Активност и бекерел
Радиоактивната активност е броят ядрени превръщания за единица време. Бекерелът измерва скорост на разпад, а не пряко погълната доза или биологичен ефект.
Основна идея и определение
Активността A е очакваният брой разпади в секунда. Тъй като всяко радиоактивно ядро има вероятност λ за единица време, A=λN. Голям N може да даде голяма активност дори при малко λ.
1 Bq = 1 превръщане в секунда
Това е следствие от модела, а не отделно правило за запаметяване. Величините трябва да се запишат явно и да се проверят единиците и физичният граничен случай.
Механизъм и количествен модел
1 Bq е едно ядрено превръщане в секунда. Скоростта на броене на детектора зависи и от геометрия, поглъщане, фон и ефективност, затова 100 импулса в секунда не означават непременно 100 Bq в източника.
Какво показват измерванията и изчисленията
Активността намалява със същия експоненциален закон като N. При двойно намаляване на N се намалява и A. При известен период може от N=A/λ да се намери броят ядра и количеството вещество.
Ограничения и връзки
Бекерелът трябва да се различава от gray и sievert. Източници с еднаква активност могат да дадат различна доза според вида и енергията на лъчението, разстоянието, екранирането и поглъщането в тъкан.
Решени примери
Задача 1
2400 разпада стават за 60 s. Изчисли активността.
Решение
A=2400/60=40 s⁻¹=40 Bq.
Задача 2
N=5,0×10⁸ и λ=2,0×10⁻⁴ s⁻¹. Изчисли A.
Решение
A=λN=1,0×10⁵ Bq.
Задача 3
Източникът е 800 Bq. Каква е активността след един период на полуразпад?
Решение
Активността се намалява наполовина с N: 400 Bq.
Активността A е очакваният брой разпади в секунда. Тъй като всяко радиоактивно ядро има вероятност λ за единица време, A=λN. Голям N може да даде голяма активност дори при малко λ. 1 Bq е едно ядрено превръщане в секунда. Скоростта на броене на детектора зависи и от геометрия, поглъщане, фон и ефективност, затова 100 импулса в секунда не означават непременно 100 Bq в източника. Активността намалява със същия експоненциален закон като N. При двойно намаляване на N се намалява и A. При известен период може от N=A/λ да се намери броят ядра и количеството вещество. Бекерелът трябва да се различава от gray и sievert. Източници с еднаква активност могат да дадат различна доза според вида и енергията на лъчението, разстоянието, екранирането и поглъщането в тъкан.
При реална проба математическият модел трябва да се свърже с поведението на материала и измервателната система. Загуба или добавяне на изотопи, самопоглъщане на лъчението, фон, крайна ефективност на детектора и химично фракциониране могат да променят измерения сигнал, без да променят самия закон за разпад. Затова заключението е добре да се проверява с контролна проба, независима калибрация или втори изотопен метод, когато е възможно. Проверка на порядъка трябва да предхожда излишните десетични знаци. При ядрените реакции запазването на A, Z и електричния заряд е силна проверка, а при активност и датиране експоненциалният закон и логиката на полуразпада трябва да съответстват на измерените отношения. Правилно число, получено по грешна причина, не е надеждно научно обяснение.