Radioaktív aktivitás és a becquerel

Az aktivitás bomlási sebesség

Ha N instabil mag van jelen, és bomlási állandójuk λ, akkor a várható aktivitás A = λN. Ahogy az anyamagok száma exponenciálisan csökken, az aktivitás ugyanazzal a tényezővel csökken. Nagy sokaságra ez átlagos sebesség; kis aktivitásnál rövid időintervallumokban a tényleges eseményszám statisztikusan ingadozik a várható érték körül.

A becquerel nem energiamérték

Két forrás aktivitása lehet ugyanannyi Bq, miközben a felszabaduló energia nagyon különböző. Egy bomlás kis energiájú béta-részecskét, egy másik nagyobb energiájú részecskét vagy gamma-fotont bocsáthat ki. A Bq tehát magátalakulásokat számlál, nem joule-t, sievertet vagy „veszélyességet“. Sugárvédelmi értékeléshez az energia, a sugárzás típusa, a geometria, a besugárzási idő és a szöveti kölcsönhatások is kellenek.

Miért különbözik a számlálási sebesség és az aktivitás

A detektor szinte sohasem érzékel minden egyes forrásbeli bomlást. A kibocsátott részecskék vagy fotonok csak egy része jut az érzékeny térfogatba, egy részük elnyelődik útközben, és a detektor hatásfoka energia- és sugárzásfüggő. Háttérszámlálás is jelen van. Ezért a számlálási sebesség geometriai, elnyelési, hatásfok- és háttérhatásokkal terhelt mérési eredmény, míg az aktivitás magát a forrást írja le.

Az aktivitás, a felezési idő és a mennyiség kapcsolata

A bomlási állandó és a felezési idő kapcsolata λ = ln2/T_1/2. Azonos számú radioaktív mag esetén a rövidebb felezési idejű nuklid λ-ja nagyobb, így aktivitása is nagyobb. Ha A és λ ismert, N = A/λ becsülhető. A minta tömege önmagában tehát nem határozza meg az aktivitást: az izotópösszetétel és a konkrét nuklid döntő.

Kidolgozott példák

1. Átalakulás percenként

Egy forrás 2400 átalakulást végez 60 s alatt. Mennyi az aktivitás?

2. N-ből és λ-ból

N = 5×10⁸ és λ = 2×10⁻⁴ s⁻¹ esetén számítsd ki A-t.

3. Bq és számlálás

Egy 10 kBq-os forrásnak 10 000 counts/s értéket kell adnia a detektorban?