Radioaktiv aktivitet og becquerel

Radioaktiv aktivitet angiver, hvor mange kernetransformationer der sker pr. tidsenhed. SI-enheden er becquerel: 1 Bq = 1 transformation pr. sekund. Aktivitet er en egenskab ved kilden og er ikke det samme som tællerate, absorberet dosis eller biologisk virkning.

Aktivitet er en henfaldsrate

Hvis der er N ustabile kerner med henfaldskonstant λ, er den forventede aktivitet A = λN. Da N falder eksponentielt, falder A med samme faktor.

λ har enheden s⁻¹ og hænger sammen med halveringstiden gennem λ = ln 2 / T½. Ved samme antal kerner har en isotop med kort halveringstid større aktivitet, fordi henfaldssandsynligheden pr. tidsenhed er større.

Aktivitetsberegner

aktivitettidT½
λ har enheden s⁻¹ og hænger sammen med halveringstiden gennem λ = ln 2 / T½. Ved samme antal kerner har en isotop med kort halveringstid større aktivitet, fordi henfaldssandsynligheden pr. tidsenhed er større.

Becquerel tæller transformationer, ikke energi

En becquerel er en frekvens af kernetransformationer. 10 kBq betyder en forventet aktivitet på 10 000 transformationer pr. sekund. Enheden fortæller ikke, hvor meget energi hver emission bærer, eller hvilken strålingstype der udsendes.

To kilder med samme aktivitet kan derfor have meget forskellige radiologiske egenskaber. Antal transformationer skal holdes adskilt fra energiafsætning og biologisk respons.

Aktivitet og tællerate er ikke det samme

En detektor registrerer kun en del af emissionerne. Geometri og rumvinkel, absorption mellem kilde og detektor, detektoreffektivitet og elektroniske tærskler påvirker tælleraten. Baggrund giver desuden hændelser, der ikke stammer fra kilden.

En målt tællerate skal korrigeres med en detektionsmodel, før den kan fortolkes som aktivitet. Selv en ideel detektor, der ikke omslutter kilden, opfanger ikke alle emissioner.

kildedetektorkun en del når detektoren
En detektor registrerer kun en del af emissionerne. Geometri og rumvinkel, absorption mellem kilde og detektor, detektoreffektivitet og elektroniske tærskler påvirker tælleraten. Baggrund giver desuden hændelser, der ikke stammer fra kilden.

Aktivitet, dosis og biologisk virkning

Aktivitet beskriver kilden. Absorberet dosis beskriver afsat energi pr. masse i et materiale. Andre strålingsstørrelser tager hensyn til strålingstype og vævsfølsomhed. Derfor findes ingen universel omregning fra Bq til dosis.

Tiden er også vigtig: under henfald gælder A(t)=A₀e−λt. I en prøve med flere radionuklider er den samlede aktivitet summen af de enkelte komponenters aktiviteter.

Gennemregnede eksempler

1. Beregn A = λN

Løsning

For N = 1,0 × 10⁹ kerner og λ = 1,0 × 10⁻⁴ s⁻¹ er A = 1,0 × 10⁵ Bq = 100 kBq.

2. Aktivitet efter én halveringstid

Løsning

Efter én halveringstid er N halveret. Da A=λN, er aktiviteten også A₀/2.

3. Skeln aktivitet fra tællinger

Løsning

En kilde på 10 kBq garanterer ikke 10 000 tællinger/s. Den målte rate kan være lavere på grund af rumvinkel, absorption og detektoreffektivitet og kan desuden indeholde baggrund.