Активність і бекерель
Активність радіоактивного зразка — це середня швидкість ядерних розпадів. Одиниця СІ бекерель (Бк) означає один розпад за секунду. Активність характеризує джерело, але сама по собі не визначає поглинуту дозу або біологічний ризик.
Формула активності
Для одного радіонукліда A=λN. Чим більше нестабільних ядер N або чим більша стала розпаду λ, тим більша активність. Оскільки N експоненціально зменшується, активність також спадає як A(t)=A₀e^(−λt).
Бекерель і розмір числа
Один бекерель — дуже мала одиниця для багатьох практичних джерел, тому часто використовують кБк, МБк або ГБк. Велике числове значення в Бк не можна оцінювати без контексту нукліда, типу випромінювання, геометрії та шляху опромінення.
Активність не дорівнює показу детектора
Детектор реєструє лише частину розпадів. Геометрична ефективність визначає, скільки випромінювання потрапить у чутливий об’єм; внутрішня ефективність — яка частина дасть зареєстрований сигнал. Додаються поглинання, мертвий час та поріг електроніки.
Активність і доза
Два джерела з однаковою активністю можуть мати дуже різний дозовий ефект. Важливі енергія на розпад, тип випромінювання, проникність, місце розташування джерела та час контакту. Бекерель вимірює події за секунду, грей — енергію на масу, зіверт — дозу з урахуванням біологічного зважування.
Питома активність
Активність на одиницю маси або кількості речовини залежить від періоду напіврозпаду та ізотопного складу. Короткоживучий нуклід може мати дуже високу питому активність, бо велика частка його ядер розпадається щосекунди.
Статистична природа
За короткий інтервал число розпадів флуктуює. Навіть ідеальне джерело з незмінним λ не дає точно однакової кількості імпульсів щосекунди. Тому активність оцінюють з достатньої статистики та обов’язково віднімають фонову швидкість рахунку.
Калібрування
Для кількісної спектрометрії треба знати ефективність детектора як функцію енергії, геометрію джерела, самопоглинання і час вимірювання. Лише після таких поправок кількість зареєстрованих імпульсів можна перетворювати на активність джерела.
Мертвий час приладу
За великої швидкості рахунку детектор та електроніка можуть бути тимчасово нечутливими після кожного імпульсу. Це називають мертвим часом. Без поправки високоактивне джерело може виглядати слабшим, ніж є насправді. Для різних моделей мертвого часу використовують різні корекції, тому точне визначення активності потребує знання режиму роботи конкретної системи реєстрації.
Вправа
Детектор реєструє 250 імпульсів за секунду з джерела активністю 1000 Бк, а фон уже віднято. Яка проста ефективність реєстрації?
Розв’язання
Якщо геометрія та всі інші втрати включені в одну ефективність, ε=250/1000=0,25, тобто 25 %. Це не означає, що активність джерела дорівнює 250 Бк.