Virkni og becquerel
Geislavirk virkni er fjöldi kjarnabreytinga á tímaeiningu. Becquerel mælir því hrörnunarhraða, ekki beint geislaskammt eða líffræðileg áhrif.
Grunnhugmynd og skilgreining
Virkni A er væntur fjöldi hrörnunar á sekúndu. Þar sem hver geislavirkur kjarni hefur líkurnar λ á tímaeiningu fæst A=λN. Mikið N getur því gefið mikla virkni þótt λ sé lítið.
1 Bq = 1 kjarnabreyting á sekúndu
Þetta er afleiðing líkansins en ekki laus minnisregla. Skrifa þarf stærðirnar skýrt og athuga bæði einingar og eðlisfræðileg jaðargildi.
Gangverk og tölulegt líkan
1 Bq er ein kjarnabreyting á sekúndu. Talningarhraði mælitækis ræðst líka af rúmfræði, gleypni, bakgrunni og nýtni. Hundrað púlsar á sekúndu eru því ekki sjálfkrafa 100 Bq í uppsprettunni.
Hvað mælingar og reikningar segja
Virkni fellur með sama veldisfalli og N. Þegar N helmingast helmingast A. Með þekktum helmingunartíma má finna N=A/λ og síðan efnamagn eða massa samsætunnar.
Takmarkanir og tengsl
Becquerel þarf að aðgreina frá gray og sievert. Tvær uppsprettur með sömu virkni geta gefið mjög ólíkan skammt eftir geislategund, orku, fjarlægð, skermun og upptöku í vef.
Leyst dæmi
Verkefni 1
2400 hrörnanir verða á 60 s. Reiknaðu virkni.
Lausn
A=2400/60=40 s⁻¹=40 Bq.
Verkefni 2
N=5,0×10⁸ og λ=2,0×10⁻⁴ s⁻¹. Reiknaðu A.
Lausn
A=λN=1,0×10⁵ Bq.
Verkefni 3
Uppspretta er 800 Bq. Hver er virknin eftir einn helmingunartíma?
Lausn
Virkni helmingast með N: 400 Bq.
Virkni A er væntur fjöldi hrörnunar á sekúndu. Þar sem hver geislavirkur kjarni hefur líkurnar λ á tímaeiningu fæst A=λN. Mikið N getur því gefið mikla virkni þótt λ sé lítið. 1 Bq er ein kjarnabreyting á sekúndu. Talningarhraði mælitækis ræðst líka af rúmfræði, gleypni, bakgrunni og nýtni. Hundrað púlsar á sekúndu eru því ekki sjálfkrafa 100 Bq í uppsprettunni. Virkni fellur með sama veldisfalli og N. Þegar N helmingast helmingast A. Með þekktum helmingunartíma má finna N=A/λ og síðan efnamagn eða massa samsætunnar. Becquerel þarf að aðgreina frá gray og sievert. Tvær uppsprettur með sömu virkni geta gefið mjög ólíkan skammt eftir geislategund, orku, fjarlægð, skermun og upptöku í vef.
Í raunverulegu sýni þarf að tengja stærðfræðilíkanið við hegðun efnisins og mælitækisins. Tap eða viðbót samsæta, sjálfgleypni geislunar, bakgrunnur, endanleg nýtni nema og efnafræðileg sundrun geta breytt mældu merki án þess að sjálft hrörnunarlögmálið breytist. Því er æskilegt að styðja niðurstöðu með viðmiðunarsýni, óháðri kvörðun eða öðru samsætukerfi þegar það er hægt. Stærðargráðumat á líka að koma á undan óþarflega mörgum aukastöfum. Í kjarnareikningi eru varðveisla A, Z og rafhleðslu sterkar prófanir, en í virkni og aldursgreiningu verða veldisfallið og helmingunarrökin að passa mæld samsætuhlutföll. Rétt tala sem fæst af röngum ástæðum er ekki traust vísindaleg skýring.
Við raunmælingu þarf einnig að leiðrétta fyrir rúmfræði mælingarinnar og nýtni nemans. Talningarhraði sem tækið skráir er aðeins hluti þeirra hrörnana sem eiga sér stað í uppsprettunni, og því má ekki jafna mældum púlsum beint við virkni í Bq nema kvörðun, bakgrunnur og gleypni séu tekin með.