en fordul elő. 10 gray egyszeri dózis felett a hajhullás maradandó lehet, de ha a dózis frakcionált, a tartós hajhullás nem fordul elő addig, amíg az elnyelt dózis nem haladja meg a 45 Gy-t. A [[nyálmirigy]]ek és a [[könnymirigy]]ek sugárzás-tűrése körülbelül 30 gray, 2 Gy-es frakciókban; ezt a dózist a legtöbb radikális fej-nyaki daganat kezelése meghaladja, és így potenciálisan szárazság léphet fel ezeken a területeken. A szájszárazság ''(xerostomia)'' és a száraz szem ''(xerophthalmia)'' hosszú távon irritáló problémává válhat, és jelentős mértékben csökkentheti a beteg életminőségét. Hasonlóképpen, a kezelt bőrfelszínen lévő (például [[hónalj]]i) [[verejtékmirigy]]ek általában hajlamosak leállni, és a természetes állapotban nedves [[Hüvely|hüvely nyálkahártya]] is gyakran száraz a kismedencei besugárzást követően.

A [[Petefészek|petefészket]] érő 8 Gy, vagy azt meghaladó dózis általában maradandó [[Női meddőség|női terméketlenséget]] okoz.<ref>Chapter on Amenorrhea in: {{cite book |author=Bradshaw, Karen D.; Schorge, John O.; Schaffer, Joseph; Lisa M. Halvorson; Hoffman, Barbara G. |title=Williams' Gynecology |url=https://archive.org/details/williamsgynecolo0000unse_u2n9 |publisher=McGraw-Hill Professional |location= |year=2008 |pages= |isbn=0-07-147257-6 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref>

=== Elnyelt dózisok, terület szerint ===
A [[sugárkezelés]]ben a besugárzás mennyisége attól függően változik, hogy milyen a kezelendő [[rák (betegség)|rák]] típusa és stádiuma. A kezelési célú esetekben, szilárd epithelial<!-- ezt "magyarul" is ide kéne írni!--> tumor kezelésekor a tipikus dózis 60-80 Gy, míg [[Limfóma|limfómák]] kezelésekor 20-40 Gy. A megelőző (adjuváns) adag jellemzően körülbelül 45-60 Gy, amit 1,8-2 Gy frakciókban sugároznak be (a mell-, fej- és nyaki rák kezelésére). Egy hasi röntgen átlagos sugárdózisa 1,4 mGy (milligray), míg egy hasi [[Komputertomográfia|CT-vizsgálaté]] 8,0 mGy. A kismedencei CT körülbelül 25 mGy; a has és a medence szelektív CT vizsgálata pedig 30 mGy.<ref name=ACSS>{{cite book |first=Jeffrey M. |last=Baden |coauthors=Jay B. Brodsky |title=The Pregnant surgical patient |url=https://archive.org/details/pregnantsurgical0000unse |publisher=Futura |location=London |year=1985 |isbn=0-87993-238-4}}</ref>

== Története ==
A gray elfogadása – mint az elnyelt sugárdózis, és a [[kerma (fizika)|kerma]] mértékegysége – a [[Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia|15. Általános Súly- és Mértékügyi Konferencián]] 1975-ben, csúcspontja volt annak a több mint fél évszázada tartó kutatásnak, amely az [[ionizáló sugárzás]] természetének megértését, és a mérési eljárások tökéletesítését célozta.<ref>{{cite book |author=International Bureau of Weights and Measures |authorlink=Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal |year=2006 |url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf |title=The International System of Units (SI) |edition=8th |isbn=92-822-2213-6 |pages=157}}</ref>

[[Wilhelm Conrad Röntgen|Wilhelm Röntgen]] 1895. november 8-án elsőként fedezte fel a később róla elnevezett [[Röntgensugárzás|röntgensugarakat]], és pár éven belül már ezeket használták a törött csontok megvizsgálására. A röntgensugár intenzitásának mérésének egyik legkorábbi technikája az volt, hogy megmérték az ionizációs potenciálját a levegőben. Kezdetben a különböző országok saját szabványokat és normákat dolgoztak ki, de ahhoz, hogy előmozdítsák a nemzetközi együttműködést, az Első Nemzetközi Radiológiai Kongresszus ''(First International Congress of Radiology - ICR)'', amely 1925-ben Londonban ült össze; javaslatot tett egy külön szervezetre, hogy foglalkozzon a mértékegységekkel. Ez a testület a Nemzetközi Radiológiai Mérés- és Mértékügyi Bizottság ''(International Commission on Radiation Units and Measurements - ICRU)'' volt,<ref group="megj">Eredetileg: ''International X-ray Unit Committee''.</ref> amely a második ICR alkalmával jött létre [[Stockholm]]ban, [[Manne Siegbahn]] elnöksége alatt;<ref>{{cite journal|last=Siegbahn|first=Manne|coauthors=et al|title=Recommendations of the International X-ray Unit Committee|journal=Radiology|year=1929|month=October|volume=13|issue=4|pages=372-373|doi=10.1148/13.4.372|url=http://radiology.rsna.org/content/13/4/372.full.pdf|accessdate=2012-05-20}}</ref><ref>{{cite web|title = About ICRU - History|url = http://www.icru.org/index.php?option=com_content&task=view&id=25&Itemid=63|publisher = International Commission on Radiation Units & Measures|accessdate = 2012-05-20}}</ref><ref group ="megj">A korai ICRU találkozókon a rendező ország jelölte ki az elnököt.</ref> A testület az első ülésén javasolta, hogy az egységnyi röntgensugárzás-dózis meghatározása legyen az a mennyiségű röntgensugárzás, amely egy [[statcoulomb|esu]] töltést hoz létre egy köbcentiméter száraz levegőben, [[Szabványos nyomás és hőmérséklet|szabványos nyomáson]] és {{szám|0|[[Celsius-skála|°C]]}} hőmérsékleten. Ezt a mértékegységet az öt évvel korábban elhunyt Röntgen tiszteletére nevezték el [[röntgen (mértékegység)|röntgen]]nek. Az ICRU 1937-es ülésén ennek a meghatározásnak az alkalmazását kiterjesztették a [[gamma-sugárzás]]ra is.<ref name=GM>{{cite conference|title = Dosimetry in Europe and the USSR|first1 = JH|last1 = Guill|first2 =John|last2 = Moteff|page = 64|url = https://books.google.co.uk/books?id=czTi4G6-Hq8C&pg=PA63&lpg=PA63&dq=roentgen+redefinition&source=bl&ots=Ha5UORUMvK&sig=2InfcxgNMCdnKBsJw9JMWDmrn0Y&hl=de&sa=X&ei=X3CyT7-ENabP4QTA0dyLCQ&ved=0CGMQ6AEwBA#v=onepage&q=roentgen%20redefinition&f=false|conference = Symposium on Radiation Effects and Dosimetry - Third Pacific Area Meeting American Society for Testing Materials, October 1959, San Francisco, 12-16 October 1959|publisher = ASTM International|booktitle = Third Pacific Area Meeting Papers - Materials in Nuclear Applications - American Society Technical Publication No 276|lccn = 60-14734|location = Baltimore|date = June 1960|accessdate = 2012-05-15}}</ref> Ez a technika, bár az akkori technológia számára megfelelő volt; előnytelen volt abból a szempontból, hogy nem mérte közvetlenül sem a röntgensugárzás intenzitását, sem annak abszorpcióját, hanem csupán a röntgensugarak adott körülmények közti hatását.<ref name=Lovell4>{{cite book |url =https://books.google.de/books?id=lK48AAAAIAAJ&pg=PA56&lpg=PA56&dq=roentgen+defined&source=bl&ots=DGneAMV5Ea&sig=a4ra-zQGp4-49WMn1sxb_IU0YA8&hl=de&sa=X&ei=AlmyT6KAOpPT4QT8soyOCQ&ved=0CHYQ6AEwCQ#v=onepage&q=roentgen%20defined&f=false|title = An introduction to Radiation Dosimetry |first1 = S |last1 = Lovell |year = 1979|at = Ch 4 - Dosimetric quantities and units|pages = 52 - 64 |isbn = 0 521 22436 5 |publisher = Cambridge University Press |location = Cambridge, United Kingdom |accessdate = 2012-05-15}}</ref>

1940-ben [[Louis Harold Gray|Gray]] – aki a [[neutron]]ok emberi szövetet károsító hatását vizsgálta – valamint [[William Valentine Mayneord|Mayneord]] és Read kiadott egy tanulmányt, amelyben egy új mértékegységet javasoltak, az úgynevezett „gramm röntgent” (szimbóluma: gr), amelyet úgy definiáltak, mint: „az a mennyiségű neutron-sugárzás, amely egységnyi térfogatú szövetben, akkora energia-növekményt okoz, mint amennyi egységnyi térfogatú vízben keletkezik egy [[röntgen (mértékegység)|röntgen]] sugárzás hatására”.<ref name="Gupta2009"/> Azt találták, hogy ez az egység levegőben {{szám|88|[[erg (mértékegység)|erg]]}}. 1953-ban az ICRU a [[rad (mértékegység)|rad]] bevezetését ajánlotta, mint az [[elnyelt sugárdózis]] új mértékegységét; mely {{szám|100|erg/grammal}} egyenlő. A radot a koherens [[CGS-mértékegységrendszer|CGS-mértékegységekben]] fejezték ki.<ref name=GM/>

Az 1950-es évek végén az ICRU meghívást kapott az [[Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia|Általános Súly- és Mértékügyi Konferenciától]] ''(CGPM)'', hogy csatlakozva más tudományos testületekhez, működjön együtt a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Bizottsággal ''(CIPM)'' egy olyan mértékegységrendszer kifejlesztésében, amelyet aztán számos tudományterületen következetesen lehetne használni. Ez a szervezet, melyet kezdetben Mértékügyi Bizottságnak ''(Commission for the System of Units)'' neveztek (később, 1964-ben Mértékügyi Tanácsadó Testületre ''(Consultative Committee for Units)'' nevezték át); felügyelte az [[SI-mértékegységrendszer]] kifejlesztését.<ref>{{cite web|url = http://www.bipm.org/en/committees/cc/ccu/|title = CCU: Consultative Committee for Units|publisher = International Bureau of Weights and Measures (BIPM)|accessdate = 2012-05-18}}</ref> Ugyanakkor kezdett egyre nyilvánvalóbbá válni, hogy a röntgen definíciója nem volt eléggé körültekintő, és sok felhívás érkezett annak újradefiniálására; melyre végül 1962-ben került sor.<ref>{{cite book|url = https://books.google.co.uk/books?id=IEhJpyEBKYIC&pg=PA554&lpg=PA554&dq=roentgen+1925+1937+1962+ionisation&source=bl&ots=ZKipzcuUUn&sig=l0kKmjEJ6Fud-rBDvsTnY8AVChg&hl=en&sa=X&ei=acG2T_b1G8TFtAbVsJGaCA&sqi=2&ved=0CE8Q6AEwAw#v=onepage&q=roentgen%201925%201937%201962%20ionisation&f=false|title = The Dental Assistant|first1 = Pauline C|last1 = Anderson|first2 = Alice E|last 2 = Pendleton|edition = 7th|isbn = 0-7668-1113-1|publisher = Delmar|location = Albany, NY|at = Section 14 Dental Radiography|page = 554}}</ref> A röntgennek megvolt az az előnye a grayyel szemben, hogy egyszerűbb mérni; de a gray független a sugárzás ionizáló hatásától.<ref name=Lovell3>{{cite book |url =https://books.google.de/books?id=lK48AAAAIAAJ&pg=PA56&lpg=PA56&dq=roentgen+defined&source=bl&ots=DGneAMV5Ea&sig=a4ra-zQGp4-49WMn1sxb_IU0YA8&hl=de&sa=X&ei=AlmyT6KAOpPT4QT8soyOCQ&ved=0CHYQ6AEwCQ#v=onepage&q=roentgen%20defined&f=false
|title = An introduction to Radiation Dosimetry |first1 = S |last1 = Lovell |year = 1979|at = Ch 3 - The effects of ionizing radiation on matter in bulk |pages = 43 - 51 |isbn = 0 521 22436 5 |publisher = Cambridge University Press |location = Cambridge, United Kingdom |accessdate = 2012-05-15}}</ref>

A CCU úgy döntött, hogy az elnyelt sugárdózis SI-mértékegységét elnyelt energia per tömeg formában határozza meg; amely [[MKS-mértékegységrendszer|MKS-mértékegységekben]] joule/kg. Ezt erősítette meg 1975-ben a [[Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia|15. Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia]] ''(GCPM)'', amelyet az 1965-ben elhunyt Louis Harold Gray tiszteletére neveztek el „gray”-nek.

== Megjegyzések ==
{{megjegyzések|oszlopok=2}}

== Jegyzetek ==
{{jegyzetek|oszlopok=2}}

== Fordítás ==
*{{fordítás|en|Gray (unit)|oldid= }}

{{SI-mértékegységek}}
{{portál|Fizika|}}

[[Kategória:SI származtatott mértékegységek]]