Mendeleev

Activitate radioactivă și becquerel

Activitatea radioactivă arată câte transformări nucleare sunt așteptate pe unitatea de timp. Unitatea SI este becquerelul: 1 Bq = 1 transformare pe secundă. Activitatea este o proprietate a sursei și nu trebuie confundată cu rata de numărare, doza absorbită sau efectul biologic.

Activitatea este o rată de dezintegrare

Dacă sunt prezente N nuclee instabile, fiecare caracterizat prin constanta de dezintegrare λ, activitatea așteptată este A = λN. Pe măsură ce populația părinte scade exponențial, activitatea scade cu același factor. Este o rată medie pentru o populație mare; la activități mici, numărul real de evenimente într-un interval scurt fluctuează statistic în jurul valorii așteptate.

Calculator de activitate

Modifică valoarea — rezultatul se actualizează imediat.

număr de nuclee instabile Nactivitate AA = λN
A = λN: pentru λ constant, activitatea este proporțională cu numărul de nuclee instabile.

Becquerelul nu este o măsură a energiei

Două surse pot avea aceeași activitate în Bq și totuși pot elibera energii foarte diferite la fiecare dezintegrare. Un eveniment poate emite o particulă beta de energie mică, altul o particulă mai energetică sau un foton gamma. Bq numără transformări nucleare, nu jouli, sieverți sau „pericol“. Pentru doză și protecție contează tipul și energia radiației, geometria, durata expunerii și interacția cu țesutul.

De ce rata de numărare diferă de activitate

Detectorul nu înregistrează aproape niciodată fiecare transformare din sursă. Numai o parte dintre particule sau fotoni ajung în volumul sensibil, unele sunt absorbite pe traseu, iar eficiența detectorului depinde de energie și de tipul radiației. Există și fond. Prin urmare, rata de numărare este un rezultat experimental influențat de geometrie, absorbție, eficiență și fond, în timp ce activitatea descrie sursa însăși.

sursădetectorgeometrieabsorbțieeficiență
Rata de numărare măsurată înregistrează doar o parte din dezintegrările sursei.

Activitatea, timpul de înjumătățire și cantitatea sunt legate

Constanta de dezintegrare și timpul de înjumătățire sunt legate prin λ = ln2/T1/2. La același număr de nuclee radioactive, un nuclid cu timp de înjumătățire mai scurt are λ mai mare și deci activitate mai mare. Dacă A și λ sunt cunoscute, se poate estima N = A/λ. Masa probei singură nu determină activitatea: contează compoziția izotopică și nuclidul concret.

Exemple rezolvate

1. Transformări pe minut

O sursă produce 2400 de transformări în 60 s. Care este activitatea?

Soluție

A = 2400/60 = 40 Bq.

2. Din N și λ

Pentru N = 5×10⁸ și λ = 2×10⁻⁴ s⁻¹, calculează A.

Soluție

A = λN = 1,0×10⁵ Bq.

3. Bq și numărare

O sursă de 10 kBq trebuie să producă 10 000 counts/s în detector?

Soluție

Nu. Geometria, absorbția și eficiența fac ca rata înregistrată să fie de obicei doar o fracțiune din activitate; fondul trebuie și el corectat.