Mini-kurzus
Aktivitás és becquerel
A radioaktív aktivitás azt mondja meg, átlagosan hány magbomlás történik időegység alatt egy mintában. SI-egysége a becquerel: 1 Bq pontosan 1 bomlás másodpercenként. Az aktivitás nem azonos sem a kibocsátott részecskék energiájával, sem az ember által elnyelt sugárdózissal.
Kapcsolat a bomlási állandóval
Ha N radioaktív mag van és λ a bomlási állandó, akkor A=λN. Ugyanabból a nuklidból kétszer annyi atom kétszeres aktivitást ad. Ugyanakkora atomszám mellett viszont a rövidebb felezési idejű nuklid aktivitása nagyobb, mert λ=ln2/T1/2.
Miért statisztikai mennyiség?
Kis időablakban a tényleges bomlásszám ingadozik. Az aktivitás várható átlagos eseményszámot ír le, és a számlálási statisztika közel Poisson-jellegű lehet. Nagy eseményszámnál a relatív ingadozás kisebb, ezért a mérés stabilabb.
Becquerel és curie
A becquerel SI-egység. Történetileg a curie is használatos: 1 Ci=3,7×10¹⁰ Bq. A két egység ugyanazt a fizikai mennyiséget méri, csak nagyon eltérő skálán. Orvosi és környezeti adatoknál gyakoriak a kBq, MBq vagy GBq előtagok.
Aktivitás időbeli csökkenése
Mivel A=λN és λ egy adott nuklidra állandó, A(t)=A₀e−λt. Egy felezési idő után az aktivitás is a felére csökken. Ha a mintából anyag fizikailag távozik, az aktivitás ezen felül is változhat.
Miért nem egyenlő a dózissal?
Két 1 MBq aktivitású forrás biológiai hatása nagyon különböző lehet. Számít a sugárzás típusa, energiaeloszlása, geometria, elnyelt energia, expozíciós idő és az érintett szövet. A gray az elnyelt energiát tömegegységre, a sievert pedig biológiai súlyozással kapcsolatos dózismennyiséget fejez ki.
Detektor hatásfoka
Egy mérőműszer általában nem észlel minden bomlást. Ha a geometriai és belső detektálási hatásfok ε, az észlelt számlálási ráta közel R=εA lehet, háttérkorrekció után. Ezért a detektor kattintásszáma nem automatikusan azonos a forrás becquerelben megadott aktivitásával.
Pillanatnyi és integrált mennyiség
Az aktivitás „sebesség” jellegű mennyiség, Bq=s⁻¹. Ha azt kérdezzük, összesen hány bomlás történt egy időintervallumban, az aktivitást idő szerint integrálni kell. Gyorsan változó forrásnál nem elég a kezdő aktivitást egyszerűen megszorozni az idővel.
Fajlagos aktivitás
Az aktivitást gyakran tömegegységre vagy térfogategységre is megadják, például Bq/kg vagy Bq/L formában. Ez segít összehasonlítani különböző méretű minták radioaktív koncentrációját. Ugyanakkor a fajlagos aktivitás is csak bomlási rátát ír le; dóziskövetkeztetéshez továbbra is ismerni kell a sugárzás típusát és energiáját.
Próbáld ki
Egy minta aktivitása 800 Bq. Átlagosan hány bomlás történik 10 másodperc alatt, ha ezalatt az aktivitás változása elhanyagolható?
Megoldás
800 bomlás/s × 10 s = 8000 bomlás. Ez várható átlag; egy konkrét mérés statisztikailag kissé eltérhet.