Radioaktivna aktivnost i becquerel

Aktivnost je brzina raspada

Ako uzorak sadrži N nestabilnih jezgara, a svaka ima konstantu raspada λ, očekivana aktivnost je A = λN. Kako broj matičnih jezgara eksponencijalno opada, istim faktorom opada i aktivnost.

Konstanta raspada ima jedinicu s⁻¹ i s vremenom poluraspada povezana je izrazom λ = ln2/T₁/₂. Nakon jednog vremena poluraspada na polovinu pada i broj neraspadnutih jezgara i aktivnost uzorka.

Becquerel je mala jedinica

Izvor aktivnosti 1 Bq ima u prosjeku jednu nuklearnu pretvorbu u sekundi, ali pojedinačni događaji ostaju slučajni. Laboratorijski i medicinski izvori često imaju aktivnosti u kBq, MBq ili GBq. Predmetak mijenja samo brojčanu skalu.

Velika aktivnost sama ne govori koju vrstu zračenja izvor emitira ni koliku energiju ima jedan događaj. Dva izvora s istim brojem pretvorbi u sekundi mogu imati vrlo različite spektre i različito međudjelovanje s tvari.

Brzina brojanja nije aktivnost

Detektor registrira samo dio pretvorbi izvora. Na rezultat utječu učinkovitost, geometrija, prostorni kut, apsorpcija, energijski prag i pozadina. Tisuću impulsa u sekundi zato ne znači nužno aktivnost 1000 Bq.

U jednostavnom modelu neto brzina može se zapisati R = εgA, gdje ε opisuje učinkovitost detekcije, a g dio emitiranog zračenja koji stiže do detektora. Oba faktora mogu ovisiti o energiji.

Specifična aktivnost ovisi o nuklidu

Aktivnost po jedinici mase naziva se specifična aktivnost. Za istu količinu tvari kraće vrijeme poluraspada znači veću λ i veću aktivnost jer se svake sekunde raspada veći udio jezgara.

Dugo vrijeme poluraspada samo po sebi ne znači automatski malo ili veliko zračno opterećenje. Aktivnost je samo jedna veličina; važni su energija i vrsta zračenja, količina tvari, put izlaganja i trajanje.

Aktivnost, doza i rizik različite su veličine

Becquerel mjeri pretvorbe u sekundi. Gray mjeri apsorbiranu energiju po jedinici mase, a sievert dodatno uzima u obzir biološku učinkovitost vrste zračenja i ozračenog tkiva. Bez modela prijenosa energije te se jedinice ne mogu izravno pretvarati.

Aktivnost se može procijeniti kalibriranim detektorom, ali treba oduzeti pozadinu i poznavati učinkovitost te geometriju. Sirovi broj impulsa nije univerzalno svojstvo izvora, čak ni kada je izražen po sekundi.

Riješeni primjeri

1. N = 10⁹ i λ = 10⁻⁴ s⁻¹

2. Nakon jednog vremena poluraspada

3. Ukupna učinkovitost 20 %