Activitat radioactiva i becquerel
L’activitat radioactiva indica quantes transformacions nuclears tenen lloc per unitat de temps. La unitat SI és el becquerel: 1 Bq = 1 transformació per segon. És una propietat de la font i no s’ha de confondre amb la taxa de comptes d’un detector, la dosi absorbida o l’efecte biològic.
L’activitat és una taxa de desintegració
Si hi ha N nuclis inestables i cadascun té constant de desintegració λ, l’activitat esperada és A = λN. Com que N disminueix exponencialment, A disminueix amb el mateix factor.
λ té unitats de s⁻¹ i està lligada a la semivida per λ = ln 2 / T½. A igual nombre de nuclis, un isòtop amb semivida curta té una activitat més gran perquè cada nucli té una probabilitat de desintegració per unitat de temps més elevada.
Calculadora d’activitat
El becquerel mesura transformacions, no energia
Un becquerel és una unitat de freqüència de transformacions nuclears. 10 kBq vol dir una activitat esperada de 10 000 transformacions per segon. La unitat no diu quina energia porta cada emissió ni quin tipus de radiació es produeix.
Per això dues fonts amb la mateixa activitat poden tenir propietats radiològiques molt diferents. Cal separar el nombre de transformacions de l’energia dipositada i de la resposta biològica.
Activitat i taxa de comptes no són el mateix
Un detector només registra una fracció de les emissions. La geometria i l’angle sòlid, l’absorció entre font i detector, l’eficiència del detector i els llindars electrònics redueixen o modifiquen la taxa de comptes. El fons hi afegeix comptes que no provenen de la font.
Una taxa de comptes mesurada s’ha de corregir amb un model de detecció abans d’interpretar-la com a activitat. Fins i tot un detector ideal que no envolta tota la font no intercepta totes les emissions.
Activitat, dosi i efecte biològic
L’activitat descriu la font. La dosi absorbida descriu energia dipositada per massa en un material. Altres magnituds radiològiques incorporen el tipus de radiació i la sensibilitat del teixit. Són preguntes diferents i no hi ha una conversió universal de Bq a dosi.
També importa el temps: mentre el radionúclid es desintegra, A(t)=A₀e−λt. En una mostra que conté una mescla d’isòtops, l’activitat total és la suma de les activitats dels components.
Exemples resolts
1. Calcular A = λN
Solució
Amb N = 1,0 × 10⁹ nuclis i λ = 1,0 × 10⁻⁴ s⁻¹, A = 1,0 × 10⁵ Bq = 100 kBq.
2. Activitat després d’una semivida
Solució
Després d’una semivida, N s’ha reduït a la meitat; com que A=λN, l’activitat també és A₀/2.
3. Separar activitat i comptes
Solució
Una font de 10 kBq no garanteix 10 000 comptes/s. La taxa observada pot ser menor per angle sòlid, absorció i eficiència del detector, i a més pot contenir fons.