Aktywność promieniotwórcza i bekerel

Aktywność jest szybkością rozpadu

Jeżeli w próbce znajduje się N niestabilnych jąder, a każde ma stałą rozpadu λ, oczekiwana aktywność wynosi A = λN. Gdy liczba jąder macierzystych maleje wykładniczo, aktywność maleje z tym samym czynnikiem.

Stała rozpadu ma jednostkę s⁻¹ i wiąże się z okresem półtrwania przez λ = ln2/T₁/₂. Po jednym okresie półtrwania nie tylko liczba jąder, lecz także aktywność próbki spada do połowy wartości początkowej.

Bekerel jest małą jednostką

Źródło o aktywności 1 Bq ma średnio jedną przemianę na sekundę, ale pojedyncze zdarzenia pozostają losowe. Źródła laboratoryjne i medyczne często opisuje się w kBq, MBq lub GBq. Przedrostek zmienia tylko skalę liczbową.

Wysoka aktywność nie mówi sama, jaki rodzaj promieniowania jest emitowany ani jaką energię niesie jedno zdarzenie. Dwa źródła o tej samej aktywności mogą mieć bardzo różne widma i zupełnie inny sposób oddziaływania z materią.

Częstość zliczeń nie jest aktywnością

Detektor rejestruje tylko część przemian źródła. Na wynik wpływają wydajność detektora, geometria, kąt bryłowy, pochłanianie po drodze, próg energetyczny i tło. Dlatego 1000 zliczeń na sekundę nie musi oznaczać źródła o aktywności 1000 Bq.

W prostym modelu częstość netto można zapisać R = εgA, gdzie ε reprezentuje wydajność detekcji, a g część emitowanego promieniowania docierającą do detektora. W praktyce oba czynniki mogą zależeć od energii.

Aktywność właściwa zależy od nuklidu

Aktywność przypadającą na jednostkę masy nazywa się aktywnością właściwą. Dla tej samej liczby moli krótszy okres półtrwania oznacza większą λ i większą aktywność, ponieważ większa część jąder rozpada się w każdej sekundzie.

Długi okres półtrwania nie oznacza automatycznie małego lub dużego zagrożenia. Aktywność jest tylko jednym elementem oceny; znaczenie mają energia i rodzaj promieniowania, ilość substancji, droga narażenia oraz czas.

Aktywność, dawka i ryzyko to różne wielkości

Bekerel mierzy liczbę przemian na sekundę. Grej opisuje energię pochłoniętą na jednostkę masy, a siwert uwzględnia dodatkowo biologiczne znaczenie rodzaju promieniowania i napromienionej tkanki. Nie wolno zamieniać tych jednostek bez modelu transportu energii.

Aktywność źródła można oszacować z kalibrowanego detektora, ale wynik wymaga korekty tła, wydajności i geometrii. Surowy odczyt licznika nie jest uniwersalną miarą źródła, nawet jeśli jest wyrażony jako liczba impulsów na sekundę.

Przykłady obliczeniowe

1. N = 10⁹ i λ = 10⁻⁴ s⁻¹

2. Po jednym okresie półtrwania

3. Detektor rejestruje 20%