Louis Harold Gray

Louis Harold Gray (10. marraskuuta 1905 Richmond-upon-Thames, Iso-Britannia – 9. heinäkuuta 1965 Northwood, Lontoo, Iso-Britannia) oli englantilainen fyysikko ja radiobiologi. Hän tutki varsinkin säteilyn vaikutuksia biologisiin järjestelmiin.  Hän otti myös käyttöön absorboituneen annoksen käsitteen ja määritteli sille mittayksikön, radin. Myöhemmin rad on korvattu SI-järjestelmässä sata kertaa suuremmalla yksiköllä, joka on saanut hänen mukaansa nimen gray.

Elämäkerta 

Gray oli jo kouluvuosinaan hyvin kiinnostunut luonnontieteistä ja matematiikasta. Kielistä hän oli vähemmän kiinnostunut, mutta opetteli kuitenkin latinaa tunteakseen teknistä terminologiaa sekä ranskaa voidakseen keskustella latinistien kanssa.

Luokkatoveriensa kesken hänet tunnettiin nimellä Hal. 13-vuotiaana hän sai hyvän koulumenestyksensä vuoksi stipendin päästäkseen opiskelemaan Christ's Hospital -nimisessä yksityiskoulussa. Se oli sisäoppilaitos, ja siellä opiskellessaan hän tapasi vanhempiaan vain koulun lomien aikana.

18-vuotiaana Gray kiinnostui ydinfysiikasta, tuolloin uudesta tieteenalasta, joka oli ensimmäisenä päässyt oppiaineiden joukkoon Cambridgen yliopistossa muutamaa vuotta aikaisemmin, kun Ernest Rutherford oli tehnyt alalla uraauurtavaa kokeellista tutkimusta.

Britit pitivät Rutherfordia kansallisena sankarina, ja Gray tuli vakuuttuneeksi menestyksessään, kun hän joulupäivänä 1923 sai yliopistollisen stipendin voidakseen opiskella Cambridgen yliopiston Trinity Collegessa, jossa Rutherford toimi professorina.  Trinity Collegessa Gray opiskeli fysiikkaa, matematiikkaa ja kemiaa ja suoritti tutkinon kahdessa vuodessa.

Suoritettuaan toisen osan tutkinnostaan Gray pääsi erioikeudella Cambridgen Cavendish-laboratorion jäseneksi. Siellä toimivat Rutherfordin ohella muutkin johtavat brittiläiset fyysikot kuten Joseph John Thomson, elektronin löytäjä (1856–1940), ja James Chadwick (1891–1974), joka myöhemmin löysi neutronin.

Cavendish-laboratoriossa Gray ryhtyi valmistelemaan koetta tuolloin vielä huonosti tunnetun kosmisen säteilyn mittaamiseksi. Myöhemmin hän siirtyi tutkimaan systemaattisesti kaikkien silloin tunnettujen säteilylajien vaikutuksia aineeseen. Samaan aikaan William Henry Braggin kanssa hän keksi tästä riippumatta lain, joka tunnetaan Braggin-Grayn periaatteena. Väitöskirjansa hän kuitenkin teki kovien gammasäteiden absorboitumisesta, ja Filosofian tohtorin arvon (Ph.D) hän sai vuonna 1930.

Cambridgessä Gray myös tutustui tulevaan puolisoonsa Friedaan, nuoreen sokeaan tyttään, joka opiskeli teologiaa ja ryhtyi myöhemmin metodistiseksi maallikkosaarnaajaksi, kuten Gray itsekin.

Gray piti ydinfysiikan tieteellistä tutkimusta hyvin mielenkiintoisena, mutta hän halusi myös soveltaa tietojaan ihmiskunnan hyväksi. Tämä sai hänet kiinnostumaan ionisoivan säteilyn lääketieteellisistä käyttömahdollisuuksista, erityisesti niiden käytöstä syövän parantamiseen. Alan johtava tutkimuskeskus oli tuolloin Mount Vernon Hospital Northwoodissa Middlesexissä lähellä Lontoota. Kun sairaalaan vuonna 1933 etsittiin fyysikkoa radiumin säteilyn ja röntgensäteiden mittaamiseksi, Gray jätti epäröimättä hakemuksen virkaan, vaikka siitä luvattu palkka olikin pienempi kuin mitä hän oli saanut Cambridgessä.

Radiobiologia, joka on yhdistelmä biologiaa, lääketiedettä ja fysiikkaa oli tuolloin vasta syntymässä oleva tieteenhaara. Pitkälti juuri Grayn ansiosta se alkoi kehittyä nopeasti.

Tärkein Grayn keksimä väline oli 400 kilovoltin jännitteenä toiminut neutronigeneraattori, jonka avulla voitiin suoraan mitata säteilyn vaikutuksia biologisiin materiaaleihin. Sen avulla hän sai seitsemän vuoden kuluessa kerätyksi erittäin suuren määrän havaintotuloksia, joilla on ollut mittaamattoman suuri vaikutus radioterapian kehitykseen.

Gray oli vakaumuksellinen pasifisti. Toisen maailmansodan aikana hänet yritettiin kutsua takaisin Cambridgeen tutkimaan neutroneja, mutta hän kieltäytyi, koska kyseessä oli selvästi sotilaallinen tutkimus.

Sodan jälkeen Gray sai viran Lontoon Hammersmith Hospitalin radioterapeuttisessa tutkimuslaitoksessa (Radio-therapeutic Research Institute), jossa hänelle tarjoutui mahdollisuus rakentaa voimakas syklotroni. Tämä kiihdytin teki mahdolliseksi uudet edistysaskelet säteilyjen biologisten vaikutusten ymmärtämiseksi. Hänen tavoitteenaan oli ennen kaikkea saada säteily kohdistetuksi suoraan syöpäsoluihin niin, etteivät ne osu viereisiin terveisiin soluihin. 

Gray joutui kuitenkin riitoihin laitoksen johtajan kanssa, minkä vuoksi hän vuonna 1954 palasi Northwoodiin, jonne hänen suunnitelmiensa mukaan rakennettiin maailman ensimmäinen radiobiologian tutkimuslaitos. Se on myöhemmin aanut hänen mukaansa nimen Gray Laboratory of the Cancer Research Campaign (syöpätutkimuskampanjan Grayn laboratorio).  Sinne hankittiin uudenaikaisimmat saatavissa olleet laitteet ja järjestettiin ihanteelliset työskentelyolosuhteet. Siellä tutkitiin ennen kaikkea hapen vaikutusta solujen säteilyherkkyyteen ja jalokaasujen käyttöä suoja-aineina. Lisäksi siellä tutkittiin uutta menetelmää, elektronien spinien resonanssn käyttöä spektroskopiassa.

Grayn työ tuli laajalti tunnetuksi alan asiantuntijoiden keskuudessa. Häneltä pyydettiin usein neuvoja, ja häntä pyydettiin jäsenksi moniin komiteoihin. Tutkimuksistaan hän sai Röntgenin palkinnon ja Faradayn mitalin, ja vuonna 1961 hänet hyväksyttiin Royal Societyn jäseneksi.

Vuonna 1965 Harrogatessa pidettiin kansainvälisen säteilytutkimusjärjestön kongressi, jota oli Grayn johdolla valmisteltu kolme vuotta. Muutamia kuukausia kongressiin jälkeen hän kuitenkin sai sairauskohtauksen, josta hän ei enää toipunut. Niinpä hän kuoli Northwoodissa 9. heinäkuuta 1965. Hänet haudattiin Alderneyn saarelle, jossa hän oli useiden vuosien ajan viettänyt lomia.

Gray mittayksikkönä 

Grayn mukaan on saanut nimensä absorboituneen annoksen SI-yksikkö gray. Yksi gray on yksi joule kilogrammaa kohti. Yksikön nimen vahvisti 15. yleinen paino- ja mittakonferenssi vuonna 1975. 

Gray itse oli ottanut käyttöön absorboituneelle annokselle yksikön nimeltä rad. Se määriteltiin alun perin cgs-yksiköiden avulla siten, että yksi rad oli yksi ergi grammaa kohti. Koska yksi joule on 100 000 ergiä, on yksi gray yhtä suuri kuin sata radia.

Lähteet 

Englantilaiset fyysikot
Lääketieteellinen fysiikka
Radiologia