रेडियोधर्मी सक्रियता और बेकरल

रेडियोधर्मी सक्रियता किसी नमूना में प्रति इकाई समय होने वाले परमाणु क्षय की अपेक्षित दर है। एसआई इकाई बेकरेल (Bq) है: 1 Bq = 1 प्रति सेकंड क्षय। गतिविधि का नमूना की मात्रा और क्षय स्थिरांक दोनों पर निर्भर करती है; यह खुराक या ख़तरा का पर्याय नहीं।

गतिविधि की परिभाषा

A=−डी.एन/डी.टी=λN। λ न्यूक्लाइड-विशिष्ट क्षय स्थिरांक है और N अविक्षय मूल नाभिक की संख्या। इकाई s⁻¹ को विशेष नाम बेकरेल दिया गया है।

गतिविधि समय के साथ मूल जनसंख्या की तरह घातीय घटती है: A(t)=A₀e^{-λt} एकल क्षय मोड/बंद नमूना के लिए।

विशिष्ट गतिविधि

प्रति द्रव्यमान विशिष्ट गतिविधि गतिविधि होती है, जैसे बीक्यू किग्रा⁻¹। समान द्रव्यमान वाले दो रेडियोन्यूक्लाइड्स की विशिष्ट गतिविधियाँ बहुत अलग हो सकती हैं क्योंकि छोटा आधा जीवन आम तौर पर बड़ा होता है λ देती है।

संबंध ए=(एल.एन2/T½)N बताती है कि प्रति नाभिक लंबे समय तक जीवित रहने वाला न्यूक्लाइड कम बार-बार क्षय होना करती है। इसका अर्थ आवश्यक रूप से कुल खतरा कम करें नहीं; उत्सर्जित विकिरण और बायोकाइनेटिक्स महत्वपूर्ण हैं।

Bq और क्यूरी

SI में बीक्यू को प्राथमिकता दी गई है। ऐतिहासिक इकाई क्यूरी (सीआई) के रूप में परिभाषित किया गया है 3.7×10¹⁰ Bq। रूपांतरण करते समय उपसर्ग kBq, एमबीक्यू, जीबीक्यू और μसीआई आदि पर ध्यान दें।

बड़ी बीक्यू संख्या अपने आप उच्च खुराक नहीं बताता; उदाहरण में कम ऊर्जा वाला बीटा उत्सर्जक और उच्च-ऊर्जा गामा उत्सर्जक समान गतिविधि पर अलग प्रदर्शन दे सकते हैं।

गणना दर बनाम गतिविधि

डिटेक्टर गिनती दर C≈ε A B_r जैसी संबंध रख सकती है, जहाँ ε पता लगाने की दक्षता और B_r प्रासंगिक उत्सर्जन शाखाकरण संभावना है। ज्यामिति और मृत समय भी मापी गई गिनती बदलते हैं।

इसलिए 1000 मायने रखता है/s का अर्थ नमूना गतिविधि 1000 Bq तभी है जब हर बिल्कुल एक गिनाई गई घटना का क्षय दे और दक्षता 100% हो—जो सामान्यतः नहीं होता।

खुराक से अंतर

अवशोषित खुराक ग्रे (J kg⁻¹), समकक्ष/प्रभावी खुराक छलनी में विकिरण भार और जैविक संदर्भ शामिल करती है। गतिविधि स्रोत संपत्ति है; खुराक लक्ष्य और एक्सपोज़र ज्यामिति पर निर्भर करती है।

विकिरण सुरक्षा में गतिविधि, फोटॉन/कण ऊर्जा, दूरी, परिरक्षण, एक्सपोज़र का समय और सेवन मार्ग को अलग-अलग ट्रैक करना चाहिए।

गतिविधि माप की व्यावहारिक जाँच

यदि स्रोत और डिटेक्टर ज्यामिति तय की गई हों, गतिविधि अंशांकन ज्ञात मानक से की जा सकती है। दक्षता ऊर्जा पर निर्भर हो सकती है, इसलिए एक गामा ऊर्जा पर कैलिब्रेटेड डिटेक्टर को दूसरी ऊर्जा पर बिना सुधार उपयोग करना गलत परिणाम दे सकता है।

अल्पकालिक नमूने में माप अंतराल के दौरान गतिविधि सराहनीय बदल सकती है। तब औसत गिनती दर को मध्यबिंदु गतिविधि मानना सन्निकटन है; परिशुद्धता कार्य में गिनती के दौरान क्षय को एकीकृत करें करना चाहिए।

मापन में ज्यामिति और दक्षता

स्रोत-डिटेक्टर दूरी बदलने से ज्यामितीय दक्षता बदल सकती है, इसलिए समान स्रोत की मापी गई गिनती/s अलग सेटअप में अलग होगी। बिंदु-जैसा आइसोट्रोपिक स्रोत के लिए ठोस कोण एक उपयोगी पहला अनुमान देता है, लेकिन विस्तारित स्रोत और आत्म-अवशोषण सुधार मांगते हैं।

अंशांकन स्रोत से ऊर्जा-निर्भर दक्षता वक्र बनाना गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी और मात्रात्मक गिनती में आवश्यक हो सकता है।

अभ्यास

गतिविधि

N=1.0×10¹², λ=1.0×10⁻⁶ s⁻¹।

हल: A=1.0×10⁶ Bq = 1 एमबीक्यू।

आधा जीवन रिश्ता

T½=3600 s और N=10⁹।

हल: A≈(0.693/3600)×10⁹≈1.93×10⁵ Bq।

क्यूरी रूपांतरण

1 एमसीआई।

हल: =3.7×10⁷ Bq = 37 एमबीक्यू।