Aktivitet og becquerel
Radioaktiv aktivitet er antall kjernetransformasjoner per tidsenhet. Becquerel er derfor en tellehastighet for henfall, ikke et direkte mål på dose eller biologisk virkning.
Grunnidé og definisjon
Aktivitet A er forventet antall henfall per sekund. Siden hvert gjenværende radioaktivt atom har sannsynlighet λ per tidsenhet, blir A=λN. En prøve med mange kjerner kan ha høy aktivitet selv om λ er liten, og en kortlivet isotop kan ha høy aktivitet med langt færre kjerner.
1 Bq = 1 transformasjon per sekund
Dette er en konsekvens av modellen, ikke en løs huskeregel. Skriv størrelsene eksplisitt og kontroller både enheter og fysisk grenseverdi.
Mekanisme og kvantitativ modell
1 Bq er definert som én kjernetransformasjon per sekund. En målt detektorhastighet er derimot påvirket av geometrisk effektivitet, absorpsjon, bakgrunn og detektorens egen respons. Derfor er 100 registrerte pulser per sekund ikke automatisk 100 Bq i kilden.
Hva observasjoner og beregninger forteller
Aktiviteten avtar med samme eksponentiallov som antallet kjerner. Hvis N halveres, halveres A. For en ren isotop med kjent halveringstid kan man gå fra aktivitet til antall radioaktive kjerner ved N=A/λ og derfra til stoffmengde eller masse dersom isotopmassen er kjent.
Begrensninger og sammenhenger
Aktivitet må holdes adskilt fra absorbert dose i gray og doseekvivalent i sievert. To kilder med samme Bq kan gi svært ulik dose på grunn av strålingstype, energi, avstand, skjerming og opptak i vev. Becquerel beskriver kilden, ikke hele eksponeringssituasjonen.
Løste eksempler
Oppgave 1
2400 henfall skjer på 60 s. Finn aktiviteten.
Løsning
A=2400/60=40 s⁻¹=40 Bq.
Oppgave 2
N=5,0×10⁸ og λ=2,0×10⁻⁴ s⁻¹. Finn A.
Løsning
A=λN=1,0×10⁵ Bq.
Oppgave 3
En kilde er 800 Bq. Hva er aktiviteten etter én halveringstid?
Løsning
Aktiviteten følger N og halveres: 400 Bq.
Aktivitet A er forventet antall henfall per sekund. Siden hvert gjenværende radioaktivt atom har sannsynlighet λ per tidsenhet, blir A=λN. En prøve med mange kjerner kan ha høy aktivitet selv om λ er liten, og en kortlivet isotop kan ha høy aktivitet med langt færre kjerner. 1 Bq er definert som én kjernetransformasjon per sekund. En målt detektorhastighet er derimot påvirket av geometrisk effektivitet, absorpsjon, bakgrunn og detektorens egen respons. Derfor er 100 registrerte pulser per sekund ikke automatisk 100 Bq i kilden. Aktiviteten avtar med samme eksponentiallov som antallet kjerner. Hvis N halveres, halveres A. For en ren isotop med kjent halveringstid kan man gå fra aktivitet til antall radioaktive kjerner ved N=A/λ og derfra til stoffmengde eller masse dersom isotopmassen er kjent. Aktivitet må holdes adskilt fra absorbert dose i gray og doseekvivalent i sievert. To kilder med samme Bq kan gi svært ulik dose på grunn av strålingstype, energi, avstand, skjerming og opptak i vev. Becquerel beskriver kilden, ikke hele eksponeringssituasjonen.