Louis Harold Gray

10. 11. 1905–9. 7. 1965

Britský fyzik a radiobiolog, zakladatel moderní dozimetrie a autor Braggovy–Grayovy teorie dutin, po němž je pojmenována jednotka absorbované dávky gray (Gy).

Louis Harold Gray, člen Royal Society (FRS), byl významný britský fyzik a radiobiolog. Narodil se 10. listopadu 1905 v Richmond upon Thames (Londýn). Je považován za jednoho ze zakladatelů radiobiologie a moderní dozimetrie ionizujícího záření. Jeho rodiče byli chudí; díky stipendiu mohl studovat na Christ's Hospital a v roce 1924 nastoupil se stipendiem na Trinity College v Cambridgi, kde v přírodovědách skončil první ve svém ročníku.

Cavendishova laboratoř a Braggova–Grayova teorie

Po absolvování bakalářského studia vstoupil Gray jako doktorand do Cavendishovy laboratoře v Cambridgi (1929), kde pracoval pod vedením Ernesta Rutherforda – ředitele laboratoře – a zejména svého školitele Jamese Chadwicka (nositele Nobelovy ceny za objev neutronu, 1935). Doktorát získal v roce 1930.

Klíčovým výsledkem Grayova výzkumu v Cavendishi byla Braggova–Grayova teorie ionizačních dutin. Teorie navazuje na starší Braggovy práce o ionizaci a Gray ji zásadně rozvinul pro absolutní měření absorbované dávky pomocí malé dutiny. Pokud je malá ionizační komora zanořena do ozářeného materiálu, lze z ionizace v komoře odvodit dávku v okolním materiálu pomocí poměru brzdných schopností (stopping powers). Braggova–Grayova teorie se stala základem absolutní dozimetrie a dodnes je součástí mezinárodních protokolů pro kalibraci radioterapeutických svazků, například IAEA TRS‑398.

Nemocniční fyzika a výzkum neutronového záření

V roce 1933 nastoupil Gray jako nemocniční fyzik v Mount Vernon Hospital v Northwoodu. V roce 1937 postavil jeden z prvních generátorů neutronů v nemocničním prostředí, který mu umožnil zkoumat biologické účinky neutronového záření. V roce 1940 zavedl koncept relativní biologické účinnosti (RBE) při studiu neutronového záření. RBE vyjadřuje poměr dávek dvou druhů záření, které vyvolají stejný biologický účinek; není to pevná konstanta, protože závisí na druhu a energii záření, tkáni i sledovaném účinku.

Po druhé světové válce byl Gray jmenován vedoucím fyzikálního oddělení Radiotherapy Research Unit (MRC) v Hammersmith Hospital v Londýně (1946). V roce 1953 se vrátil do Mount Vernon Hospital jako ředitel nově zřízené Research Unit in Radiobiology (MRC). Jeho práce měla zásadní vliv na vývoj radioterapie a bezpečnostních standardů při používání ionizujícího záření. Louis Harold Gray zemřel 9. července 1965 v Northwoodu ve věku 59 let.

Jednotka gray (Gy)

Na Grayovu počest byla pojmenována jednotka absorbované dávky ionizujícího záření gray (značka Gy), která byla přijata jako jednotka SI na 15. generální konferenci pro míry a váhy (CGPM) v roce 1975.

Definice: 1 Gy = 1 J·kg⁻¹ – energie 1 joulu absorbovaná v 1 kilogramu ozářené látky. Gray nahradil starší jednotku rad (1 Gy = 100 rad = 100 cGy). Biologický účinek závisí nejen na absorbované dávce v jednotkách gray, ale i na druhu záření (vyjadřuje se ekvivalentní nebo efektivní dávkou v sievertech, Sv).

Ocenění

Gray byl členem několika významných institucí a komisí; aktivně přispíval v Mezinárodní komisi pro radiologické jednotky a měření (ICRU). V roce 1961 byl zvolen Fellow of the Royal Society (FRS). Mezi jeho další ocenění patří Roentgenova cena, Sylvanus Thompson Medal a Barclay Medal.

Časté otázky

Co je Braggova–Grayova teorie a k čemu se používá?

Braggova–Grayova teorie popisuje vztah mezi ionizací v malé vzduchové dutině a absorbovanou dávkou v okolním materiálu. Umožňuje přesně kalibrovat ionizační komory pro měření absorbované dávky. Je základem mezinárodních protokolů pro kalibraci radiačních svazků v radioterapii (IAEA TRS‑398, AAPM TG‑51).

Jaký je rozdíl mezi grayem a sievetem?

Gray (Gy) měří fyzikální absorbovanou dávku záření (energii na kilogram): 1 Gy = 1 J·kg⁻¹. Sievert (Sv) měří biologicky efektivní dávku – zohledňuje biologický účinek záření pomocí radiačních a tkáňových váhových faktorů. U gama záření je zjednodušeně 1 Gy přibližně 1 Sv ekvivalentní dávky. U alfazáření s váhovým faktorem 20 odpovídá 1 Gy přibližně 20 Sv, nikoli naopak.

Co je relativní biologická účinnost (RBE)?

RBE je poměr dávek referenčního a sledovaného záření, které vyvolají stejný biologický efekt. Referenčním zářením bývá rentgenové nebo gama záření. Hodnota RBE není pevná konstanta: závisí na energii záření, typu tkáně, dávce a sledovaném biologickém účinku. Gray patřil k badatelům, kteří tento koncept systematicky využívali při výzkumu biologických účinků neutronového záření.

Proč se jednotka jmenuje gray a ne chadwick nebo rutherford?

Jednotka byla pojmenována na počest Louise Harolda Graye zejména proto, že Gray definoval a standardizoval měření absorbované dávky a výrazně přispěl k rozvoji mezinárodních dozimetrických standardů. Starší jednotka rad není pojmenována po Rutherfordovi; její název vychází z anglického radiation absorbed dose. Platí 1 rad = 0,01 Gy, zatímco gray je moderní jednotka SI.

Další informace

• Louis Harold Gray – Wikipedia
• Louis Harold Gray – Wikipedie
• LH Gray Memorial Trust: About L.H. Gray – LH Gray Memorial Trust
• Louis Harold Gray: A Founding Father of Radiobiology – Physics and Society Forum
• Louis Harold Gray – Springer Radiological Physics – Springer Nature

Časté překlepy: Gray Louis, Harold Gray, Louis Grey (správně Gray, ne Grey).

Pojmenováno po Grayovi

• Gray (Gy) – jednotka absorbované dávky v SI (1 Gy = 1 J·kg⁻¹)
• Gray Laboratory – výzkumné centrum radiobiologie
• Braggova–Grayova teorie – základ absolutní dozimetrie

Související

• Absorbovaná dávka – převody jednotek (Gy, rad, cGy)
• Dozimetrie – pole – expozice, kerma
• Ernest Rutherford – ředitel Cavendishovy laboratoře
• Jednotky SI – gray mezi odvozenými jednotkami
• Původ názvů jednotek – gray mezi eponymy