Radioaktivna aktivnost in becquerel

Aktivnost je hitrost razpada

Če je v vzorcu N nestabilnih jeder in ima vsako razpadno konstanto λ, je pričakovana aktivnost A = λN. Ko število matičnih jeder eksponentno pada, z enakim faktorjem pada tudi aktivnost.

Razpadna konstanta ima enoto s⁻¹ in je z razpolovno dobo povezana z λ = ln2/T₁/₂. Po eni razpolovni dobi se zato na polovico zmanjša tako število nerazpadlih jeder kot aktivnost vzorca.

Becquerel je majhna enota

Vir z aktivnostjo 1 Bq ima v povprečju eno jedrsko pretvorbo na sekundo, posamezni dogodki pa so naključni. Laboratorijski in medicinski viri imajo pogosto aktivnosti v kBq, MBq ali GBq. Predpona spremeni samo številsko lestvico.

Velika aktivnost sama ne pove vrste sevanja ali energije posameznega dogodka. Dva vira z enakim številom pretvorb na sekundo imata lahko zelo različna spektra in različno interakcijo s snovjo.

Hitrost štetja ni aktivnost

Detektor zazna le del pretvorb v viru. Rezultat je odvisen od izkoristka, geometrije, prostorskega kota, absorpcije, energijskega praga in ozadja. Tisoč impulzov na sekundo zato ne pomeni nujno aktivnosti 1000 Bq.

V preprostem modelu lahko neto hitrost zapišemo R = εgA, kjer ε opisuje izkoristek detekcije, g pa delež oddanega sevanja, ki doseže detektor. Oba faktorja sta lahko odvisna od energije.

Specifična aktivnost je odvisna od nuklida

Aktivnost na enoto mase imenujemo specifična aktivnost. Pri enaki množini snovi krajša razpolovna doba pomeni večjo λ in večjo aktivnost, ker se vsako sekundo razgradi večji delež jeder.

Dolga razpolovna doba sama ne pomeni avtomatično manjšega ali večjega tveganja. Aktivnost je samo ena količina; pomembni so energija in vrsta sevanja, količina snovi, pot izpostavitve ter trajanje.

Aktivnost, doza in tveganje so različne količine

Becquerel meri pretvorbe na sekundo. Gray meri absorbirano energijo na enoto mase, sievert pa dodatno upošteva biološko učinkovitost vrste sevanja in obsevanega tkiva. Brez modela prenosa energije teh enot ne moremo neposredno pretvarjati.

Aktivnost lahko ocenimo s kalibriranim detektorjem, vendar moramo odšteti ozadje in poznati izkoristek ter geometrijo. Surovo število impulzov ni univerzalna lastnost vira, čeprav je podano na sekundo.

Rešeni primeri

1. N = 10⁹ in λ = 10⁻⁴ s⁻¹

2. Po eni razpolovni dobi

3. Skupni izkoristek 20 %